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用非线性切换函数改善电动机速度控制的动态性能
资讯类型:行业新闻 加入时间:2009年8月3日10:32
 
用非线性切换函数改善电动机速度控制的动态性能
   尤 文, 陈月岩, 刘望生
   (长春工业大学电气与电子工程学院,吉林长春 130012)
   摘 要:提出了一种改善他励直流电动机速度控制系统动态性能的新方法,该方法基于变结构控制理论,通过引入非线性切换函数,从而解决了线性切换函数响应速度相对较慢的问题。仿真结果表明,带有非线性切换函数的滑模变结构控制器能够大大改善系统的动态性能,并且还保持了稳态误差为零,从而解决了稳态误差和响应速度的矛盾。
   关键词:最优控制;直流电动机;滑模变结构控制;非线性切换函数;非线性控制系统
   中图分类号:TP391•9   文献标识码: A
   引 言
   由于直流电动机装置有极好的控制性能,在工业上他已被广泛地应用于速度控制。控制一台他励直流电动机所使用的普通方法是全闭环控制。该种方法由加于电枢端或励磁端的可调电压来调节速度。通常,一个速度控制系统应当是一个有快速响应及合理小的超调和稳态无静差的理想系统。此外,系统对负载转矩扰动和其它参数的变化应当是不灵敏的。这些矛盾的要求使传统全闭环控制器有一个合适增益的选择成为一个很困难的问题。近年来,人们把变结构控制理论应用于电动机控制,使系统的动态性能得以改善。
   但由于在切换函数设计中引入的都是线性切换函数,使响应速度进一步提高受到限制。对此,文中提出一种新的控制方案,该方案以变结构控制理论为基础,通过引入非线性切换函数,从而解决了线性切换函数响应速度相对较慢的问题,VSC控制器具有极好的优点,如快速响应、好的动态性能、对系统参数变化和外部扰动不灵敏性等。文中提出的变结构直流电动机速度控制有以下特点:
   (1)在切换函数设计中,把切换函数分成两个部分,即线性部分SL(x)和非线性部分SNL(x),通过线性系统的二次型指标最优研究了线性部分,选择εn系统过程,对非线性部分通过非线性反馈方法讲述了非线性切换函数的设计过程。
   (2)系统的动态性能被大大改善,而且还保持
   
   
   
   
   文中提出了一种改善直流电动机速度控制的动态性能的新方法,该方法以变结构控制理论为基础,使调节时间被大大减少,而又不增加系统的最大超调,由于滑模变结构控制器的自身特点,本系统对参数变化及外部扰动具有不敏感性.文中还对非线性切换函数及控制增益的综合做了较详细的阐述。
文章来自:滑模技术交流网
文章作者:信息部
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