无刷直流电机调速系统间接模型参考自适应控制.pdfVIP

第8卷 第 3期 电 机 与 控 制 学 报 VO1．8 No．3 2004年 9月 ELECTRIC MACHINES AND CONTROL Sept．，2004 无刷直流电机调速系统间接模型参考自适应控制 纪志成， 薛花， 董富红 (江南大学 电气传动研究所，江苏 无锡 214036) 摘 要：对间接模型参考自适应控制在无刷直流电机调速系统中的应用做了深入研究，速度控制器 采用间接模型参考自适应控制，控制参数采用基于递推最小二乘法的自适应控制算法，并将间接模 型参考自适应控制与常规PI控制进行了比较。结果证明，间接模型参考自适应控制系统有很强的自 适应能力和抗负载扰动能力，在系统性能上优于PI控制。 关键词：无刷直流电机(BLDCM)；间接参考模型自适应控制(IMRA~)；参数预测；Matlab 中图分类号：TP273 文献标识码-A 文章编号：1007—449X(2004)03一O225—04 分别表示反电动势、相电流幅值； 和 分别表示电磁 1 引 言 转矩、负载转矩；B为阻尼系数；∞为电机机械角速 由于无刷直流电机(BU)CM)具有体积小、重量 度；J为电机的转动惯量。根据运动方程(1)，BLDCM 轻、维护方便、高效节能、易于控制等优点，已在航天 动态系统的离散方程可相应表示为 航空、医疗器械、仪器仪表、家电、化工等领域得到广 ∞(足)=ai(k一1)+boa(k一1)一cTt(k一1) (2) 泛应用[11。近年来，计算机工业的迅猛发展促进了自 式中：口： ；6：1一号 ；c：{； 为采 适应控制在快速系统中的应用，目前已有将模型参 考自适应控制、滑模变结构、卡尔曼滤波控制等成功 样时间；J，B和 为系统参数。 应用于直流电机拖动圆、感应电机[31和永磁同步电机 将 BLDCM 调速系统作为被控对象，选择被 等调速系统的实例。为提高BLDCM调速系统在系 控对象模型 统参数发生变化情况下的性能，本文将经典自适应 (z一 )y(足)=z一 B(z一 )“(足) (3) 理论引人BU)CM 调速系统控制中，采用并行模式 式中： (z )=1+alz +a2Z +…+anAZ-nA； 的参考模型自适应控制，利用自适应控制策略预测 B(z )=bo+blz +b2z一 +…+b．nz一 ，y(足)、u(k) 和参数自调整功能实现对BLDCM转速的精确控 分别为k时刻被控对象的输出与输人。控制目标是 制。在速度环采用了基于参数预测的间接模型参考 使系统输出满足方程 自适应控制(IMRAC)算法，并与传统PI控制进行了 C1(z一。)y(足)=z一。D(z一。)“ (足) (4) 比较。仿真结果证明了自适应控制有较强的鲁棒性 式中：“ (k)为有界参考输人量；C．(z )为渐稳多 和良好的动、静态特性，并为模糊自适应、神经网络 项式。为保证当“ )=0时系统的输出y(0)=0，则 自适应等新兴智能控制算法在BLDCM 调速系统中 C2(z +d)=0 (5) 的应用奠定了良好的基础。 选择参考模型 C1(z一。)y (足)=z一。D(z一。)“ (足) (6) 2 间接模型参考自适应控制方案