1.一种基于向量方法的鲁棒分数阶PDμ控制器的参数整定方法,其特征在于包括下列步骤:(一)、以运动控制系统中的交流永磁电动机作为控制对象,其数学模型传递函数形如其中M、D表示质量和粘性,Ra表示电枢电阻,Ke、Km分别表示电动机推力系数和反电动势系数;s为拉普拉斯算子,该数学模型传递函数一般性地表示为:并给定设计指标带宽ωc和需保持稳定的相位裕度φm,待整定控制器传递函数形式C(s)=Kp+Kdsμ;其中,所述T为时间常数,Kp表示待整定的比例系数,Kd表示待整定的微分系数,μ表示待整定的微分阶次;
(二)、将传递函数 写成被控对象向量形式:被控对象向量角速度
(三)、将设计指标带宽ωc和需保持稳定的相位裕度φm,写出性能指标向量形式:G(jωc)=1∠φm-180°,角速度为0;
(四)、利用一个校正向量L去校正被控对象向量P达到性能指标向量G,即L·P=G,根据步骤(二)和步骤(三),可以求得在ωc处校正向量L,同时求得校正向量在ωc处的角速度
(五)、将控制器C(s)=Kp+Kdsμ映射到复平面内得到由相角为0且模值为Kp的向量Kp∠0°加上一个相角为 且模值为Kdωμ的向量 的和,即控制器向量,利用控制器向量C去逼近校正向量L,即lim|C-L|=0,从而校正向量和控制器向量在复平面内构成三角形;
(六)、令
即 利用三角形的余弦定理可以得到:
同时利用lim|C-L|=0角速度相等,可得:注意到存在几何关系为 和
所以可以得到,
利用式(2)和(4)可求得Kp和μ,代入式(1)可求得Kd,即完成了一种鲁棒性的分数阶控制器参数整定。