基于Smith預估器的無刷直流電機控制.pdf

1、無刷直流電動機用電子換向代替機械換向，以其優(yōu)良的特性成為運動控制研究領域的熱點。但是無刷直流電機系統(tǒng)存在一些固有的時間滯后因素，這些因素會對精度、快速性要求較高的系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動態(tài)質(zhì)量和調(diào)節(jié)品質(zhì)下降。常規(guī)PID控制方法超調(diào)較大而且調(diào)節(jié)時間較長，在上述高性能應用中的控制效果不能令人滿意。為此，本文提出利用Smith預估器來補償無刷直流電機系統(tǒng)時滯環(huán)節(jié)。Smith預估器是在負反饋控制的基礎上引入一個預估補償環(huán)節(jié)，從而使

2、系統(tǒng)的閉環(huán)特征環(huán)節(jié)不含有純滯后項，消除了滯后環(huán)節(jié)對系統(tǒng)穩(wěn)定的影響，改善了系統(tǒng)反應速度和動態(tài)性能。傳統(tǒng)的Smith預估控制器需要準確并且穩(wěn)定的數(shù)學模型，其性能對模型參數(shù)的誤差十分敏感，在參數(shù)誤差較大的情況下容易引起振蕩和發(fā)散。 針對這一點，本文運用模糊-PI控制器對Smith預估器進行改進。模糊控制的優(yōu)點是不需要精確的數(shù)學模型且具有較好的魯棒性，而PI控制器能夠有效的消除穩(wěn)態(tài)誤差，因此將模糊控制與PI控制結合起來可以有效地消除Sm

3、ith預估器與實際控制對象之間的偏差。改進后的Smith預估器模型具有較強的自適應能力，得到較好的控制品質(zhì)，與實際控制對象有良好的匹配性，能夠確保系統(tǒng)狀態(tài)的穩(wěn)定。由于克服了傳統(tǒng)Smith預估器需要精確模型的缺點，整個系統(tǒng)具有良好的魯棒性和參數(shù)自適應性。通過仿真研究表明運用改進后的Smith預估器具有較強的參數(shù)適應性，保持時滯系統(tǒng)穩(wěn)定具有良好的控制效果。 此外，本文利用模糊免疫控制器對傳統(tǒng)的Smith預估器進行改進，仿真結果證明了