直流電動機的非線性控制研究

圖5(b)～(d)分別是給定轉速突變時勵磁電流、電樞電流和電磁轉矩的變化情況仿真曲線。可以看出，當給定轉速變化(增大)時，勵磁電流迅速發(fā)生了相應的變化(減小)，通過調節(jié)磁通，使轉速迅速變化到給定值，并保持穩(wěn)定運行。
(3)負載轉矩突增一倍直流電機運行狀況仿真。在t=10 s時，負載轉矩突增一倍，直流電機運行狀況仿真如圖6所示。

仿真結果表明，電機轉速基本穩(wěn)定運行在給定的初始轉速(300 r／min)條件下，調節(jié)時間短，所受影響小，具有較強的穩(wěn)定性和魯棒性。
由圖6(b)～(d)可以看出，當負載變化時，勵磁電流發(fā)生相應的變化，電樞電流和電磁轉矩的波動很小，變化平穩(wěn)，能很快到達穩(wěn)態(tài)，并穩(wěn)定運行在要求的狀態(tài)下。

5 結語
上述研究在分析直流電機數學模型的基礎上，建立了電機輸入輸出線性化控制系統(tǒng)的仿真模型，逐一對他勵直流電機的帶負載運行狀
況進行了3種工況條件下的仿真并加以分析。精確線性化方法的非線性控制器控制敏捷性好，超調量小，精確度高，穩(wěn)性強，從而仿真結果具有良好的跟蹤性和魯棒性。
另外，控制模型簡單明了，實現了精確控制功能，具有明顯的可行性，所得結果為進一步的理論和實驗研究提供了借鑒和參考。本文的不足之處在于對其設計只局限于開環(huán)系統(tǒng)，對閉環(huán)系統(tǒng)沒有進行系統(tǒng)研究。
另外，控制器和參數聯(lián)系緊密，本文只利用輸入輸出精確線性化的非線性控制能力來優(yōu)化他勵直流電機的線性控制參數，實現對他勵直流電機的非線性控制方法；在實際工程中應用則需要更精確的參數設計。