慣性變化時(shí)無(wú)刷直流電機(jī)的魯棒控制器設(shè)計(jì)
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(2)干擾抑制性能：輸出速度(ωr)對(duì)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(duì)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(duì)系統(tǒng)的約束越少，則q的維數(shù)就越小，控制器就越簡(jiǎn)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(guò)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(wú)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(duì)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(yǔ)
本文利用q-參數(shù)化理論設(shè)計(jì)了一個(gè)無(wú)刷直流電機(jī)魯棒控制器，用來(lái)減小由于各種原因?qū)е碌?a class="contentlabel" href="http://www.biyoush.com/news/listbylabel/label/無(wú)刷直流電機(jī)">無(wú)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(jiǎn)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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