關于直流伺服電機系統(tǒng)的變量耦合非線性的特點,必須要在傳統(tǒng)的線性控制方法中有所突破來滿足同步電機伺服系統(tǒng)的要求,這些年來很多企業(yè)為了提高該種電機的控制性加強對電機控制學術的研究,以目前掌握的科學技術有多種非線性的控制方法,這些方法各有利弊可以從不同的角度來改善控制性能。

1、滑模變結構控制

作為一種解決非線性系統(tǒng)問題的綜合控制方法,滑模變結構控制策略具有對控制對象數(shù)學模型精度要求低,能自適應系統(tǒng)內(nèi)部的參數(shù)攝動和外界環(huán)境擾動,控制算法相對簡單,易于工程實現(xiàn)的優(yōu)點,因此在同步電機控制領域得到廣泛應用。然而,滑模變結構控制存在其本身固有的缺陷,在外部干擾和系統(tǒng)參數(shù)攝動的情況下,該控制系統(tǒng)往往需要通過增大滑模控制器的增益來保證系統(tǒng)的魯棒性,然而提高增益的同時會導致系統(tǒng)出現(xiàn)抖振現(xiàn)象,影響伺服系統(tǒng)的定位精度。應設計一種基于擾動觀測器的非奇異終端滑模控制器和一種自適應控制器,用于抑制建模擾動和補償系統(tǒng)內(nèi)部擾動。

2、自適應控制

自適應控制是可以通過在線自適應規(guī)則解決伺服系統(tǒng)參數(shù)不確定性和外部干擾的有效方法之一,在不同的設計目標中提出幾種自適應控制器,例如自適應增益PID控制,自適應模糊控制,自適應補償反饋控制,在自適應控制方法中,模型參考自適應控制通過將系統(tǒng)輸出響應與穩(wěn)定的參考模型進行比較,可以在參數(shù)攝動下調(diào)節(jié)控制器的參數(shù),從而穩(wěn)定反饋控制系統(tǒng)的整體動態(tài)性能,提高針對伺服系統(tǒng)參數(shù)時變的魯棒性。

應考慮實際直流伺服電機?驅動系統(tǒng)中不確定性的時變特性和高帶寬特性,采用自適應單元作為不確定性估計函數(shù),該函數(shù)根據(jù)不同的工作條件自適應變化。將不確定性函數(shù)的頻率模式嵌入到電流控制系統(tǒng)中,提高電流控制的魯棒性。此外,估計不確定性函數(shù)的加入為同步電機的轉矩脈動縮小化提供一種有效的解決方案。