1.一种直流电机鲁棒控制器的参数整定方法,应用于位置随动系统中直流电机,其传递函数为若忽略电枢电感La及粘性阻尼系数B,传递函数可以近似为 其中Tm表示电动机机电时间常数,Ke分别表示反电动势系数,Kt表示电磁力矩系数,J是电动机的转动惯量,La是电枢电感,B是粘性摩擦系数,s为拉普拉斯算子;运行实例中,选定位置随动系统中常用直流电动机作为控制对象,不失一般性,其数学模型传递函数可表示为其中,T为时间常数,且T>0;
其特征在于所述直流电机鲁棒控制器参数整定方法,包括以下步骤:(1)对于直流电机被控对象的数学模型传递函数 其待整定FO[PI]控制器传递函数形式 待整定参数为比例系数Kp,积分系数Ki和积分阶次λ,并给定需校正穿越频率ωc和需保持稳定的相位裕度φm;
(2)利用MATLAB画出被控对象 的伯德图,求得在频率ωc处的模值m和相角n,同时可以求得被控对象频率ωc在相位变化率(3)利用C(s)P(s)=G(s),鲁棒性条件:得到:
注意到 其中θ=φm-n-180°,利用MATLAB求解关于积分阶次λ的方程(3);
(4)利用稳定性条件:在开环系统穿越频率ωc处相位裕度为φm;
C(jωc)P(jωc)=1∠φm-180° (4)根据步骤(2)所求得的被控对象在频率ωc处的模值m和相角n,得到由步骤(3)中θ=φm-n-180°,-m/20
令A=10 ,从而得到
可以求得比例系数 和微分系数
(5)利用步骤(3)中MATLAB所得λ以及步骤(4)得到Kp和Ki代入 即完成了分数阶FO[PI]鲁棒控制器参数整定。