关于直流伺服电机系统的变量耦合非线性的特点,必须要在传统的线性控制方法中有所突破来满足同步电机伺服系统的要求,这些年来很多企业为了提高该种电机的控制性加强对电机控制学术的研究,以目前掌握的科学技术有多种非线性的控制方法,这些方法各有利弊可以从不同的角度来改善控制性能。

1、滑模变结构控制

作为一种解决非线性系统问题的综合控制方法,滑模变结构控制策略具有对控制对象数学模型精度要求低,能自适应系统内部的参数摄动和外界环境扰动,控制算法相对简单,易于工程实现的优点,因此在同步电机控制领域得到广泛应用。然而,滑模变结构控制存在其本身固有的缺陷,在外部干扰和系统参数摄动的情况下,该控制系统往往需要通过增大滑模控制器的增益来保证系统的鲁棒性,然而提高增益的同时会导致系统出现抖振现象,影响伺服系统的定位精度。应设计一种基于扰动观测器的非奇异终端滑模控制器和一种自适应控制器,用于抑制建模扰动和补偿系统内部扰动。

2、自适应控制

自适应控制是可以通过在线自适应规则解决伺服系统参数不确定性和外部干扰的有效方法之一,在不同的设计目标中提出几种自适应控制器,例如自适应增益PID控制,自适应模糊控制,自适应补偿反馈控制,在自适应控制方法中,模型参考自适应控制通过将系统输出响应与稳定的参考模型进行比较,可以在参数摄动下调节控制器的参数,从而稳定反馈控制系统的整体动态性能,提高针对伺服系统参数时变的鲁棒性。

应考虑实际直流伺服电机‍驱动系统中不确定性的时变特性和高带宽特性,采用自适应单元作为不确定性估计函数,该函数根据不同的工作条件自适应变化。将不确定性函数的频率模式嵌入到电流控制系统中,提高电流控制的鲁棒性。此外,估计不确定性函数的加入为同步电机的转矩脉动缩小化提供一种有效的解决方案。