永磁無(wú)刷直流電機(jī)速度環(huán)自抗擾控制.pdf

1、本論文根據(jù)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，建立了基于自抗擾控制技術(shù)(ADRC)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。
　　永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)(BLDCM)既具備交流電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行效率高、調(diào)速性能好等特性。隨著現(xiàn)代電力電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，其硬件成本得到了有效控制，其在日常工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛，如在電動(dòng)車、伺服驅(qū)動(dòng)器方面應(yīng)用較廣。
　　永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)是非線性的多變量系統(tǒng)，數(shù)學(xué)模型比較難建

2、立。經(jīng)典的PID控制難以實(shí)現(xiàn)精確控制電動(dòng)機(jī)。較先進(jìn)的模型參考自適應(yīng)控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制雖然可以有效地提高電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能，但是模型參考自適應(yīng)控制難以應(yīng)對(duì)負(fù)載的快速變化;模糊控制由于復(fù)雜模糊規(guī)則的相互作用，致使控制效果不夠理想;而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器需要高速的微處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，硬件實(shí)現(xiàn)比較困難。因此，本論文嘗試使用自抗擾控制技術(shù)(ADRC)研究永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的控制器。
　　自抗擾控制技術(shù)(ADRC)是一種不依賴于系統(tǒng)模

3、型的新型非線性控制器，它從經(jīng)典PID控制出發(fā)，以誤差負(fù)反饋方式建立系統(tǒng)閉環(huán)控制，利用現(xiàn)代控制理論的觀測(cè)器理論，建立擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器觀測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部和外部的擾動(dòng)，然后加入相應(yīng)的控制量抑制擾動(dòng)。自抗擾控制技術(shù)(ADRC)繼承了PID的優(yōu)點(diǎn)，具有超調(diào)低、收斂速度快、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，對(duì)不確定性的擾動(dòng)和控制對(duì)象內(nèi)部的自身擾動(dòng)都具有較強(qiáng)的自適應(yīng)性和魯棒性。
　　在設(shè)計(jì)好控制系統(tǒng)后，我們先通過(guò)matlab對(duì)系統(tǒng)建立了仿真模型。通過(guò)模擬輸入

4、轉(zhuǎn)速設(shè)定和反饋輸出，先對(duì)算法進(jìn)行了完整的仿真。然后建立永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)伺服控制系統(tǒng)模型，通過(guò)電機(jī)的仿真運(yùn)行調(diào)整控制系統(tǒng)參數(shù)，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)節(jié)規(guī)律大概有了一些認(rèn)識(shí)。然后建立離散控制算法并移植到嵌入式系統(tǒng)中去控制永磁無(wú)刷電動(dòng)機(jī)(BLDCM)運(yùn)行。最終的控制系統(tǒng)是在DSP-F28335數(shù)字信號(hào)處理芯片中實(shí)現(xiàn)，DSP還提供電壓電流AD采樣、PWM驅(qū)動(dòng)生成、速度及轉(zhuǎn)子位置計(jì)算等功能。軟件將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速反饋到控制系統(tǒng)中，控制量輸出以PWM方式調(diào)節(jié)，驅(qū)動(dòng)