【摘 要】
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永磁无刷直流电机是一种性能优越、应用前景广阔的电机,其传统的理论分析及设计方法已比较成熟.它的进一步推广应用,在很大程度上有赖于对控制策略的研究.该文研究了无刷直流
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永磁无刷直流电机是一种性能优越、应用前景广阔的电机,其传统的理论分析及设计方法已比较成熟.它的进一步推广应用,在很大程度上有赖于对控制策略的研究.该文研究了无刷直流电机的速度控制问题和控制软件的设计新方法.自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID控制器不依赖于对象模型优点的基础上,通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器,性能优良并且算法简单.无刷直流电机作为一个非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果.为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性,该文给出了无刷直流电机的自抗扰控制方案.该控制方案不需要精确电机参数就可以实现干扰补偿,控制器的设计也不需要建立电机的精确数学模型.自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰,据此将电机等效为由两个非线性系统构成的串联对象,然后设计两个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制,内环控制电流,外环控制转速.无刷直流电机控制系统中应用实时操作系统可有效降低开发设计的复杂性,提高控制系统的可靠性.μC/OS-Ⅱ是源代码公开的实时操作系统内核,具有十分强大的功能.该文完成了μC/OS-Ⅱ在TMS320LF2407A的移植,将μC/OS-Ⅱ与TMS320LF2407A高性能DSP芯片充分结合起来,进而根据自抗扰控制器原理给出了控制软件设计方案,控制系统具体要求则通过构造不同的任务分别实现.实验结果表明,自抗扰控制器对无刷直流电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,控制系统具有高实时性和高可靠性.
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