The invention requests the protection of a finite time control method for a permanent magnet brushless DC motor speed regulating system, which mainly includes a finite time disturbance observer and a finite time controller. The finite-time disturbance observer is used to observe the unmeasurable states, internal and external time-varying disturbances, the derivatives of disturbances and higher-order derivatives of the system. The finite-time controller is designed by using the known information of the system and the observation value of the disturbance observer. Compared with traditional control methods, this method has the following advantages: 1) Traditional cascade structure control generally requires two cascade controllers, while this method only needs one controller, and the control structure is simpler, and the parameters of the controller are easier to debug; 2) Compared with traditional PI control, this method is an active control method based on disturbance observer, which has stronger anti-interference ability; 3) Compared with traditional PI control, this method has stronger anti-interference ability. The traditional feedback control method, which is a finite time control method, has faster convergence performance.
【技术实现步骤摘要】
一种永磁无刷直流电机调速系统的有限时间控制方法
本专利技术属于永磁无刷直流电机调速系统控制方法,尤其是一种永磁无刷直流电机调速系统的有限时间控制方法。
技术介绍
永磁无刷直流电机具有维护简便,寿命长,可靠性好,没有换向火花,效率高,转矩惯量比高,控制性能好,运行平稳,调速范围宽,低速性能好等一系列优点,因此在工业自动化领域以及日常生活中得以广泛应用。然而,永磁无刷直流电机是一个十分复杂的非线性系统,存在内部参数不确定、外部干扰以及未建模动态,要满足永磁无刷直流电机调速系统在高性能领域的应用需求,就必须克服这些非线性因素对系统性能的影响。而现有的控制方法多数为线性控制方法,如PI控制。通常这类线性控制方法无法满足永磁无刷直流电机系统对高控制性能的需求。因此,对永磁无刷直流电机控制系统来说,设计一种具有高控制性能的非线性控制方法显得及其重要。有限时间控制是一类有效的非线性系统控制方法。与传统线性控制方法相比,有限时间稳定系统在平衡点附近具有更好的收敛性和抗干扰特性(YangJ,LiS,SuJ,etal.Continuousnonsingularterminalslidingmodecontrolforsystemswithmismatcheddisturbances[J].Automatica,2013,49(7):2287-2291.BhatSP,BernsteinDS.Finite-TimeStabilityofContinuousAutonomousSystems[M].SocietyforIndustrialandAppliedMathematics, ...
【技术保护点】
1.一种永磁无刷直流电机调速系统的有限时间控制方法,其特征在于,主要包括设计有限时间干扰观测器的步骤和设计有限时间控制器的步骤。设计有限时间干扰观测器的步骤如下:构建永磁无刷直流电机状态空间表达式;基于永磁无刷直流电机状态空间表达式,得到系统二阶模型;在系统二阶模型的基础上,利用电机实际转速ω和控制量u设计有限时间干扰观测器;所述有限时间干扰观测器的输入为实际转速ω和控制量u,输出为干扰估计
【技术特征摘要】
1.一种永磁无刷直流电机调速系统的有限时间控制方法,其特征在于,主要包括设计有限时间干扰观测器的步骤和设计有限时间控制器的步骤。设计有限时间干扰观测器的步骤如下:构建永磁无刷直流电机状态空间表达式;基于永磁无刷直流电机状态空间表达式,得到系统二阶模型;在系统二阶模型的基础上,利用电机实际转速ω和控制量u设计有限时间干扰观测器;所述有限时间干扰观测器的输入为实际转速ω和控制量u,输出为干扰估计设计有限时间控制器的步骤如下:利用有限时间干扰观测器来估计系统中的不可测量状态、内外部时变干扰、干扰的导数以及高阶导数;基于有限时间干扰观测器的估计设计最终的有限时间控制器;有限时间控制器的输入为给定转速ωr、实际转速ω和干扰估计输出为控制量u。2.根据权利要求1所述的一种永磁无刷直流电机调速系统的有限时间控制方法,其特征在于,所述构建永磁无刷直流电机状态空间表达式,具体为:建立永磁无刷直流电机系统状态空间表达式:其中,x为系统状态,包括电机实际转速ω和母线电流i,u为控制量,y为控制输出,J为转动惯量,B为粘滞摩擦系数,L为定子电感,kt为电机转矩常数,...
【专利技术属性】
技术研发人员:王会明,张琪垚,鲜娟,李清都,
申请(专利权)人:重庆邮电大学,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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