本文關(guān)鍵詞： 有刷直流電機(jī) 擾動(dòng)觀測(cè)器 自適應(yīng)滑�？刂破� Lyapunov穩(wěn)定性　出處：《西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)》2017年09期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為了提高有刷直流電機(jī)低速控制的精確性,設(shè)計(jì)了基于擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)挠兴⒅绷麟姍C(jī)轉(zhuǎn)速自適應(yīng)滑�？刂破�。首先,針對(duì)轉(zhuǎn)速模型中摩擦力在轉(zhuǎn)速快速變化過(guò)程中體現(xiàn)的快變特性和在線估計(jì)困難的特點(diǎn),采用Stribeck穩(wěn)態(tài)摩擦力模型,通過(guò)離線辨識(shí)模型參數(shù)的方式計(jì)算摩擦力;其次,針對(duì)負(fù)載扭矩等擾動(dòng)的慢變特性,設(shè)計(jì)了擾動(dòng)觀測(cè)器對(duì)其進(jìn)行在線估計(jì),并證明了估計(jì)誤差的有限時(shí)間收斂性及有界性;最后,設(shè)計(jì)了自適應(yīng)滑模控制器對(duì)擾動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償和誤差反饋校正,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精確的轉(zhuǎn)速跟蹤控制,并在Lyapunov穩(wěn)定性框架下證明了閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該控制器的開(kāi)關(guān)增益僅與擾動(dòng)觀測(cè)器估計(jì)誤差的上界相關(guān),避免了一般滑�？刂品椒ú捎酶咴鲆鎭�(lái)提高控制精度的問(wèn)題,從而能夠大大減小系統(tǒng)輸入抖振現(xiàn)象,有利于工程實(shí)現(xiàn)。所提方法的穩(wěn)態(tài)誤差分別為PI、傳統(tǒng)滑�？刂破鞣�(wěn)態(tài)誤差的46%、63%,響應(yīng)時(shí)間在0.15s以內(nèi),遠(yuǎn)小于PI、傳統(tǒng)滑�？刂破鞯捻憫�(yīng)時(shí)間,通過(guò)正弦參考信號(hào)跟蹤實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所提方法在瞬態(tài)工況下具有很好的控制效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的控制器能有效抑制摩擦力及負(fù)載擾動(dòng)對(duì)電機(jī)控制帶來(lái)的影響,能顯著改善電機(jī)控制的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)性能,并且該方法能大大減小控制輸入的抖振問(wèn)題。
[Abstract]:In order to improve the accuracy of low speed control of brushless DC motor, an adaptive sliding mode controller based on disturbance compensation is designed. Aiming at the fast changing characteristic of friction force in the speed model and the difficulty of on-line estimation, Stribeck steady state friction model is adopted. The friction force is calculated by off-line identification of model parameters. Secondly, the disturbance observer is designed to estimate the load torque and other disturbances, and the finite time convergence and boundedness of the estimation error are proved. Finally, the adaptive sliding mode controller is designed to compensate the disturbance and correct the error feedback to achieve accurate speed tracking control. The stability of the closed-loop system is proved under the framework of Lyapunov stability. The switching gain of the controller is only related to the upper bound of the estimation error of the disturbance observer. The problem of using high gain to improve the control precision is avoided in the general sliding mode control method, which can greatly reduce the chattering phenomenon of the system input and is beneficial to the engineering implementation. The steady-state error of the proposed method is Pi respectively. The steady-state error of the traditional sliding mode controller is 46 / 63 and the response time is within 0.15 seconds, which is much smaller than that of PI.The response time of the traditional sliding mode controller is tracked by the sinusoidal reference signal. The experimental results show that the proposed controller can effectively suppress the influence of friction and load disturbance on motor control. The steady and transient performance of motor control can be improved significantly, and the buffeting problem of control input can be greatly reduced by this method.
【作者單位】： 吉林大學(xué)汽車仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;吉林大學(xué)通信工程學(xué)院;吉林大學(xué)工程仿生教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61520106008,61374046)
【分類號(hào)】：TM33;TP273
【正文快照】： 有刷直流電機(jī)具有力矩系數(shù)大、過(guò)載能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),在移動(dòng)機(jī)器人等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1]。但是,電機(jī)系統(tǒng)中固有的非線性摩擦以及負(fù)載扭矩等擾動(dòng),給有刷直流電機(jī)低速的精確控制帶來(lái)很大的困難[2]。因此,如何抑制電機(jī)系統(tǒng)的擾動(dòng)給轉(zhuǎn)速控制帶來(lái)的影響,已經(jīng)成為一個(gè)研

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本文編號(hào)：1460838