基于Smith預(yù)估器的無(wú)刷直流電機(jī)控制.pdf

1、無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)用電子換向代替機(jī)械換向，以其優(yōu)良的特性成為運(yùn)動(dòng)控制研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。但是無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)存在一些固有的時(shí)間滯后因素，這些因素會(huì)對(duì)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(dòng)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(shí)間較長(zhǎng)，在上述高性能應(yīng)用中的控制效果不能令人滿意。為此，本文提出利用Smith預(yù)估器來(lái)補(bǔ)償無(wú)刷直流電機(jī)系統(tǒng)時(shí)滯環(huán)節(jié)。Smith預(yù)估器是在負(fù)反饋控制的基礎(chǔ)上引入一個(gè)預(yù)估補(bǔ)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(xiàng)，消除了滯后環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的影響，改善了系統(tǒng)反應(yīng)速度和動(dòng)態(tài)性能。傳統(tǒng)的Smith預(yù)估控制器需要準(zhǔn)確并且穩(wěn)定的數(shù)學(xué)模型，其性能對(duì)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(duì)這一點(diǎn)，本文運(yùn)用模糊-PI控制器對(duì)Smith預(yù)估器進(jìn)行改進(jìn)。模糊控制的優(yōu)點(diǎn)是不需要精確的數(shù)學(xué)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(jié)合起來(lái)可以有效地消除Sm

3、ith預(yù)估器與實(shí)際控制對(duì)象之間的偏差。改進(jìn)后的Smith預(yù)估器模型具有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力，得到較好的控制品質(zhì)，與實(shí)際控制對(duì)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(yù)估器需要精確模型的缺點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)具有良好的魯棒性和參數(shù)自適應(yīng)性。通過(guò)仿真研究表明運(yùn)用改進(jìn)后的Smith預(yù)估器具有較強(qiáng)的參數(shù)適應(yīng)性，保持時(shí)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(duì)傳統(tǒng)的Smith預(yù)估器進(jìn)行改進(jìn)，仿真結(jié)果證明了