改进转速预测控制无刷直流电机调速研究

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1、第8期组合机床与自动化加工技术No．82014年8月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueAug．2014文章编号：1001—2265(2014)08—0067—05DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．08．019改进转速预测控制的无刷直流电机调速研究付光杰，赵子明(东北石油大学电气信息工程学院，黑龙江大庆163318)摘要：在机床驱动系统中无刷直流电机有较多应用，文章主要研究无刷直流电机的控制方法，针对调速系统整体的抗扰动能力方面，给出了

2、转速预测PI控制的调速方式。并重点对转速预测的方法进行了研究，结合传统的预测控制理论，给出了更加简便的多阶增量预测方法，即利用前一时刻电机转速的增量变化规律来预测后一时刻的电机转速，实现对电机转速的控制，获得了在较小的扰动误差情况下减少运算量的效果。通过MATLAB对比仿真，验证了此预测方法和调速方式的优越性。关键词：无刷直流电机；转速预测PI控制；多阶增量法；稳定性中图分类号：TH39：TG506文献标识码：AImprovedSpeedPredictiveControlfortheBrushlessDCMotorAdjusti

3、ngSpeedStudyFUGuang-jie，ZHAOZi—ming(SchoolofElectricalEngineeringandInformation，NortheastPetroleumUniversity，DaqingHeilongjiang163318，China)Abstract：BrushlessDCmotorismoreusedinsmallandmediumdrivesystems．ThispapermainlystudiedthebrushlessDCmotorcontrolmethod，forinteg

4、ralspeedcontrolsystemanti—disturbanceability，thespeedpredictionwithPIcontrolagjustingspeedmethodwasputforward．AndthespeedpredictionmethodWasmainlystudied．Combinedwithtraditionalpredictivecontroltheory，moresimplemulti—stepincrementalforecastingmethodwasproposed．Namely

5、，theprevioustimevariationincreasedlawofmotorspeedwasusedtopredictthefuturemotorspeed，andthemotorspeedcontrolwasrealized．Inthecaseofasmallper—turbationerror，theresultofreducingtheamountofcalculationwasobmined．ByMATLABcontrastsimula—tion，thispredictionmethodandadjustin

6、gspeedmodesuperioritywereverified．Keywords：brushlessDCmotor；PIcontrolwithspeedpredictive；multistageincrementalmethod；stability和结构不确定的复杂过程时，无论怎么调参数效果总0引言是不够理想。本文在无刷直流电机调速系统中，将无刷直流电机既具有优良的转矩特性以及宽阔而传统的PI控制与新型预测控制相结合，可以使系统的平滑的调速性能，又克服了机械换向装置的固有缺点，抗扰动能力有很好的提高。因此无刷直流电机的应用和

7、研究受到了广泛的重视，1调速系统的建立在许多场合取代了其它种类的电动机⋯。预测控制是20世纪80年代开始发展起来的一类新型控制算法，1．1无刷直流电机的系统模型该算法产生于工业过程控制的实际应用中，并在与工无刷直流电机的气隙磁场、反电动势以及电流是业应用的紧密结合中不断完善。预测控制由于采用了非正弦的，要十分精确地分析无刷直流电机的运行特多步预测、滚动优化和反馈校正等控制策略，因而具有性是很困难的。因此采用传统的直、交轴坐标变换已控制效果好、鲁棒性强、对模型精确性要求不高的优不是有效的分析方法，直接利用电机本身的相变量来点J。P

8、I控制具有原理简单，使用方便，适应性强，鲁建立其数学模型，既简单又具有较高的准确度。三棒性强的优点，但是在控制非线性、时变、耦合及参数相绕组的电压平衡方程可表示为：收稿日期：2013—12—13：修回日期：2014—01—27基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究