针对磁阻电机的调控方法进行探讨

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-06 阅读:233
新型滑模控制系统的实现系统在平衡点以外工作时,电机转速误差大,系统开环增益高,此时滑模控制接近理想状态无抖振;在平衡点附近区域,输出转速误差小,系统可等效为线性控制系统,即二阶欠阻尼系统,采用PI控制使输出转速渐近趋于稳定点,不存在抖动,同时也将功率管的开关频率限制在允许范围以内。

  选择电机绕组电压u作为滑模变量,定义控制状态变量为:(1)式中为给定转速,为电机实际转速,即为转速偏差,为转速偏差变化率,取切换函数为。系统进入滑动模态的轨迹及转速调节仅与参数C有关,不受系统参数变化和外部干扰影响,通过合理选择参数C可以获得良好的转速、转矩的动静态特性。考虑控制实现的简单性,选取如下控制律:(2)由于控制力绕组电压是有限的,所以系统加速度有限;同时,系统的惯性、切换开关的惯性、时间滞后以及状态检测的误差,都将会在理想光滑的滑动模态上叠加一个齿形的轨迹,导致抖振的出现。

  采用PI控制的目的就在于削弱滑模控制引起的抖振,特别是避免发生在静态操作点(状态空间原点)附近的抖振,PI工作区越宽,对抖振的抑制效果就越好。但是由于PI控制的快速性及其抑制转矩脉动的效果比滑模控制差。同时,合理选择控制切换边界有利于降低功率器件的开关频率。由于滑模控制是根据切换函数在切换面附近以极高的频率进行切换,虽然这种高频切换可以快速提供大的控制力,对抑制抖振有利,但是过高的开关频率会对SRD调速系统产生诸如发热、效率降低、甚至损坏等不利影响,降低开关频率的一种方法是在滑模控制输出加延时环节,这种方法虽然有效,却更易引起抖振,而选择合适的控制切换边界,通过PI控制限制开关频率则显然可以克服这一缺点。因此确定滑模与PI控制切换边界非常重要。

  本课题中,切换边界由转速差决定,如控制框图所示,控制信号在PI输出和滑模输出之间切换,切换控制开关受转速误差绝对值控制,选取适当的阈值时系统控制由滑模切换到PI控制。

 

标签: 磁阻
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