專利名稱：直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂品椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂品椒?，屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在某些應(yīng)用場(chǎng)合，電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，由于負(fù)載產(chǎn)生的阻力矩是變化著的，從而不能得到精確的電機(jī)模型。采用常規(guī)的PID控制算法，要實(shí)現(xiàn)高精度、無(wú)超調(diào)、低速平穩(wěn)的伺服控制比較困難，對(duì)解決非平衡負(fù)載問(wèn)題效果不理想?，F(xiàn)有的模糊控制方法的階躍響應(yīng)結(jié)果平滑性差，并且超調(diào)量大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決直流電機(jī)的模糊控制方法存在的響應(yīng)結(jié)果平滑性差，并且超調(diào)量大的問(wèn)題，提供一種直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂品椒?。本發(fā)明所述直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂品椒?，所述控制方法基于現(xiàn)有直流電機(jī)非平衡負(fù)載模型實(shí)現(xiàn)，所述控制方法為采用滑模控制器采集所述直流電機(jī)位置指令信號(hào)R(S)和直流電機(jī)非平衡負(fù)載模型輸出的直流電機(jī)轉(zhuǎn)子角度Ω (s)，并在滑?？刂破鲀?nèi)部進(jìn)行計(jì)算，獲得控制器輸出電機(jī)電壓U(S)，該控制器輸出電機(jī)電壓U(S)經(jīng)放大系數(shù)為Kpwm的PWM功率放大器放大后，得到直流電機(jī)的實(shí)際電壓Ua(S)，該直流電機(jī)的實(shí)際電壓Ua(S)輸入給所述直流電機(jī)非平衡負(fù)載模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂?。所述現(xiàn)有直流電機(jī)非平衡負(fù)載模型為將輸入的直流電機(jī)的實(shí)際電壓Ua(S)減去直流電機(jī)的等效總阻轉(zhuǎn)矩7，再減去直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea(S)后，輸入給電機(jī)模型
L s + R，電機(jī)模型￡ s + R運(yùn)算后輸出直流電機(jī)電流Ia(S)，該直流電機(jī)電流Ia(S)再與電
機(jī)轉(zhuǎn)矩靈敏度Kt進(jìn)行乘法運(yùn)算后，輸出電磁力矩Tm (s)，根據(jù)電磁力矩Tm (S)與電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣
量I的關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算后，獲得直流電機(jī)轉(zhuǎn)子角度Ω (s)，Ra為直流電機(jī)電樞的電阻，La為直 Js
流電機(jī)電樞的電感，S為復(fù)頻率，J為直流電機(jī)軸上總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；所述直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea(S)由直流電機(jī)轉(zhuǎn)子角度Ω (s)與反電機(jī)系數(shù)Ke相乘后獲得。所述直流電機(jī)的等效總阻轉(zhuǎn)矩f為J1=T^^^TJ^，
1CKtKt其中Τ。為總阻轉(zhuǎn)矩，Tc = TfT1，T0是直流電機(jī)自身的阻轉(zhuǎn)矩，T1是直流電機(jī)的負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩。所述滑模控制器輸出的控制器輸出電機(jī)電壓U(S)為將直流電機(jī)實(shí)際電壓u進(jìn)行拉氏變換，獲得控制器輸出電機(jī)電壓U(S)，直流電機(jī)實(shí)際電壓u為
權(quán)利要求
1.一種直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂品椒?，所述控制方法基于現(xiàn)有直流電機(jī)非平衡負(fù)載模型實(shí)現(xiàn)，其特征在于所述控制方法為采用滑?？刂破鞑杉鲋绷麟姍C(jī)位置指令信號(hào)R(S)和直流電機(jī)非平衡負(fù)載模型輸出的直流電機(jī)轉(zhuǎn)子角度Ω (s)，并在滑模控制器內(nèi)部進(jìn)行計(jì)算，獲得控制器輸出電機(jī)電壓U (s)，該控制器輸出電機(jī)電壓U (s)經(jīng)放大系數(shù)為Kpwm的PWM功率放大器放大后，得到直流電機(jī)的實(shí)際電壓Ua(S)，該直流電機(jī)的實(shí)際電壓Ua(S)輸入給所述直流電機(jī)非平衡負(fù)載模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑模控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑模控制方法，其特征在于所述現(xiàn)有直流電機(jī)非平衡負(fù)載模型為將輸入的直流電機(jī)的實(shí)際電壓Ua(S)減去直流電機(jī)的等效總阻轉(zhuǎn)矩(，再減去直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea(s)后，輸入給電機(jī)模型，電機(jī)模型Lsl+R運(yùn)算后輸出直流電機(jī)電流Ia(S)，該直流電機(jī)電流Ia(S)再與電機(jī)轉(zhuǎn)矩靈敏度Kt進(jìn)行乘法運(yùn)算后，輸出電磁力矩Tm(S)，根據(jù)電磁力矩Tail(S)與電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量i的關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算后，獲得直流電機(jī)轉(zhuǎn)子角度Ω (S)，Ra為直流電機(jī)電樞的電阻，La為直流電機(jī)電樞的電感，s為復(fù)頻率，J為直流電機(jī)軸上總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；所述直流電機(jī)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Ea(s)由直流電機(jī)轉(zhuǎn)子角度Ω (s)與反電機(jī)系數(shù)Ke相乘后獲得。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂品椒ǎ涮卣髟谟谒鲋绷麟姍C(jī)的等效總阻轉(zhuǎn)矩廣為:Τ>Τε^^^ ^，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂品椒?，其特征在于所述滑?？刂破鬏敵龅目刂破鬏敵鲭姍C(jī)電壓U(S)為將直流電機(jī)實(shí)際電壓u進(jìn)行拉氏變換，獲得控制器輸出電機(jī)電壓U(S)，直流電機(jī)實(shí)際電壓u為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂品椒?，其特征在于所述直流電機(jī)實(shí)際電壓u的獲得方法為首先設(shè)計(jì)切換函數(shù)S1 S1 =ce + e，選用指數(shù)趨近率& = -εSgnO1 )-ksx,則
全文摘要
直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂品椒?，屬于電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域。它解決了直流電機(jī)的模糊控制方法存在的響應(yīng)結(jié)果平滑性差，并且超調(diào)量大的問(wèn)題。它采用滑?？刂破鞑杉鲋绷麟姍C(jī)位置指令信號(hào)R(s)和直流電機(jī)非平衡負(fù)載模型輸出的直流電機(jī)轉(zhuǎn)子角度Ω(s)，并在滑模控制器內(nèi)部進(jìn)行計(jì)算，獲得控制器輸出電機(jī)電壓U(s)，該控制器輸出電機(jī)電壓U(s)經(jīng)放大系數(shù)為Kpwm的PWM功率放大器放大后，得到直流電機(jī)的實(shí)際電壓Ua(s)，該直流電機(jī)的實(shí)際電壓Ua(s)輸入給所述直流電機(jī)非平衡負(fù)載模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)非平衡負(fù)載的滑?？刂?。本發(fā)明適用于直流電機(jī)非平衡負(fù)載的控制。
文檔編號(hào)H02P21/14GK102570963SQ20121006987
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月16日
發(fā)明者姜守達(dá), 楊京禮, 林連雷 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)