无位置传感器无刷直流电机全局滑模控制研究

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1、工业自DOh10．3969／j．issn．1009-9492．2012．09．007无位置传感器无刷直流电机全局滑模控制研究潘劲，焦晓雷，危韧勇(中南大学信息科学与工程学院，湖南长沙410083)摘要：针对传统滑模控制应用于无刷直流电机(BLDCM)在趋近模态不具有鲁棒性的缺点，提出了一种新型具有全滑动模态的变结构控制策略，该控制方法对系统参数的不确定性和外部干扰等问题具有较强的鲁棒性，可以较好的抑制常规滑模控制中的抖振问题。同时采用自适应小波神经网络算法提高无刷直流电机转子位置检测精度，从而为无刷直流电机提供准确的换相信号。最后通过仿真实验证明了上述方法的可行性和有效性。

2、关键词：无刷直流电机；全局滑模控制；鲁棒性；无位置传感器；自适应小波神经网络中图分类号：TM33文献标识码：A文章编号：1009—9492(2012)09—0023—04．TheResearchofSensorlessBrushlessDCMotorBasedonGlobalSlidingModeControlPANJin，JIAOXiao—lei，WEIRen—yong(SchoolofInformationScienceandEngineering。CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)Abstract：Accordin

3、gtothetraditionalapproachofslidingmodecontrolmodedoesnothavetherobustnessoftheshortcomingswhenitapplyinbrushlessDCmotor(BLDCM)．Anewglobalsliding-modevariablestructurecontrolsystemwasproposedinthispaper．Theprogramonthesystemparameteruncertainty，externaldisturbanceshashighlyrobust，whichmakes

4、thesysteminthewholeprocesshavethegoodrobustness，andalsoinhibittheslidingmodecontrolvariablestructurejitterproblem．Thesimulationresultsshowthattheproposedmethodispossibilityandusefulness．Keywords：brushlessDCmotor；~obalsliding—modevariablestructurecontrol；robustness；sensorless；waveletneuraln

5、etwork0引言性对于电机负载变化和绕组换向引起的电流波动无刷直流电机由于去掉了普通直流电机的机具有较好的抑制效果。但传统滑模控制对系统参械换向装置而改用电子换向，具有结构简单、体数的不确定性和外部扰动的鲁棒性仅存在于滑动积小、效率高等优点”。。但是由于位置传感器的模态阶段，而在响应的全过程并不具有鲁棒性。存在，使无刷直流电机的可靠性降低，维护不方本文首先建立了无刷直流电机的数学模型，便，大大限制了其在恶劣环境下和对系统要求较深入分析了基于自适应小波神经网络的直流无刷高场合下的应用，因此无刷直流电机转子位置的电机转子位置检测方法。在此基础上提出了一种快速准确检测成为目前的

6、一个重要研究方向[41。基于全局滑模控制的无刷直流电机控制方法，通在系统控制方面，无刷直流电机是一个多变过设计动态非线性全局滑模面来适应不同运动阶量、强耦合、非线性和变参数的复杂系统，采用段的要求，克服系统非线性、时变性和强耦合等常规的PI控制难以获得满意的调速性能。近年因素的不良影响。最后通过仿真实验证明了上述来，模糊控制和神经网络控制1等算法开始在无方法的正确性和有效性。刷直流电机控制中得到应用，但由于算法收敛速1无刷直流电机数学模型度慢，实际应用效果并不理想。滑模控制是一种采用具有梯形反电动势的无刷直流电机结非线性控制方法，其对于系统的摄动、不确定性构，三相桥式Y形联

7、接，120。两两导通方式。其及外界扰动具有良好的自适应性，其高速切换特中假设无刷直流电动机在工作过程中磁路不饱收稿日期：2012—03—05[二]至二]二自动化和，不计涡流和磁滞损耗，三相绕组完全对称。无刷直流电机等效电路如图1所示。。图2无刷直流电机滑模变结构控制系统框图C根据式(2)得到BLDCM相反电动势法：Ie=U一Ri一Ldi／dt—uO{eb=b—Rb一￡db／d—M(5)图1无刷直流电机等效主电路图【e=“。一Ri一Ldi／dt—U由式(5)得到线反电动势表达式为：根据基尔霍夫定律，可以得到无刷直流电