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慣性變化時(shí)無刷直流電機(jī)的魯棒控制器設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2014-03-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


(2)干擾抑制性能:輸出速度(ωr)對負(fù)載干擾(tl)應(yīng)該不敏感,即若參考輸入速度(ωr*)為0,當(dāng)系統(tǒng)加上負(fù)載轉(zhuǎn)矩后,應(yīng)有:

要滿足上式,則需選擇q使得的直流增益為0,即。由方程(13)可知,要滿足該條件,即有:

(14)
3.3 獨(dú)立參數(shù)的選擇

q的選擇必須滿足上述的約束條件以減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),q一般具有以下形式:
(15)

式中a,b,pj均為自由設(shè)計(jì)參數(shù),對系統(tǒng)的約束越多,則q的維數(shù)就越大,控制器就越復(fù)雜;反之,對系統(tǒng)的約束越少,則q的維數(shù)就越小,控制器就越簡單。

4 仿真結(jié)果及分析

電機(jī)參數(shù)為:

1/j=5(kg·m2)-1,b/j=0.002(sec)-1,kt=0.4v/(rad/s)

根據(jù)前面所述的控制器的設(shè)計(jì)過程,可以得到控制器k(s)為:

圖2記錄的是電機(jī)參數(shù)沒有變化時(shí)的轉(zhuǎn)速波形,從圖中可以看出,本文提出的控制器控制效果很好,轉(zhuǎn)速無波動(dòng),且調(diào)節(jié)時(shí)間很短,小于5ms。圖3記錄的是電機(jī)參數(shù)沒有變化時(shí)的負(fù)載干擾響應(yīng),從圖中可以看出,在很短的時(shí)間內(nèi),負(fù)載轉(zhuǎn)矩的影響就趨近于0。



圖2 標(biāo)稱參數(shù)下的轉(zhuǎn)速響應(yīng)


為了驗(yàn)證在慣性參數(shù)大范圍變化情況下控制器的魯棒性,假設(shè)電機(jī)參數(shù)變?yōu)椋?br/>
情況1 1/j=1(kg·m2)-1,b/j= 0.001(sec)-1
情況2 1/j=25(kg·m2)-1,b/j= 0.008(sec)-1

圖4、圖5分別為在標(biāo)稱參數(shù)、參數(shù)變化(情況1)、參數(shù)變化(情況2)下的速度響應(yīng)和負(fù)載干擾響應(yīng)對比圖,由圖可以看出,即使電機(jī)慣性參數(shù)發(fā)生了很大的變化,系統(tǒng)依然穩(wěn)定,各種動(dòng)態(tài)性能仍然很好。



圖3 標(biāo)稱參數(shù)下的負(fù)載干擾響應(yīng)



圖4 系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)



圖5 系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)的負(fù)載干擾響應(yīng)

4 結(jié)束語

本文利用q-參數(shù)化理論設(shè)計(jì)了一個(gè),用來減小由于各種原因?qū)е碌?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/無刷直流電機(jī)">無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)。該控制器的主要特點(diǎn)是在電機(jī)由于運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行環(huán)境變化導(dǎo)致電機(jī)參數(shù)發(fā)生變化時(shí),也能保證系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性和良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng),而且控制器階數(shù)很低。數(shù)字仿真結(jié)果驗(yàn)證了該控制器的有效性。

作者簡介
姜偉東(1975-) 男 碩士,主要從事電力機(jī)車的檢修工作。
王勁松(1973-) 男 學(xué)士,主要從事工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)咨詢工作。

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本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/236979.htm

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