无刷直流电机的分数阶滑模变结构控制方法

发布时间：2021-04-04 12:21

　　滑模变结构控制（Sliding Mode Control,SMC）作为非线性系统中鲁棒控制理论的代表,因其极强的鲁棒性,已广泛地应用于各种工业控制对象中。控制作用的不连续,使得其对被控对象的模型误差、参数的变化及外部干扰均有极佳的不敏感性。但控制作用来回切换,也导致系统收敛速度过慢和抖振现象的存在。随着分数阶微积分（fractional order calculus,FOC）理论在工程应用领域的不断推广,其全局记忆特性和缓慢传递能量的特性,引起了控制界学者的关注。无刷直流电动机（Brushless DC Motor,BLDCM）由于其优越的性能而广泛应用于国民经济的各个领域。本文将SMC与FOC理论相结合,设计了分数阶指数趋近律（Fractional Order Exponential Reaching Law,FOERL）和分数阶滑模控制器（Frational Order Sliding Mode Control,FOSMC）。同时针对无位置传感器无刷直流电机,设计了分数阶滑模观测器,对其转速和换相信号进行估计,并应用于无刷直流电机调速系统中。首先,针对SMC中传统指数趋近律（Exp... 

【文章来源】：太原科技大学山西省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

转子位置和换相关系

第三章 基于分数阶滑模的 BLDCM 转速控制1 0sign( ) 0 01 0ss ss 统 ERL 为s ks sgn( s) 设计 FOERL 为0(sgn( ))rts ks D s 了符号函数的 FOC 形式，当-1<r<0 时，积分算子可以减弱符号函 0<r<1 时，趋近律增益相同时，微分算子可以减小状态变量抵达滑

图 3.2 基于不同趋近律相轨迹Fig.3.2 The different phase locus based on reaching law图 3.2 可知，在相同的滑模面上，k 和 ε 相接近的情况下，分数阶微分趋域能较快的到达滑模面，并且随着阶次的增加，趋近速度也在增加。但会间接的增加系统的抖振情况，使系统的控制品质变差，稳定性下降。 r 较小时，FOERL 也能加快趋近运动，但效果较弱，且系统不能较快的态。但其优点为相较 r 较大时，牺牲一部分快速性的同时，具有较小的系统能更加稳定的运行于滑模面。所以，需要合理整定 ε 和 r，当 r 过大 ε，当 ε 过大时，应减小阶次 r，得到期望的状态轨迹。

【参考文献】：
期刊论文
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[7]基于改进型滑模观测器的PMSM无位置控制[J]. 刘昇,卢广山,徐瑜,刘闯.  南京航空航天大学学报. 2013(04)
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博士论文
[1]分数阶滑模控制理论及其应用研究[D]. 邓立为.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3118022