無刷直流電機柔性變結構控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、無刷直流電機控制是當今電機控制領域的一個研究熱點，PID 控制難以滿足電機控制快、準、穩(wěn)的性能要求；傳統(tǒng)的滑模變結構控制雖然魯棒性較好，但是不能有效消除抖振；柔性變結構控制作為變結構控制的一個新的理論分支，能獲得幾乎與時間最優(yōu)化控制器相同的特性，不僅具有傳統(tǒng)滑模的魯棒性，且排除了滑動模態(tài)，因此能夠消除抖振。本文將柔性變結構控制理論應用到無刷直流電機的速度控制系統(tǒng)。
　　 論文研究了柔性變結構控制的基本概念、性質(zhì)和基本原理，重點研

2、究了目前存在的兩種柔性變結構控制方法：變飽和柔性變結構控制和動態(tài)柔性變結構控制，并根據(jù)控制系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性，設計了仿真程序驗證了兩種柔性變結構控制的快速響應和消除抖振等特性。
　　 將無刷直流電機的數(shù)學模型轉換為可控的電流控制的系統(tǒng)狀態(tài)方程，并在MATLAB 平臺上搭建了基于柔性變結構控制的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。設計了柔性變結構速度控制、電流滯環(huán)、電壓逆變器、無刷直流電機本體等模塊。為了克服電機速度的超調(diào)過大和精度不高等問題，將

3、控制系統(tǒng)中的電流滯環(huán)控制替換成PI 控制，設計為外環(huán)為柔性變結構速度控制，內(nèi)環(huán)為電流PI 控制的雙閉環(huán)系統(tǒng)，并與速度控制基于滑模變結構控制和PID 控制的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)進行對比仿真。
　　 論文設計了無刷直流電機速度控制系統(tǒng)的硬件平臺，制作了包括功率驅動試驗板和核心板。硬件電路平臺包括微控制器部分、功率驅動及逆變電路部分、檢測電路部分、電源電路部分以及其他接口單元。通過軟件編程實現(xiàn)了轉子位置捕獲、電流采樣、速度計算、電流調(diào)節(jié)、速