基于转矩误差极性的无刷直流电机四象限控制研究

杨 靖 ，刘卫国

（西北工业大学 自 动化学院，陕西 西 安 7 10029）

无刷直流电机具有交流电机的结构简单，运行可靠，维护方便等一系列优点；又具有直流电机的运行效率高、无励磁损耗和调速性能好等诸多特点。鉴于它四象限运行的特点，广泛用于交通、煤矿自动化和工业自动化等领域。近几年来，随着航空航天技术的发展，大功率驱动和高精度伺服作动成为BLDCM的发展方向之一。针对无刷直流电机的四象限运行常规闭环PID控制方法具有一系列优点：1）控制原理简单，使用方便；2）适应性强，可以广泛的应用于各种工业生产领域；3）鲁棒性强，即其控制品质对被控对象特性的变化不太敏感，非常适用于环境恶劣的工业生产现场。

但是该方法也存在如下缺点：1）控制参数多，系统结构复杂，位置环PID，速度环PID和电流环PID共有9个参数需要调节；2）参数设置难，控制精度较低；3）PID控制难以控制超调现象，适度的超调对于提高系统响应速度是有利的，但过度的超调将使系统发生振荡，通常表现为转矩脉动较大，致使系统不稳定[1]。因此有必要采取合适的改进措施对系统结构进行简化，同时对转矩波动进行有效控制，以提高系统的抗干扰能力并改善系统的鲁棒性。

本文针对无刷直流电机四象限运行常规三闭环PID控制存在控制系统结构复杂，转矩波动大的问题，提出了一种通过设置合适环宽的电流环滞环，基于转矩误差极性自动判断的无刷直流电机四象限控制方法，该方法结合了常规PID控制及滞环控制，具有结构简便和自动控制的特点，并且对于转矩脉动有很好的抑制作用[2]。……