基于自抗扰控制器的无刷直流电机控制系统_夏长亮1
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第 5 2卷 第
2
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2
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文章编号
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扰
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流
电
机控
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摘要
:
自抗扰控制器
( A D R C )
是在
继
承经 典
P
ID
不
依赖
于
对象模型优
点
的基础 上
,
通过 改进
经
典
P
DI 固有缺陷
而
形
成
的
新
型
控制器
,
性
能
优
良并
且算法简 单
。
无刷直 流
电
机 作
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为
一
个非线性系统
,
采用经典
P I D
控制难 以得到 满意 的控
制效果
。
为
了
提高控制 系统 的动态性能
和
鲁棒性
,
文中给出
了
无刷直流电机 的 自抗扰控制方案
。
该控制 方案不需要精确
电机参数就
可 以
实现干扰补偿
,
控制器的设计也不需要建立
电机
的
精确 数学模
型
。
自抗扰控制器利用其 内部的扩 张状 态
观测 器
可
以估计
出
系统 的内外扰动
,
据此将 电机 等效
为 由 两
基金项 目
:
天津 市 应用基 础研 究计 划重 点项 目
(
04
38
0 2 0
1
1 )
;
天津
市
科
技攻 关计划 重大
科
技 工程 项 目
( 0 5 3
18
2
81
1
)
。
个 非线性系统构成的 串联 对象
,
然后设计两 个 一阶 自抗扰控
制器实现对 电机的 内外 环控制
,
内环控制电流
,
外
环
控制转
速
。
实验结果 表明
,
自抗扰控制器对 电机模 型的不确
定
性
和
外部 扰动变化
具
有较强的适应性和鲁棒性
,
控制系统具有优
良
的动态性 能
。
关键
词
:
电
机
;
自抗扰 控制器
;
无刷直流 电机
;
动
态性能
;
鲁棒性
1
引
言
无刷 直流 电机
( B
L
D C
M )
作 为
一
种 电子驱 动
的无 极变速 电动 机
,
具 有结 构简单
、
运行 效率 高
、
动态 响应好 等诸 多优 点
,
在家 用 电器 和工业 生产 领
域 的应 用
日
益广 泛
。
目前较 多 电动
机
控制 系统采 用
的是 经典
P
ID
控 制器
,
由于
无刷 直流 电机 是一个 非
线性 系统
,
如 电枢 反应 的非线性
、
转 动惯 量和相 电
阻
的变 化等
,
致使 经典
P D〕
控 制器难 以满 足控制 系
统 的性 能要 求
。
现代控 制 理论如 最优控 制理 论
、
自
适 应 控 制 理 论 和 滑模 变 理 论 可
以
有效提 高 电机 的
运 行性 能
I
’
一
71
。
但 由于 无刷 直流 电机是
一
个 多变 量
、
强祸合 的 系统
,
部分状态 变量 不 易或者无法 检测
,
采用现代控制 理论 设计控 制方 案时
,
运算量 往往较
大
,
需要 高性 能微 处理器 支持
,
控制 系统成 本较高
。
具有 自适应
、
自
学 习
功 能的智 能控制 策略如 模糊控
制
、
神经
网
络 控制 等
虽
然 控制 电机时 能得 到较为满
意 的结 果
,
但 是设计 难度 大
,
计算 复杂
,
不
易在 实
际工
程 中得到 推广
和
应用
〔
8
一
91
。
自抗扰控 制器 是在继 承经 典
P
I
D
不依赖 于对象
模 型优 点 的基 础上
,
通过 改进经 典
P ID
固有 缺 陷而
形 成 的新型控制器
。
该控制器 算法 简单
,
参 数适应
性 广
,
能 自动检 测并补 偿控 制对象 的 内外 扰动
,
控
制 对 象 参 数 发 生变 化 或 遇 到 不确
定
性 扰 动 时都 能
DOI : 10. 13334 /j . 0258 -8013. pcsee. 2005. 02. 016
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