異步電動(dòng)機(jī)的自抗擾控制器及其參數(shù)整定

郭濤

摘 要：異步電動(dòng)機(jī)的控制問題是十分重要的，這是通過一種自抗擾控制器進(jìn)行控制的，還要對異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行整定，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行參數(shù)研究，這種仿真實(shí)驗(yàn)要將異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行基本地研究，通過具體的方案進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，這樣可以有效地進(jìn)行自抗擾控制器和參數(shù)的整定，在閉環(huán)系統(tǒng)的使用上就可以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定。本文就是對異步電動(dòng)機(jī)的自抗擾控制器和參數(shù)整定進(jìn)行分析，為相關(guān)的亞牛做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：異步電動(dòng)機(jī)；自抗擾控制器；參數(shù)整定

中圖分類號：TM301 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

異步電動(dòng)機(jī)在自抗擾控制器和參數(shù)整定在異步電動(dòng)機(jī)的研究中是十分重要的，需要我們不斷地配合，將這一技術(shù)應(yīng)用到具體的研究中，自抗擾控制器已經(jīng)繼承了傳統(tǒng)控制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將其中存在的問題進(jìn)行了具體地剖析，對異步電動(dòng)機(jī)來說已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但是自抗擾控制器還需要不斷地完善，讓自抗擾控制器在異步電動(dòng)機(jī)的使用中不斷地進(jìn)步，還要注意參數(shù)整定，將參數(shù)整定工作做好，才能保證異步電機(jī)工作的順利開展。

一、自抗擾控制器

（一）自抗擾控制器結(jié)構(gòu)

自抗擾控制器在結(jié)構(gòu)上是十分復(fù)雜的，這一結(jié)構(gòu)是經(jīng)過了具體的研究得到的，這樣就可以促進(jìn)異步電動(dòng)機(jī)的發(fā)展和進(jìn)步。自抗擾控制器主要是由跟蹤—微分器、誤差非線性犯規(guī)律和擴(kuò)張狀態(tài)觀測器組成，雖然僅僅是由3個(gè)大部分構(gòu)成，但是在研究上卻需要進(jìn)行綜合地考慮，將這一系統(tǒng)性工作做好，本文以二階受控對象為例進(jìn)行了基本的研究，這一過程需要力學(xué)知識作為支撐，將控制對象與具體的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)合在一起，在綜合考慮下就可以體現(xiàn)出自抗擾控制器的重要性和復(fù)雜性，在進(jìn)行研究的時(shí)候需要進(jìn)行多重的計(jì)算，這樣才能將控制工作做好。

跟蹤—微分器在自抗擾控制器中是十分重要的，如果沒有將這一問題及時(shí)解決，那么就會(huì)對異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生影響，對整個(gè)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)也有影響。跟蹤—微分器是一種將參數(shù)進(jìn)行輸入的一個(gè)過渡的過程，在這一過程中，可以將信號準(zhǔn)確地輸入，還能夠獲得微分信號，還要利用擴(kuò)張狀態(tài)觀測器（ESO）進(jìn)行估計(jì)，這樣就可以對整個(gè)狀態(tài)進(jìn)行變量估計(jì)，這種變量估計(jì)也是一種擾動(dòng)估計(jì)，有著一定的變形，通過對這些變量的分析，就可以得到相關(guān)的誤差，尤其是狀態(tài)誤差，只有將狀態(tài)誤差調(diào)節(jié)好，才能減少ESO估計(jì)中給自抗干擾器帶來的影響，需要形成一種組成控制量對控制力進(jìn)行基本的研究，通過補(bǔ)償進(jìn)行自動(dòng)檢測系統(tǒng)的補(bǔ)償和干擾，補(bǔ)償在自抗干擾控制器的使用中是十分關(guān)鍵的，要將補(bǔ)償分量進(jìn)行合理地應(yīng)用，不需要進(jìn)行干擾區(qū)分，直接檢測環(huán)節(jié)都需要進(jìn)行基本的研究，如果使用的是直接的檢測方法，那么就要將補(bǔ)償分量的作用發(fā)揮到極致，對抗干擾能力進(jìn)行研究，基于補(bǔ)償分量而出現(xiàn)的這種新型的控制器就叫作自抗擾控制器（ADRC）。

（二）自抗擾控制器的主要組成部分

1.跟蹤—微分器

2.擴(kuò)張狀態(tài)觀測器

3.控制律

控制律在整個(gè)自抗擾控制器中十分重要的，是對以上兩個(gè)部分的使用出現(xiàn)的誤差進(jìn)行具體地分析，尤其是在誤差上，需要將誤差降低到一個(gè)限度內(nèi)，這樣就可以將誤差降到最低，還要利用非線性反饋對誤差進(jìn)行處理，在處理的過程中，需要對未知的作用力進(jìn)行補(bǔ)償，這樣就形成了一種補(bǔ)償量，在補(bǔ)償量的作用下，就可以將未知的力進(jìn)行估計(jì)，將誤差降到最低，避免在異步電動(dòng)機(jī)自抗擾控制器使用的過程中，由于出現(xiàn)了其他的力，對控制律造成影響，因此，要注意，需要將ESO的補(bǔ)償量進(jìn)行合理地控制，變?yōu)橐环N非線性的控制律。

二、參數(shù)整定

參數(shù)整定在異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈系統(tǒng)的控制中是十分重要的，如果沒有將這一技術(shù)控制好，那么對整個(gè)轉(zhuǎn)子磁鏈系統(tǒng)的正常運(yùn)行就會(huì)產(chǎn)生不利的影響。自抗干擾器的參數(shù)在使用的過程中是非常重要的，可以說是起到了決定的作用，參數(shù)的選擇并不能隨意更改，需要將需要的參數(shù)控制在合理的范圍內(nèi)，需要對參數(shù)的整定有著足夠的重視，否則就會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性的問題，在自抗擾控制器的使用中是十分不利的。

（一）跟蹤—微分器參數(shù)

跟蹤—微分器參數(shù)整定在參數(shù)整定中扮演著重要的角色，這一參數(shù)整定相對于其他的參數(shù)整定來說較為簡單，不需要有其他環(huán)節(jié)的處理，將其他的環(huán)節(jié)工作都進(jìn)行了有力的處理，利用自抗擾控制器的過渡過程進(jìn)行基本的整定就可以做到，這樣就可以保證基本參數(shù)r的穩(wěn)定，過渡過程與參數(shù)有著緊密的關(guān)系，要想將參數(shù)準(zhǔn)確地把握，就要將r控制好，保證控制參數(shù)的準(zhǔn)確使用，r越大就意味著過渡的過程較短，反之則會(huì)越來越長，這樣異步電動(dòng)機(jī)在使用的過程中就不會(huì)出現(xiàn)任何的問題。

（二）控制器參數(shù)

控制器參數(shù)主要是對ESO的擾動(dòng)估計(jì)，進(jìn)行擾動(dòng)估計(jì)的時(shí)候，需要根據(jù)擾動(dòng)的情況來判定，如果擾動(dòng)的情況不激烈，那么就可以使用精確補(bǔ)償?shù)姆绞?，因此，可以進(jìn)行基本的假設(shè)，假設(shè)擾動(dòng)為零，這樣對控制器的參數(shù)進(jìn)行研究，將控制器的參數(shù)值進(jìn)行初始設(shè)定，分別為β1和β2，在進(jìn)行參數(shù)整定的時(shí)候，還要按照相關(guān)的原則進(jìn)行基本的操作和分析，但是一定要注意的是擾動(dòng)為0。

要獲得更好的控制性能，還應(yīng)根據(jù)具體對象進(jìn)一步調(diào)整。當(dāng)然，在擾動(dòng)幅值很大、變化很劇烈的情況下，擴(kuò)張狀態(tài)觀測器不能完全實(shí)現(xiàn)精確補(bǔ)償，還需對β1和β2進(jìn)一步整定。

（三）轉(zhuǎn)速系統(tǒng)和q軸定子電流系統(tǒng)的控制參數(shù)整定

轉(zhuǎn)速系統(tǒng)和q軸定子電流系統(tǒng)均為一階系統(tǒng)。一般而言，對于一階系統(tǒng)，當(dāng)擾動(dòng)為零時(shí)，控制器參數(shù)β1與b0乘積近似為10，其他參數(shù)與二階系統(tǒng)相同。參數(shù)整定比較簡單。由于擴(kuò)張狀態(tài)觀測器對擾動(dòng)進(jìn)行了較為精確的估計(jì)，使得閉環(huán)系統(tǒng)獲得了快速穩(wěn)定的跟蹤性能。

結(jié)語

自抗擾控制器對大而劇烈的擾動(dòng)具有較好的適應(yīng)性和魯棒性，其非線性結(jié)構(gòu)在對非線性系統(tǒng)的控制中取得了較好的控制性能。本文提出的自抗擾控制器參數(shù)整定原則，可以快速有效地針對控制性能進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)

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