[发明专利]一种基于负载观测的直流电动机无源控制律实现方法

权利要求书

1.一种基于负载观测的直流电动机无源控制律实现方法，其特征在于该方法包含以下步骤：

1)选取直流电动机的机械能和电磁能之和为直流电动机拖动系统的能量存储函数，离线建立直流电动机拖动系统的端口受控耗散哈密顿模型；

2)在线检测直流电动机的电枢电流和转速，通过负载转矩观测器实时估计负载转矩；

3)运用互联与阻尼分配的无源控制方法，调整系统的互联参数和阻尼参数，在线计算出当前负载状态下的无源控制律，控制脉冲宽度调制变换器输出到直流电动机电枢两端的电压以使转速维持在给定转速指令值。

2.根据权利书要求1所述的一种基于负载观测的直流电动机无源控制律实现方法，其特征在于，所述步骤1)中的直流电动机拖动系统的能量存储函数为其中，x为系统的状态向量，并且有x=JΩLi,]]>JΩ²和Li²分别为直流电动机的机械能和电磁能，J为直流电动机的转动惯量，Ω为角速度，L为电枢电感，i为电枢电流。

3.根据权利书要求1所述的一种基于负载观测的直流电动机无源控制律实现方法，其特征在于，所述步骤1)中的直流电动机拖动系统的端口受控耗散哈密顿模型为

x·=[J(x)-R(x)]Ωi+g(x)-TLUy=Ωi,]]>

其中，为状态向量x的一阶微分，J(x)为系统的互联参数矩阵，R(x)为系统的阻尼参数矩阵，g(x)为输入矩阵，T_L为负载转矩，U为电枢两端的电压，y为系统的输出向量。

4.根据权利书要求1所述的一种基于负载观测的直流电动机无源控制律实现方法，其特征在于，所述步骤2)中的负载转矩观测器函数为其中，为负载转矩观测器估计的负载转矩，T₀为滤波时间，中间变量为Ω₁的一阶微分，C_T为直流电动机的转矩常数，Φ为直流电动机的磁通。

5.根据权利书要求1所述的一种基于负载观测的直流电动机无源控制律实现方法，其特征在于，所述步骤3)中的无源控制律函数为U＝(C_TΦ-m)Ω^*+(R+r₂)i^*+mΩ-r₂i，其中，m为系统的互联参数，并且有r₁为系统的附加机械阻尼参数，Ω^*为给定的角速度指令值，R为电枢回路总电阻，r₂为系统的附加电磁阻尼参数，i^*为由负载转矩观测器得到的负载转矩估计值折算成的电枢电流指令值。