基于无刷直流电机模型的自适应控制系统设计文献综述

 2024-07-25 16:23:34
摘要

无刷直流电机(BrushlessDCMotor,BLDCM)凭借其高效率、高转矩惯量比、低噪声等优点,广泛应用于工业自动化、航空航天、电动汽车等领域。

然而,BLDCM固有的非线性、多变量耦合特性以及负载扰动、参数变化等因素,对传统控制方法提出了挑战,难以满足高精度、快速响应的控制要求。

自适应控制作为一种智能控制策略,能够根据系统运行状态和环境变化,实时调整控制器参数,克服上述问题,提高控制系统的鲁棒性、稳定性和动态性能。


本文针对基于无刷直流电机模型的自适应控制系统设计展开研究,首先介绍BLDCM的工作原理、数学模型和控制难点,阐述自适应控制的基本概念和分类;然后,重点综述近年来国内外学者在模型参考自适应控制、自适应反步控制、基于神经网络的自适应控制等方面取得的最新研究成果,并分析各种方法的优缺点和适用范围;接着,探讨基于自适应控制的BLDCM系统设计方法,包括系统总体结构、电流环、速度环设计以及仿真平台搭建;最后,展望BLDCM自适应控制技术的发展趋势,并指出未来研究方向。


关键词:无刷直流电机;自适应控制;模型参考自适应控制;自适应反步控制;神经网络

1.引言

随着工业自动化程度的不断提高,对电机驱动系统的性能要求也越来越高,其中尤以对控制精度、动态响应速度和抗扰能力的要求最为突出。

无刷直流电机(BrushlessDCMotor,BLDCM)作为一种性能优越的电机,凭借其高效率、高转矩惯量比、低噪声、长寿命等优点,被广泛应用于机器人、数控机床、电动汽车、航空航天等领域[1]。


然而,BLDCM本身是一个非线性、强耦合的多变量系统,其性能容易受到负载扰动和参数变化的影响,传统的PID控制方法难以满足高性能控制的要求。

为了克服这些问题,学者们提出了各种先进的控制策略,其中自适应控制技术因其能够在线识别系统参数和自动调整控制器参数以适应系统变化的能力,成为了BLDCM控制领域的研究热点[2-4]。

2.无刷直流电机模型与自适应控制

无刷直流电机(BLDCM)是一种同步电机,其转子由永磁体构成,定子绕组采用三相星形或三角形连接。

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