[发明专利]一种直流电机鲁棒控制器的参数整定方法

权利要求书

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P(s)=KtLaJs2+(LaB+RaJ)s+RaB+KeKt,]]>若忽略电枢电感L_a及粘性阻尼系数B，传递函数可以近似为其中T_m表示电动机机电时间常数，K_e分别表示反电动势系数,K_t表示电磁力矩系数，J是电动机的转动惯量，L_a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P(s)=1Ts+1(T>0);]]>其中，T为时间常数；

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P(s)，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K_p，积分系数K_i和积分阶次λ，并给定需校正穿越频率ω_c和需保持稳定的相位裕度φ_m；

(2)利用MATLAB画出被控对象P(s)的伯德图，求得在频率ω_c处的模值m和相角n，同时可以求得被控对象频率ω_c在相位变化率

(3)利用C(s)P(s)＝G(s)，鲁棒性条件：

dArg[G](jω)dω|ω=ωc=0---(1)]]>

得到：

注意到其中

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ω_c处相位裕度为φ_m；

C(jω_c)P(jω_c)＝1∠φ_m-180°   (4)

根据步骤(2)所求得的被控对象在频率ω_c处的模值m和相角n，得到

由步骤(3)中

令A＝10^-m/20，从而得到

C(jωc)=A∠θ=(Kp+Kijωc)λ---(6)]]>

可以求得比例系数Kp=A1λcosθλ]]>和微分系数Ki=ωcA1λsinθλ;]]>

(5)利用步骤(3)中MATLAB所得λ以及步骤(4)得到K_p和K_i代入即完成了分数阶FO[PI]鲁棒控制器参数整定。