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智能控製在無刷直流電機控製中的應用

發布日期: 2018/7/25 15:41:39 浏覽次數:1441


無刷直流電機具有結構簡單、運行可靠、功率密集高、調速性能和機械特性好等特點,得到越來越廣泛的應用。由於BLDCM是一個非線性、變量多、強耦合的系統,采用經典的控製理論很難滿足實際的要求,而智能控製系統具有自學習、自適應、自組織等性能,能夠解決模型不確定性、非線性控製以及其他較復雜的問題。因此采用現代智能控製策略成為BLDCM的擴展趨勢。

BLDCM的結構和工作原理

無刷直流電機有電動機本體、轉子位置檢測裝置和電子換向器(逆變器和控製器)三個部分組成。在無刷直流電機,當定子繞組的某一相通電時,改電流所产生的磁場與磁極所产生的磁場相互作用,驅動轉子轉動,再由位置傳感器將轉子位置變換成電信號,去控製逆變器,從而使定子各相繞組按照一定序號導通,定子相電流隨轉子位置的變化而按一定得次序換相。由於逆變器的導通次序是種子轉角同步的,因而起到了與有刷直流電機換相器相同的換相作用。

無刷直流電機BDLCM的智能控製有很多種,例如模型參考自適應控製,模糊控製,灰色控製,滑模變結構控製,神經網絡控製,人工免疫控製,其他智能控製方法。每個控製方式都有優缺點,目前按照我司現有的控製方式,簡單展現以下幾個模型控製

  1. 無刷直流電機模型參考自適應控製

模型參考自適應控製(MRAC)是目前應用最成熟的一種自適應控製,MRAC的基本原理就是將被控對象的輸出與參考模型产生期望的性能指標,MRAC具有不需要控製對象的精準數據模型,也無需進行參數辨識,容易達成和自適應速度快的優點。缺點是對負責的快速變化比較敏感,為此可以將其他控製方法與MRAC相結合以活得更好的控製性能。

2.無刷直流電機模糊控製

模糊控製具有不依賴於對象模型 ,用語言變量描述系統特點,並依據系統的動態信息和模糊控製規則進行推理以獲得的是的控製量,因而具有動態響應好、超調小、硬件的達成比較簡單、魯棒性強的特點。目前常見的基本模糊控製有模糊PID控製,模糊PID雙控製,模糊PID自適應控製。模糊PID雙控製原理設定一個誤差給定值,根據反饋與基準值值誤差大小來達成模糊控製與PID控製的切換,從而使控製系統得到良好的動態系能和穩定性能,達成了模糊控製與PID控製的優勢互補,模糊PID自適應控製原理就是模具規則對PID的控製器的參數達成在線整定,完善PID控製的性能。


3.無刷直流電機的其他智能控製方法

應用於無刷直流電機BLDCM的智能控製方法有很多,除了一些常用的幾種智能控製方法進行分析,其他的智能控製方法還有魯棒控製、自抗擾控製等。自抗擾控製(ADRC)是一種不依賴與系統模型的新型非線性控製器,具有超調低,收敛速度快、精度高、抗幹擾能力強機算法簡單等特點。

本文分析了常見應用於BLDCM德幾種智能控製方法在無刷直流電機的應用現狀。在實際應用中,根據被控製對象的性能要求、系統軟、硬件的達成情況等因素來彙總控製方法,從而獲得理想的控製效果

由於采用單一智能控製方法難免有它的局限性。因而,在現有的控製策略基礎,或進一步反戰新的智能控製策略是未來智能控製方法的擴展方向。


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