【摘 要】
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无刷直流电机(Brushless DC Motor,简称BLDCM)因具有运行效率高、调速性能优越等优势,在汽车电子、航空航天等领域得到广泛应用。BLDCM调速性能是应用成功之关键,其调速方案
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无刷直流电机(Brushless DC Motor,简称BLDCM)因具有运行效率高、调速性能优越等优势,在汽车电子、航空航天等领域得到广泛应用。BLDCM调速性能是应用成功之关键,其调速方案设计是研究重点。目前,模型预测控制(Model Predictive Control,简称MPC)被认为是快速系统领域最有可能替代PI的控制算法。受测量准度、传感器精度等因素影响,系统建模存在误差,因此本文将具有自适应机制的广义预测控制(Generalized Predictive Control,简称GPC)引入BLDCM调速方案设计中,提出基于正交基函数(Orthonormal Basis Function,简称OBF)的改进策略。本文主要工作及创新点如下:(1)针对GPC预测模型环节ARMAX模型中时滞不确定问题,提出一种面向控制的ARMAX-GOBF模型。该模型采用广义正交基函数(Generalized Orthonormal Basis Function,简称GOBF)对ARMAX模型进行参数化设计,使其兼具两种模型的优势。仿真结果表明该模型具有良好的逼近能力。(2)针对GPC滚动优化环节计算量大的问题,提出一种控制增量参数化的改进GPC算法。该算法将Laguerre正交基函数引入增量式GPC算法的控制量设计,同时构造PI型性能指标以期结合传统控制算法优势。仿真结果表明改进控制算法提升了系统响应速度,改善了系统动态性能。(3)基于YX-EMBOX电机控制硬件平台,完成上述改进控制策略编程调试,实现空载情况下BLDCM调速控制。实验结果表明改进控制算法较传统PI控制而言,具有响应速度快、超调量小、稳态误差小的特点。
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