ما هو نوع المحرك المناسب لطراز الدرجة الثانية؟
في مجال التحكم في المحركات، يتم استخدام نماذج الدرجة الثانية على نطاق واسع بسبب بساطتها وعمليتها. ستجمع هذه المقالة بين الموضوعات الساخنة ومحتوى الشبكة بالكامل في الأيام العشرة الماضية لمناقشة أنواع المحركات وخصائصها المطبقة على نموذج الترتيب الثاني، وعرض التحليل ذي الصلة من خلال البيانات المنظمة.
مقدمة لنماذج الدرجة الأولى والثانية

نموذج الدرجة الثانية هو نموذج رياضي مبسط يستخدم عادة لوصف خصائص الاستجابة للأنظمة الديناميكية. في التحكم الحركي، يمكن لنموذج الدرجة الثانية أن يوازن بشكل أفضل بين التعقيد الحسابي والدقة وهو مناسب للسيناريوهات التالية:
| السيناريوهات القابلة للتطبيق | الوصف |
|---|---|
| التحكم في السرعة المنخفضة إلى المتوسطة | تجاهل التأثيرات غير الخطية عالية الترتيب وتبسيط خوارزمية التحكم |
| الاستجابة السريعة للاحتياجات | تحسين الأداء الديناميكي من خلال نسبة التخميد والتردد الطبيعي |
| التغيرات في درجات الحرارة صغيرة | تجاهل حساسية ارتفاع درجة الحرارة إلى المعلمات |
2. تحليل أنواع المحركات المطبقة
استنادا إلى المناقشات الساخنة الأخيرة والأدبيات التقنية، فإن أنواع المحركات التالية هي الأنسب لنماذج الدرجة الثانية:
| نوع المحرك | سبب قابل للتطبيق | التطبيقات النموذجية |
|---|---|---|
| محرك العاصمة المصقول | ثابت الزمن الميكانيكي أكبر بكثير من ثابت الزمن الكهربائي | مفاصل الروبوت والأدوات الكهربائية |
| محرك متزامن ذو مغناطيس دائم (PMSM) | يمكن تبسيط محور dq إلى نظام من الدرجة الثانية بعد فصله | السيارات الكهربائية، المؤازرة الصناعية |
| محرك السائر | يمكن وصف تقلبات عزم الدوران عند السرعة المنخفضة بتذبذبات من الدرجة الثانية | طابعة ثلاثية الأبعاد، أداة آلة CNC |
3. اتجاهات التكنولوجيا الساخنة
تظهر مناقشات الصناعة في الأيام العشرة الماضية أن نماذج الدرجة الثانية قد اكتسبت الاهتمام في المجالات الناشئة التالية:
| المناطق الساخنة | التقدم التكنولوجي | دعم البيانات |
|---|---|---|
| التحكم في محرك الطائرة بدون طيار | نموذج من الدرجة الثانية + PID التكيفي يقلل من التذبذب | وأظهرت ورقة أن زمن الاستجابة انخفض بنسبة 32% |
| نظام سيرفو | التحكم التنبؤي على أساس نموذج الدرجة الثانية | زادت دقة تحديد المواقع الفعلية للشركة بمقدار 0.01 ملم |
| محرك المحور | نموذج محسّن من الدرجة الثانية مع الأخذ في الاعتبار مرونة الإطارات | براءة اختراع تظهر انخفاض استهلاك الطاقة بنسبة 7% |
4. اقتراحات الاختيار
عند اختيار نموذج من الدرجة الثانية بناءً على متطلبات التطبيق، يرجى ملاحظة ما يلي:
| اعتبارات | اقتراحات |
|---|---|
| نطاق السرعة | >2000 دورة في الدقيقة يوصى بإضافة تعويض عالي المستوى |
| خصائص التحميل | يجب دمج حمل الطفرة مع مراقب |
| حد التكلفة | تعطي وحدات MCU المنخفضة الأولوية لنماذج الدرجة الثانية |
5. الحالات النموذجية
يستخدم أحدث نظام للقيادة الكهربائية أصدرته إحدى شركات مركبات الطاقة الجديدة نموذج تحكم محسنًا من الدرجة الثانية لتحقيق ما يلي:
| وقت الاستجابة | تم تخفيضها من 80 مللي ثانية إلى 55 مللي ثانية |
| كفاءة استعادة الطاقة | ارتفعت إلى 92% |
| أداء NVH | تقليل الضوضاء 3 ديسيبل |
الاستنتاج:يعد نموذج الدرجة الثانية مناسبًا بشكل خاص لسيناريوهات التطبيقات الحركية ذات متطلبات الاستجابة الديناميكية المعتدلة والمتطلبات الحساسة للتكلفة. مع تقدم تقنية تحسين الخوارزمية، تتوسع حدود تطبيقاتها لتشمل مجالات عالية السرعة وعالية الدقة. يحتاج المهندسون إلى اختيار تعقيد النموذج بشكل معقول بناءً على خصائص محرك محددة وأهداف التحكم.
تحقق من التفاصيل
تحقق من التفاصيل