現(xiàn)代電機結(jié)課報告論文-基于擴張狀態(tài)觀測器和有限時間控制的感應(yīng)電機直接轉(zhuǎn)矩控制(參考版)
2025-01-21 23:28本頁面
【正文】 最后,通過仿真和實驗結(jié)果比較驗證了該方法的有效性。其次,反饋調(diào)節(jié)部分采用了連續(xù)的有限時間控制技術(shù)。兩種抗擾動技術(shù)被引入閉環(huán)系統(tǒng)中來加強抗擾動性能。(a) 速度響應(yīng)啟動段對比圖(b) PI控制啟動段放大圖(c) P+ESO控制啟動段放大圖(d) FTC+ESO控制啟動段放大圖(e) 速度響應(yīng)突加負載段對比圖(f) PI控制突加負載段局部放大圖(g) P+ESO控制突加負載段局部放大圖(h) FTC+ESO控制突加負載段局部放大圖圖 6 轉(zhuǎn)速響應(yīng)曲線對比(實驗)(a) 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)對比圖(b) PI控制啟動段放大圖(c) P+ESO控制啟動段放大圖(d) FTC+ESO控制突加負載段局部放大圖(e) 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)對比圖(f) PI控制突加負載段局部放大圖(g) P+ESO控制突加負載段局部放大圖(h) FTC+ESO控制突加負載段局部放大圖圖 7 轉(zhuǎn)矩響應(yīng)曲線對比(實驗)從圖6和圖7可以看出P+ESO和FTC+ESO都沒有出現(xiàn)超調(diào),且FTC+ESO具有更快的速度響應(yīng),在突然加入額定轉(zhuǎn)矩負載時,本文所提出的復合控制方案能有效地消除因負載擾動變化引起的速度下降,具有更好的抗干擾能力。 飽和限幅為。電機試驗平臺如圖5所示實驗中采用的電機參數(shù)與仿真時相同。實驗數(shù)據(jù)采用TMS320F2812自帶RS–232串行通訊口,將實驗采集的數(shù)據(jù)傳送到上位機。實驗系統(tǒng)采用電機控制專用數(shù)字信號處理器TMS320F2812為控制器,功率驅(qū)動電路采用單相二極管橋式整流器,大電容濾波和三相二電平IGBT逆變器組成。6s時突然加入額定轉(zhuǎn)矩負載時,FTC+ESO方法作用下的系統(tǒng)速度響應(yīng)可以更快的回復,與其他兩種方法比較,具有更短的調(diào)節(jié)時間。圖3表明: 同P+ESO和PI控制器相比,FTC+ESO復合控制器作用下的閉環(huán)系統(tǒng)具有更短的調(diào)節(jié)時間和更小的超調(diào)。飽和限幅為。公平起見,在同樣的控制量作用下比較,因此,此處參數(shù)的選取遵循兩個原則:1)控制效果；2)控制量在同一級別上。5 仿真與實驗 仿真結(jié)果為了驗證所提復合控制方法的有效性,對3種控制方法:有限時間比例反饋加擴張狀態(tài)觀測器(FTC+ESO)控制、比例加擴張狀態(tài)觀測器(P+ESO)控制和比例積分(PI)控制在感應(yīng)電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的應(yīng)用做了仿真比較。根據(jù)引理1和式(18)可知,系統(tǒng)(12)為輸入狀態(tài)穩(wěn)定的。容易驗證系統(tǒng)為有限時間穩(wěn)定的。再結(jié)合假設(shè)1和引理2可知,系統(tǒng)(14)的狀態(tài)漸近收斂到零。進一步可得 (17)其中。其次,考慮系統(tǒng)(14),同樣選取Lyapunov函數(shù)(16)。證 首先,考慮系統(tǒng)(15) 選取Lyapunov函數(shù)為(16)經(jīng)過簡單計算可得。假設(shè) 1干擾在穩(wěn)態(tài)時是常值,即。引理 3考慮如下的級聯(lián)系統(tǒng)。引理 1假定是一個連續(xù)可微函數(shù),如果對任意的滿足,，其中,是類函數(shù),并且是上的連續(xù)正定函數(shù),則系統(tǒng)(13)是輸入狀態(tài)穩(wěn)定的且。為了便于穩(wěn)定性分析,給出如下的定義、引理和
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