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直流电机作为一种执行机构越来越广泛的应用在机电控制的各个领域,使得直流电机控制技术成为潮流,而数字技术和DSP技术的广泛应用,使数字控制器的出现成为可能,目前数字控制器的控制算法大多是基于PID算法衍生出来的,而PID算法伴随着参数调试的大量工作,为了提高直流电机的调速性和减少控制器参数整定过程的工作量,提高数字控制器的适用范围,本文将自适应逆控制算法应用于直流电机控制器的设计,是数字控制器设计的一种全新尝试,同时运用MATLAB的SIMULINK软件并进行了仿真。 首先根据给定电机进行数字建模,然后对得到的数学模型进行简化,本文中将直流电机的数学模型由两阶简化到一阶,利用简化后的数学模型。同时对舵机其它组件进行建模,最终得到舵机系统的数学模型,根据总体提供的要求,确定参考模型,然后利用自适应逆控制理论,确定直流舵机系统的逆控制器,实际上就是一个超前-滞后校正,同时采用LMS算法对逆控制器的参数进行调节,实际上就是前馈补偿,使系统的动态特性和消除扰动不互相互牵制。即使被控对象建立的数学模型不是很准确,自适应逆控制器也能通过零极点的相互作用,抵销掉建模误差带来的干扰,实现对参考输出的准确跟踪,传统的一些控制缺点比如低准确性、稳定性差、延迟一定程度被避免了。 本文采用MATLAB语言和Simulink模型针对控制对象进行数学仿真。在与传统PID系统进行对比试验后,得到以下结论:传统PID系统对被控对象参数时变较敏感,在系统参数变化的条件下,系统的动态性能下降明显;同时对系统的死区很敏感,对系统的动态性能和稳态误差影响较大,相比而言,同样的条件下自适应逆控制系统的动态性能只有微小的变化,而死区的影响被前馈进行一定的补偿,是系统仍能达到满意的效果。说明自适应逆控制系统对系统的参数的摄动和外部的干扰的鲁棒性和跟踪精度。结果证明,模型参考自适应逆控制系统有很强的自适应能力和抗负载扰动能力,在系统性能上优于PID控制。