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文档简介

基于改进型自抗扰控制器的无刷直流电机控制研究

摘要：无刷直流电机（BrushlessDirectCurrentMotor，BLDCM）具有体积小、转速高、寿命长等优点，被广泛应用于工业自动化、电动汽车和无人机等领域。本文以无刷直流电机为研究对象，提出一种基于改进型自抗扰控制器（ImprovedActiveDisturbanceRejectionController，IADRC）的控制方法。通过对无刷直流电机系统的建模和分析，设计了控制器的内环和外环，并利用IADRC的自抗扰技术，有效地抑制了外界扰动的影响。仿真结果表明，该控制器具有良好的控制性能和鲁棒性，能够实现无刷直流电机的精确控制。

关键词：无刷直流电机；改进型自抗扰控制器；控制性能；鲁棒性

1.引言

无刷直流电机作为一种新型的电机结构，具有转速高、效率高、功率密度大等优势，因此在工业自动化、电动汽车和无人机等领域得到越来越广泛的应用。为了满足对无刷直流电机精确控制的需求，人们提出了各种各样的控制方法。其中，自抗扰控制（ActiveDisturbanceRejectionControl，ADRC）以其优秀的控制性能，成为无刷直流电机控制的重要方法之一。

2.无刷直流电机控制系统的建模

为了设计控制器，首先需要建立无刷直流电机的数学模型。无刷直流电机由转子和定子组成，转子上带有永磁体，定子上绕有三相绕组。通过对无刷直流电机的电磁特性和转子动力学进行分析，可以得到无刷直流电机的数学模型。在本文中，我们采用了带有电子换相器的无刷直流电机模型。

3.基于IADRC的无刷直流电机控制方法

为了实现无刷直流电机的精确控制，本文提出了一种基于IADRC的控制方法。IADRC是自抗扰控制的一种改进方法，通过引入一种新的误差动态观测器，能够更好地抑制外界扰动对控制系统的影响。

4.控制器的设计与实现

在本文中，我们设计了无刷直流电机的控制器，并通过MATLAB/Simulink进行了仿真实验。首先，我们设计了电流环的控制器，采用IADRC的内环控制方法，实现对电流的精确控制。然后，我们设计了转速环的控制器，采用IADRC的外环控制方法，实现对转速的精确控制。

5.仿真结果分析

通过对仿真实验结果的分析，我们可以看到，采用基于IADRC的控制方法，能够有效地抑制外界扰动的影响。在电流控制和转速控制方面，该方法都具有良好的控制性能和鲁棒性。

6.结论

本文研究了基于改进型自抗扰控制器的无刷直流电机控制方法。通过对无刷直流电机系统的建模和分析，设计了控制器的内环和外环，并采用IADRC的自抗扰技术，实现了无刷直流电机的精确控制。仿真结果表明，该控制方法具有良好的控制性能和鲁棒性，可为无刷直流电机的实际应用提供指导。

综上所述，本文提出了一种基于改进型自抗扰控制器的无刷直流电机控制方法，并通过MATLAB/Simulink进行了仿真实验。通过设计电流环和转速环的控制器，并采用IADRC的自抗扰技术，实现了对电流和转速的

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