[发明专利]一种带宽参数化直流调速反馈控制系统

摘要

本发明公开了一种带宽参数化直流调速反馈控制系统，涉及运动控制系统技术领域。该具有前馈部分的PD反馈控制器提高例如直流调速系统的响应速度、抗干扰性以及参数整定的便捷性。从直流电机电枢回路组成和转矩控制规律出发，先建立直流调速系统模型框图和传递函数，并通过定义系统模型传递函数的增益尺度和频域尺度，设计一种参考轨迹前馈型PD反馈控制器，同时将PD控制器增益取为闭环系统带宽的函数，从而明确控制器参数整定和调节的物理意义，带宽越大，系统响应速度越快，抑制外扰效果越好。

主权项

1.一种带宽参数化直流调速反馈控制系统，其特征在于：包括如下步骤：S1：建立直流调速系统的电枢回路方程和运动方程S2：建立直流调速系统的传递函数模型对(1)两端进行拉氏变换可得可以得到转速输出ω(s)到电压输入Va(s)的传递函数，以及转速输出ω(s)到扰动输入Td(s)的传递函数其中，a0＝KbKm+RKf，a1＝RJ+LKf，a2＝LJ，b0＝Km，c0＝R，c1＝L；将直流调速系统(1)重新描述为ω(s)＝P(s)Va(s)‑Pd(s)Td(s)   (5)S3：一般二阶系统闭环带宽参数化PD反馈控制器设计一般性二阶系统如下得到一种具有前馈的PD反馈控制器利用公式(6)和(7)，可求得系统闭环传递函数若期望闭环系统带宽为ωc，将PD反馈控制增益k1和k2取为闭环系统带宽ωc的函数，即则闭环传递函数为S4：直流调速系统闭环带宽参数化PD反馈控制器设计定义增益尺度频域尺度阻尼比对公式(6)进行增益尺度和频域尺度变换，得到直流调速系统(1)可以看作是由二阶系统(6)经过增益尺度kp和频域尺度ωp变换后的模型，可以对系统(6)的控制器进行尺度变换，直接得到直流调速系统(1)的PD反馈控制器其中，那么，直流调速系闭环统传递函数为其中，