[發明專利]一種直流電機魯棒控制器的參數整定方法

有效

• 申請號: 201410201321.8
• 申請日: 2014-05-13
• 公開（公告）號: CN104049541A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 王春陽;蔡年春
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

1.一種直流電機魯棒控制器的參數整定方法，

應用于位置隨動系統中直流電機，其傳遞函數為P(s)=KtLaJs2+(LaB+RaJ)s+RaB+KeKt,]]>若忽略電樞電感L_a及粘性阻尼系數B，傳遞函數可以近似為其中T_m表示電動機機電時間常數，K_e分別表示反電動勢系數,K_t表示電磁力矩系數，J是電動機的轉動慣量，L_a是電樞電感，B是粘性摩擦系數，s為拉普拉斯算子；運行實例中，選定位置隨動系統中常用直流電動機作為控制對象，不失一般性，其數學模型傳遞函數可表示為P(s)=1Ts+1(T>0);]]>其中，T為時間常數；

其特征在于所述直流電機魯棒控制器參數整定方法，包括以下步驟：

(1)對于直流電機被控對象的數學模型傳遞函數P(s)，其待整定FO[PI]控制器傳遞函數形式待整定參數為比例系數K_p，積分系數K_i和積分階次λ，并給定需校正穿越頻率ω_c和需保持穩定的相位裕度φ_m；

(2)利用MATLAB畫出被控對象P(s)的伯德圖，求得在頻率ω_c處的模值m和相角n，同時可以求得被控對象頻率ω_c在相位變化率

(3)利用C(s)P(s)＝G(s)，魯棒性條件：

dArg[G](jω)dω|ω=ωc=0---(1)]]>

得到：

注意到其中

利用MATLAB求解關于積分階次λ的方程(3)；

(4)利用穩定性條件：在開環系統穿越頻率ω_c處相位裕度為φ_m；

C(jω_c)P(jω_c)＝1∠φ_m-180°???(4)

根據步驟(2)所求得的被控對象在頻率ω_c處的模值m和相角n，得到

由步驟(3)中

令A＝10^-m/20，從而得到

C(jωc)=A∠θ=(Kp+Kijωc)λ---(6)]]>

可以求得比例系數Kp=A1λcosθλ]]>和微分系數Ki=ωcA1λsinθλ;]]>

(5)利用步驟(3)中MATLAB所得λ以及步驟(4)得到K_p和K_i代入即完成了分數階FO[PI]魯棒控制器參數整定。