異步電動機的自抗擾控制器及其參數整定

郭濤

摘 要：異步電動機的控制問題是十分重要的，這是通過一種自抗擾控制器進行控制的，還要對異步電動機的參數進行整定，通過實驗進行參數研究，這種仿真實驗要將異步電動機進行基本地研究，通過具體的方案進行仿真實驗，這樣可以有效地進行自抗擾控制器和參數的整定，在閉環系統的使用上就可以保證系統的穩定。本文就是對異步電動機的自抗擾控制器和參數整定進行分析，為相關的亞牛做出貢獻。

關鍵詞：異步電動機；自抗擾控制器；參數整定

中圖分類號：TM301 文獻標識碼：A

異步電動機在自抗擾控制器和參數整定在異步電動機的研究中是十分重要的，需要我們不斷地配合，將這一技術應用到具體的研究中，自抗擾控制器已經繼承了傳統控制技術的優點，將其中存在的問題進行了具體地剖析，對異步電動機來說已經有了很大的進步，但是自抗擾控制器還需要不斷地完善，讓自抗擾控制器在異步電動機的使用中不斷地進步，還要注意參數整定，將參數整定工作做好，才能保證異步電機工作的順利開展。

一、自抗擾控制器

（一）自抗擾控制器結構

自抗擾控制器在結構上是十分復雜的，這一結構是經過了具體的研究得到的，這樣就可以促進異步電動機的發展和進步。自抗擾控制器主要是由跟蹤—微分器、誤差非線性犯規律和擴張狀態觀測器組成，雖然僅僅是由3個大部分構成，但是在研究上卻需要進行綜合地考慮，將這一系統性工作做好，本文以二階受控對象為例進行了基本的研究，這一過程需要力學知識作為支撐，將控制對象與具體的異步電動機結合在一起，在綜合考慮下就可以體現出自抗擾控制器的重要性和復雜性，在進行研究的時候需要進行多重的計算，這樣才能將控制工作做好。

跟蹤—微分器在自抗擾控制器中是十分重要的，如果沒有將這一問題及時解決，那么就會對異步電動機產生影響，對整個經濟的建設也有影響。跟蹤—微分器是一種將參數進行輸入的一個過渡的過程，在這一過程中，可以將信號準確地輸入，還能夠獲得微分信號，還要利用擴張狀態觀測器（ESO）進行估計，這樣就可以對整個狀態進行變量估計，這種變量估計也是一種擾動估計，有著一定的變形，通過對這些變量的分析，就可以得到相關的誤差，尤其是狀態誤差，只有將狀態誤差調節好，才能減少ESO估計中給自抗干擾器帶來的影響，需要形成一種組成控制量對控制力進行基本的研究，通過補償進行自動檢測系統的補償和干擾，補償在自抗干擾控制器的使用中是十分關鍵的，要將補償分量進行合理地應用，不需要進行干擾區分，直接檢測環節都需要進行基本的研究，如果使用的是直接的檢測方法，那么就要將補償分量的作用發揮到極致，對抗干擾能力進行研究，基于補償分量而出現的這種新型的控制器就叫作自抗擾控制器（ADRC）。

（二）自抗擾控制器的主要組成部分

1.跟蹤—微分器

2.擴張狀態觀測器

3.控制律

控制律在整個自抗擾控制器中十分重要的，是對以上兩個部分的使用出現的誤差進行具體地分析，尤其是在誤差上，需要將誤差降低到一個限度內，這樣就可以將誤差降到最低，還要利用非線性反饋對誤差進行處理，在處理的過程中，需要對未知的作用力進行補償，這樣就形成了一種補償量，在補償量的作用下，就可以將未知的力進行估計，將誤差降到最低，避免在異步電動機自抗擾控制器使用的過程中，由于出現了其他的力，對控制律造成影響，因此，要注意，需要將ESO的補償量進行合理地控制，變為一種非線性的控制律。

二、參數整定

參數整定在異步電動機轉子磁鏈系統的控制中是十分重要的，如果沒有將這一技術控制好，那么對整個轉子磁鏈系統的正常運行就會產生不利的影響。自抗干擾器的參數在使用的過程中是非常重要的，可以說是起到了決定的作用，參數的選擇并不能隨意更改，需要將需要的參數控制在合理的范圍內，需要對參數的整定有著足夠的重視，否則就會出現穩定性的問題，在自抗擾控制器的使用中是十分不利的。

（一）跟蹤—微分器參數

跟蹤—微分器參數整定在參數整定中扮演著重要的角色，這一參數整定相對于其他的參數整定來說較為簡單，不需要有其他環節的處理，將其他的環節工作都進行了有力的處理，利用自抗擾控制器的過渡過程進行基本的整定就可以做到，這樣就可以保證基本參數r的穩定，過渡過程與參數有著緊密的關系，要想將參數準確地把握，就要將r控制好，保證控制參數的準確使用，r越大就意味著過渡的過程較短，反之則會越來越長，這樣異步電動機在使用的過程中就不會出現任何的問題。

（二）控制器參數

控制器參數主要是對ESO的擾動估計，進行擾動估計的時候，需要根據擾動的情況來判定，如果擾動的情況不激烈，那么就可以使用精確補償的方式，因此，可以進行基本的假設，假設擾動為零，這樣對控制器的參數進行研究，將控制器的參數值進行初始設定，分別為β1和β2，在進行參數整定的時候，還要按照相關的原則進行基本的操作和分析，但是一定要注意的是擾動為0。

要獲得更好的控制性能，還應根據具體對象進一步調整。當然，在擾動幅值很大、變化很劇烈的情況下，擴張狀態觀測器不能完全實現精確補償，還需對β1和β2進一步整定。

（三）轉速系統和q軸定子電流系統的控制參數整定

轉速系統和q軸定子電流系統均為一階系統。一般而言，對于一階系統，當擾動為零時，控制器參數β1與b0乘積近似為10，其他參數與二階系統相同。參數整定比較簡單。由于擴張狀態觀測器對擾動進行了較為精確的估計，使得閉環系統獲得了快速穩定的跟蹤性能。

結語

自抗擾控制器對大而劇烈的擾動具有較好的適應性和魯棒性，其非線性結構在對非線性系統的控制中取得了較好的控制性能。本文提出的自抗擾控制器參數整定原則，可以快速有效地針對控制性能進行控制器設計。

參考文獻

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[2]蘇思賢.自抗擾控制器及其應用研究[D].江南大學，2011.