慣性變化時(shí)無(wú)刷直流電機的魯棒控制器設計
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(2)干擾抑制性能：輸出速度(ωr)對負載干擾(tl)應該不敏感，即若參考輸入速度(ωr*)為0，當系統加上負載轉矩后，應有：
要滿(mǎn)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(mǎn)足該條件，即有：
(14)3.3 獨立參數的選擇
q的選擇必須滿(mǎn)足上述的約束條件以減小轉矩脈動(dòng)，q一般具有以下形式：
(15)式中a,b,pj均為自由設計參數，對系統的約束越多，則q的維數就越大，控制器就越復雜；反之，對系統的約束越少，則q的維數就越小，控制器就越簡(jiǎn)單。
4 仿真結果及分析
電機參數為：
1/j=5(kg·m2)-1，b/j=0.002(sec)-1，kt=0.4v/(rad/s)
根據前面所述的控制器的設計過(guò)程，可以得到控制器k(s)為：
圖2記錄的是電機參數沒(méi)有變化時(shí)的轉速波形，從圖中可以看出，本文提出的控制器控制效果很好，轉速無(wú)波動(dòng)，且調節時(shí)間很短，小于5ms。圖3記錄的是電機參數沒(méi)有變化時(shí)的負載干擾響應，從圖中可以看出，在很短的時(shí)間內，負載轉矩的影響就趨近于0。
圖2 標稱(chēng)參數下的轉速響應
為了驗證在慣性參數大范圍變化情況下控制器的魯棒性，假設電機參數變?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分別為在標稱(chēng)參數、參數變化（情況1）、參數變化（情況2）下的速度響應和負載干擾響應對比圖，由圖可以看出，即使電機慣性參數發(fā)生了很大的變化，系統依然穩定，各種動(dòng)態(tài)性能仍然很好。
圖3 標稱(chēng)參數下的負載干擾響應
圖4 系統參數變化時(shí)的轉速響應
圖5 系統參數變化時(shí)的負載干擾響應
4 結束語(yǔ)
本文利用q-參數化理論設計了一個(gè)無(wú)刷直流電機魯棒控制器，用來(lái)減小由于各種原因導致的無(wú)刷直流電機的轉速波動(dòng)。該控制器的主要特點(diǎn)是在電機由于運行時(shí)間和運行環(huán)境變化導致電機參數發(fā)生變化時(shí)，也能保證系統的魯棒穩定性和良好的動(dòng)態(tài)響應，而且控制器階數很低。數字仿真結果驗證了該控制器的有效性。
作者簡(jiǎn)介
姜偉東（1975-） 男 碩士，主要從事電力機車(chē)的檢修工作。
王勁松（1973-） 男 學(xué)士，主要從事工業(yè)自動(dòng)化設計咨詢(xún)工作。
參考文獻
[1] 紀志成, 薛花, 董富紅. 無(wú)刷直流電機調速系統間接模型參考自適應控制[j].電機與控制學(xué)報, 2004,8⑶:225-228.
[2] 吳志瑜, 趙曉蓓, 劉愛(ài)軍等.無(wú)刷直流電動(dòng)機位置伺服系統的變結構控制[j].微特電機,2006,34⑴:28-31.
[3] 趙學(xué)慶, 張國山, 陳學(xué)敏. 無(wú)刷直流電動(dòng)機調速系統的模糊變結構控制[j].微特電機, 2006,34(7):20-22.
[4] m.azzam, yehia s.mohamed. robust controller design for automatic generation control based on q-parameterization[j]. energy conversion and management,2002, 43:1663-1673.
[5] abdelfatah m.mohamed, ilene busch-vishniac. imbalance compensation and automatic balancing in magnetic bearing systems using the q-parameterization theory[j]. ieee trans.on control system technology, 1995, 3⑵:202-211.
[6] abdelfatah m.mohamed,fumio matsumura, toru namerikawa et al. q-parameterization control of vibrations in a variable speed magnetic bearing[c]. proceedings of the 1997 ieee international conference on control applications. hartford, ct.october 5-7, 1997.
[7] selahattin ozcelik, howard kaufman. frequency domain design conditions for robust direct model reference adaptive controllers[c].proceedings of the american conference, albuquerque,new mexico june 1997.
[8] matt bement, suhada jayasuriya. synthesis of reduced order multivariable feedback tracking controllers using the q-parameterization[c]. proceedings of the 39th ieee conference on decision and control. sydney, australia,december, 2000.
[9] pragasen pillay, ramu krishnan. modeling, simulation, and analysis of permanent-magnet motor drives, part ii: the brushless dc motor drive[j].ieee trans.on industry applications,1989,25(2) 274-279.
[10]doyle j, francis b, and tannenbaum a. feedback control theory[m]. new york:macmillan publishing company.1992.本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/236979.htm
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