BLDC位置伺服系統中的柔性變結構控制
鄒 強,呂永健,范 虎
空軍工程大學工程學院,陜西西安
摘 要:為提高無刷直流電機(BLDC)位置伺服系統動靜態性能,將柔性變結構控制系統應用于無刷直流電機位置跟蹤系統中。并在柔性變結構控制基礎上加入變飽和控制狀態,從而將伺服系統的跟蹤誤差進行分類處理,對所設計的控制器分別作了正弦波和方波跟蹤的仿真及實驗驗證。結果表明,該方法明顯增強了無刷直流電機伺服系統的調整時間和跟蹤精度。
關 鍵 詞:無刷直流電機;位置伺服系統;柔性變結構控制;變飽和狀態
1 引 言
無刷直流電機既具備交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等優點,又具備直流電動機的運行效率高、調速性能好等諸多優點,所以無刷直流電機在很多高性能的伺服系統中得到廣泛的應用[1]。傳統雙閉環控制的無刷直流電機伺服系統在電機參數變化、負載擾動等情況下動態響應變差,伺服精度降低[2]。變結構控制誕生于20世紀50年代,由于它對系統模型要求不高,而且對參數攝動和外擾具有完全的自適應能力,基于這些獨特的優點,使其在交流伺服系統中得到了廣泛的應用。目前變結構控制研究大多停留在滑模控制上[35]。傳統滑模控制器控制簡單易于實現,但由于控制器輸出端的積分作用,響應速度較慢[6],尤其在以追求調節時間和跟蹤精度的位置伺服系統中,影響更大。除滑模變結構控制之外,還有一種柔性變結構控制,它是以故意排除滑模、以達到較短的調節和整理時間為其目標。這兩種類型的控制是完全不同的,柔性變結構控制通過連續改變控制器參數或者結構,從而使系統達到接近時間較優控制的性能[7]。本文將柔性變結構控制應用于無刷直流電機位置伺服系統中,將位置誤差輸入無窮多數的子控制器,通過使用連續選擇策略,選擇子控制器進行控制。它不僅克服了滑模變結構控制方法的缺點,而且提高了伺服系統的響應時間、跟蹤精度。
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