异步电动机的自抗扰控制器及其参数整定

郭涛

摘 要：异步电动机的控制问题是十分重要的，这是通过一种自抗扰控制器进行控制的，还要对异步电动机的参数进行整定，通过实验进行参数研究，这种仿真实验要将异步电动机进行基本地研究，通过具体的方案进行仿真实验，这样可以有效地进行自抗扰控制器和参数的整定，在闭环系统的使用上就可以保证系统的稳定。本文就是对异步电动机的自抗扰控制器和参数整定进行分析，为相关的亚牛做出贡献。

关键词：异步电动机；自抗扰控制器；参数整定

中图分类号：TM301 文献标识码：A

异步电动机在自抗扰控制器和参数整定在异步电动机的研究中是十分重要的，需要我们不断地配合，将这一技术应用到具体的研究中，自抗扰控制器已经继承了传统控制技术的优点，将其中存在的问题进行了具体地剖析，对异步电动机来说已经有了很大的进步，但是自抗扰控制器还需要不断地完善，让自抗扰控制器在异步电动机的使用中不断地进步，还要注意参数整定，将参数整定工作做好，才能保证异步电机工作的顺利开展。

一、自抗扰控制器

（一）自抗扰控制器结构

自抗扰控制器在结构上是十分复杂的，这一结构是经过了具体的研究得到的，这样就可以促进异步电动机的发展和进步。自抗扰控制器主要是由跟踪—微分器、误差非线性犯规律和扩张状态观测器组成，虽然仅仅是由3个大部分构成，但是在研究上却需要进行综合地考虑，将这一系统性工作做好，本文以二阶受控对象为例进行了基本的研究，这一过程需要力学知识作为支撑，将控制对象与具体的异步电动机结合在一起，在综合考虑下就可以体现出自抗扰控制器的重要性和复杂性，在进行研究的时候需要进行多重的计算，这样才能将控制工作做好。

跟踪—微分器在自抗扰控制器中是十分重要的，如果没有将这一问题及时解决，那么就会对异步电动机产生影响，对整个经济的建设也有影响。跟踪—微分器是一种将参数进行输入的一个过渡的过程，在这一过程中，可以将信号准确地输入，还能够获得微分信号，还要利用扩张状态观测器（ESO）进行估计，这样就可以对整个状态进行变量估计，这种变量估计也是一种扰动估计，有着一定的变形，通过对这些变量的分析，就可以得到相关的误差，尤其是状态误差，只有将状态误差调节好，才能减少ESO估计中给自抗干扰器带来的影响，需要形成一种组成控制量对控制力进行基本的研究，通过补偿进行自动检测系统的补偿和干扰，补偿在自抗干扰控制器的使用中是十分关键的，要将补偿分量进行合理地应用，不需要进行干扰区分，直接检测环节都需要进行基本的研究，如果使用的是直接的检测方法，那么就要将补偿分量的作用发挥到极致，对抗干扰能力进行研究，基于补偿分量而出现的这种新型的控制器就叫作自抗扰控制器（ADRC）。

（二）自抗扰控制器的主要组成部分

1.跟踪—微分器

2.扩张状态观测器

3.控制律

控制律在整个自抗扰控制器中十分重要的，是对以上两个部分的使用出现的误差进行具体地分析，尤其是在误差上，需要将误差降低到一个限度内，这样就可以将误差降到最低，还要利用非线性反馈对误差进行处理，在处理的过程中，需要对未知的作用力进行补偿，这样就形成了一种补偿量，在补偿量的作用下，就可以将未知的力进行估计，将误差降到最低，避免在异步电动机自抗扰控制器使用的过程中，由于出现了其他的力，对控制律造成影响，因此，要注意，需要将ESO的补偿量进行合理地控制，变为一种非线性的控制律。

二、参数整定

参数整定在异步电动机转子磁链系统的控制中是十分重要的，如果没有将这一技术控制好，那么对整个转子磁链系统的正常运行就会产生不利的影响。自抗干扰器的参数在使用的过程中是非常重要的，可以说是起到了决定的作用，参数的选择并不能随意更改，需要将需要的参数控制在合理的范围内，需要对参数的整定有着足够的重视，否则就会出现稳定性的问题，在自抗扰控制器的使用中是十分不利的。

（一）跟踪—微分器参数

跟踪—微分器参数整定在参数整定中扮演着重要的角色，这一参数整定相对于其他的参数整定来说较为简单，不需要有其他环节的处理，将其他的环节工作都进行了有力的处理，利用自抗扰控制器的过渡过程进行基本的整定就可以做到，这样就可以保证基本参数r的稳定，过渡过程与参数有着紧密的关系，要想将参数准确地把握，就要将r控制好，保证控制参数的准确使用，r越大就意味着过渡的过程较短，反之则会越来越长，这样异步电动机在使用的过程中就不会出现任何的问题。

（二）控制器参数

控制器参数主要是对ESO的扰动估计，进行扰动估计的时候，需要根据扰动的情况来判定，如果扰动的情况不激烈，那么就可以使用精确补偿的方式，因此，可以进行基本的假设，假设扰动为零，这样对控制器的参数进行研究，将控制器的参数值进行初始设定，分别为β1和β2，在进行参数整定的时候，还要按照相关的原则进行基本的操作和分析，但是一定要注意的是扰动为0。

要获得更好的控制性能，还应根据具体对象进一步调整。当然，在扰动幅值很大、变化很剧烈的情况下，扩张状态观测器不能完全实现精确补偿，还需对β1和β2进一步整定。

（三）转速系统和q轴定子电流系统的控制参数整定

转速系统和q轴定子电流系统均为一阶系统。一般而言，对于一阶系统，当扰动为零时，控制器参数β1与b0乘积近似为10，其他参数与二阶系统相同。参数整定比较简单。由于扩张状态观测器对扰动进行了较为精确的估计，使得闭环系统获得了快速稳定的跟踪性能。

结语

自抗扰控制器对大而剧烈的扰动具有较好的适应性和鲁棒性，其非线性结构在对非线性系统的控制中取得了较好的控制性能。本文提出的自抗扰控制器参数整定原则，可以快速有效地针对控制性能进行控制器设计。

参考文献

[1]孙亮，吴根忠.自抗扰控制器优化设计及其应用[J].电机与控制应用，2010，37（3）：26-30.

[2]苏思贤.自抗扰控制器及其应用研究[D].江南大学，2011.