無刷直流電機(jī)伺服系統(tǒng)先進(jìn)控制策略的研究.pdf

1、無刷直流電機(jī)具有質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)、電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈耦合小等優(yōu)點(diǎn)，在伺服系統(tǒng)中獲得了越來越廣泛的應(yīng)用，但是其存在換相時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)、負(fù)載擾動(dòng)、參數(shù)變化等。因此對(duì)無刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制策略提出了很高的要求，需要有先進(jìn)的控制策略來提高系統(tǒng)的控制性能。 本文首先闡述了無刷直流電機(jī)原理，推導(dǎo)了無刷直流電機(jī)位置伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，建立了無刷直流電機(jī)的MATLAB仿真系統(tǒng)，為先進(jìn)的控制策略應(yīng)用提供一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)。 電子換相減小了電機(jī)質(zhì)量與體

2、積，增加了壽命，卻引入換相電磁轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)。本文在定量分析了換相期間電磁轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)的基礎(chǔ)上，提出一種抑止換相時(shí)電磁轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)的新的分段電流控制策略：換相時(shí)段讓電磁轉(zhuǎn)矩與相電流恒定不變，實(shí)現(xiàn)無擾動(dòng)換相；非換相時(shí)段使相電流快速跟蹤給定電流指令。試驗(yàn)結(jié)果表明使用該策略與使用常規(guī)控制策略相比電磁轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)明顯減小，且轉(zhuǎn)速越大擾動(dòng)越小。 無位置傳感器技術(shù)是當(dāng)前無刷直流電機(jī)控制的趨勢(shì)。本文闡述了相電壓檢測(cè)法實(shí)現(xiàn)無位置傳感器控制的原理，分析了轉(zhuǎn)子位置檢

3、測(cè)的誤差來源，并給出誤差的補(bǔ)償方法。該方法運(yùn)行簡(jiǎn)單易行，實(shí)用性強(qiáng)。 針對(duì)位置伺服中存在的參數(shù)變化、負(fù)載轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)等情況，變結(jié)構(gòu)滑?？刂坡捎泻芎玫聂敯粜阅?，但需要知道參數(shù)變化的最大值并且控制量抖動(dòng)劇烈；采用常規(guī)自適應(yīng)滑模控制可以估計(jì)參數(shù)變化最大值，但其控制量抖動(dòng)仍然劇烈；本文介紹了一種新的無刷直流電機(jī)位置伺服系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)方法，其控制器由二次型最優(yōu)控制、模糊控制與滑模自適應(yīng)調(diào)節(jié)器組成。自適應(yīng)調(diào)節(jié)模糊輸出變量的隸屬度函數(shù)的中心位置，從