基于自抗扰控制器的交流位置伺服系统.pdf

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1、电气传动2011年第41卷第11期ELECTRICDRIVE2O¨Vo1．41No．11基于自抗扰控制器的交流位置伺服系统滕福林，胡育文。，李宏胜，葛红字(1．南京工程学院自动化学院，江苏南京211167；2．南京航空航天大学自动化学院，江苏南京210016)摘要：提出一种新颖的基于自抗扰控制器(ADRC)的永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统。外环由AD—RC实现位置环调节器，内环由PI调节器实现电流闭环，共同组成新颖的位置伺服系统控制器。ADRC由跟踪微分器(TD)、扩张状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈率(NISEF)组成。TD通过为目标信号安排合适的过渡过程克

2、服了系统响应中快速性和超调之间的矛盾；ESO精确观测系统的扰动并把扰动作用补偿到ADRC的输出中，提高系统的抗扰动能力；NLSEF实现非线性调节器以提高系统的控制精度。仿真和实验结果表明，该位置伺服系统具有高控制精度、快速响应无超调、强鲁棒性的特点。关键词：永磁同步电机；位置伺服系统；自抗扰控制器中图分类号：TM351文献标识码：AACPositionServoSystemBasedonActive—disturbanceRejectionControllerTENGFu—lin，HUYu—wen。LIHong—sheng。GEHong—yu(1．SchoolofAutom

3、ation，NanjingInsistuteofTechnology，Nanjing211167，Jiangsu，China；2．CollegeofAutomationEngineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，Jiangsu，China)Abstract：Basedonactive—disturbancerejectioncontroller(ADRC)theory，anovelpositioncontrollerofpermanentmagnetsynchronousmo

4、tor(PMSM)servosystemwaspresented．ThepositionservocontrollerisdefinedasanouterpositionloopregulatedbyADRCandaninnercurrentloopregulatedbyPI．ADRCiseom—posedoftrackingdifferentiatior(TD)，extendedstateobserver(ESO)andnonlinearstateerrorfeedbackcontrollaw(NLSEF)．TheTDovercomesthecontradictionbe

5、tweenspeedinessandovershootintheresponsesofthesystembyprovidingatransitionforreferenceposition．TheESOobservesthedisturbancesandcompensatesthemtOenhancethesystemSanti—disturbancecapability．TheNLSEFimplementsanonlinearregulation，whichleadstOhighcontrolprecision．Highaccuracy，speedyresponse，no

6、overshootandstrongrobustnessofthepositionservosystemareprovedbysimulationandexperimentresults．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)；positionservosystem；activedisturbancerejec—tioneontrol1er制简单容易。但PID调节器仍然是线性控制器，1引言伺服系统抗干扰性能力不强。现在也有很多种非PMSM交流位置伺服系统需求非常广泛，是线性控制策略在PMSM控制中有所应用。自适目前的一个

7、研究热点。PMSM在系统运行期间应控制口]、变结构控制_2]、模糊控制_3等设计的条电机参数发生的变化，负载的变动，以及控制模型件是对象模型和扰动模型已知。基于遗传算法和中的非线性因素，这些未知扰动会对伺服控制性神经网络的控制策略不依赖于对象模型和扰动模能产生影响。高性能的交流位置伺服系统，必须型，对未知扰动具有较强鲁棒性，但实现非常复对系统的已知扰动和未知扰动都具有很强的鲁杂，应用困难。棒性。ADRC控制器]不依赖于扰动模型，对系传统交流位置伺服系统采用PID调节器，控统总扰动具有很强的鲁棒性，实现方法简单。基金