[发明专利]一种基于延时、滞后补偿的改进型自抗控制速度控制器

权利要求书

1.一种基于延时、滞后补偿的改进型自抗控制速度控制器，其特征在于，包括：P控制模块、补偿模块和基于零阶保持器的被控对象等效传递函数模块，用于将被控对象的闭环控制系统的滞后时间定义为被控对象的滞后时间；

所述P控制模块接收被控对象的角速度偏差信号e得到第一转矩电流信号u₀，补偿模块接收转矩电流信号u₀进行滞后和转动惯量比例处理获得补偿后的第二转矩电流信号u₁，基于零阶保持器的被控对象等效传递函数模块接收第二转矩电流信号u₁获得输出转速信号ω_r。

2.如权利要求1所述的一种基于延时、滞后补偿的改进型自抗控制速度控制器，其特征在于，构建所述补偿模块的具体步骤为：

步骤1、获取被控对象的闭环控制系统的目标闭环Z传递函数W(z)；

步骤2、对被控对象的传递函数进行离散拉普拉斯变换得到被控对象的Z域传递函数G(z)；

步骤3、结合闭环控制系统的目标闭环Z传递函数W(z)和被控对象的Z域传递函数G(z)获得控制器前向通道传递函数D(z)；

步骤4、结合闭环控制系统前向通道传递函数D(z)和设定的控制器比例系数kp获得补偿函数C(z)，所述补偿函数即为补偿模块的传递函数。

3.如权利要求2所述的一种基于延时、滞后补偿的改进型自抗控制速度控制器，其特征在于：所述步骤1中目标闭环Z传递函数W(z)的具体计算公式为：

其中，Z代表闭环控制系统中的闭环传递函数的Z域变换，z是与时域信号t对应的z域信号；代表零阶保持器的传递函数，代表与被控对象含有相同滞后时间的闭环系统期望传递函数，N代表时间常数，T代表时域信号采样时间。

4.如权利要求3所述的一种基于延时、滞后补偿的改进型自抗控制速度控制器，其特征在于，步骤2中对被控对象的传递函数进行离散拉普拉斯变换得到被控对象的Z域传递函数G(z)具体计算公式为：

q＝N*T

其中，G(s)代表被控对象的传递函数，k代表被控对象的转动惯量比例系数，e^-qs代表被控对象纯滞后环节传递函数，q代表被控对象的延时和滞后时间，s代表与时域信号t对应的s域信号，τ₁代表被控对象的惯性时间常数。

5.如权利要求4所述的一种基于延时、滞后补偿的改进型自抗控制速度控制器，其特征在于，所述步骤3结合闭环控制系统的目标闭环Z传递函数W(z)和被控对象的Z域传递函数G(z)获得控制器前向通道传递函数D(z)的具体计算公式为：

6.如权利要求5所述的一种基于延时、滞后补偿的改进型自抗控制速度控制器，其特征在于，获得补偿函数C(z)的具体计算公式为：

7.如权利要求6所述的一种基于延时、滞后补偿的改进型自抗控制速度控制器，其特征在于，被控对象的转动惯量比例系数k的具体计算公式为：

步骤2.1、获得异步电机运动方程E(T)，获得异步电机运动方程E(T)的具体计算公式为：

其中，T_e代表电磁转矩，T_L代表负载转矩，J代表转动惯量，ω代表角速度，n_p为电机极对数，L_m为电机互感，L_r为转子电感，Ψ_d为磁链，i_sq是被控对象的输入控制量u；

步骤2.2、对异步电机运动方程E(T)进行拉普拉斯变换，求得异步电机运动传递函数ω，进而获得被控对象的转动惯量比例系数k，获得被控对象的转动惯量比例系数k的具体计算公式为；

T_e-T_L＝(Js+1)ω