Print

无刷直流电机调速系统滑模变结构控制研究

论文摘要

在调速系统中,由于电动机本身和负载的非线性等因素的影响,采用传统控制策略在实际应用时往往难以获得理想的性能指标。滑模控制具有很好的鲁棒性,为高性能调速控制系统的设计提供了新的思路。本文主要对滑模控制策略及其在调速系统中的应用进行研究。在分析文献的基础上,总结了滑模变结构控制的发展历史和特点,详细讨论了滑模变结构控制的基本概念、基本定义和设计方法,并设计了一种改进的滑模控制策略。分析了无刷直流电机的工作原理和特性,建立了无刷直流电机的数学模型,分别基于常规PID控制及基于改进的滑模控制设计了无刷直流电机调速控制器,进行了分析和仿真研究,结果表明该控制系统具有响应快、鲁棒性好等优点,其动、静态性能均优于常规PID控制。设计了基于DSP的无刷直流电机调速系统硬件平台,利用DSP处理数据的高速性,提高了控制策略的实时性。初步完成了滑模控制算法在无刷直流电机调速系统中的应用,给出了实验数据和实验波形并对实验结果进行了分析。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 无刷直流电动机调速系统概述
  • 1.3 滑模变结构控制理论概述
  • 1.3.1 滑模变结构控制理论的发展历史
  • 1.3.2 滑模变结构控制理论的研究现状
  • 1.4 本文主要工作
  • 第二章 滑模变结构控制系统分析
  • 2.1 基本概念
  • 2.1.1 滑动模态
  • 2.1.2 动态品质及趋近律仿真
  • 2.1.3 不变性和鲁棒性
  • 2.1.4 稳定性
  • 2.2 滑模控制的切换函数设计
  • 2.2.1 极点配置法
  • 2.2.2 二次型最优法
  • 2.3 小结
  • 第三章 原理分析与建模
  • 3.1 无刷直流电动机原理分析
  • 3.1.1 结构和特点
  • 3.1.2 工作原理
  • 3.2 无刷直流电动机的数学模型
  • 3.2.1 电动机模型的基本方程
  • 3.2.2 电动机的工作特性
  • 3.3 转矩脉动分析
  • 3.3.1 谐波对转矩脉动的影响
  • 3.3.2 电流换相对转矩脉动的影响
  • 3.4 小结
  • 第四章 控制策略研究
  • 4.1 无刷直流电动机调速系统
  • 4.2 PID控制策略
  • 4.3 改进的滑模控制策略
  • 4.3.1 控制律设计
  • 4.3.2 MATLAB仿真与分析
  • 4.4 小结
  • 第五章 滑模控制实验
  • 5.1 系统硬件设计
  • 5.1.1 DSP芯片
  • 5.1.2 PWM波形的产生
  • 5.1.3 转子位置检测
  • 5.2 系统软件设计
  • 5.2.1 主程序
  • 5.2.2 捕获中断
  • 5.2.3 ADC中断
  • 5.3 主要设备
  • 5.4 实验结果
  • 5.4.1 常规PID控制策略
  • 5.4.2 改进的滑模控制策略
  • 5.5 实验结果分析
  • 5.6 小结
  • 第六章 总结
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

    本文来源: https://www.lw50.cn/article/435cdf53e2060a304c4896d6.html