功率约束下机械系统的建模、分析与控制

随着市场上高速功率开关与微型计算机的普及，运动控制系统取得了显著进步。尽管电机驱动器在标称条件下能够提供高转矩控制带宽，但其受多种物理约束影响，导致转矩控制环的输出幅值与带宽均下降。在此背景下，作为约束之一的电源峰值功率限制，迄今尚未从控制角度得到充分研究。控制系统中考虑峰值功率限制的一种常规实用方法，是将其建模为由满足约束的最大转速下允许转矩导出的平凡转矩饱和。然而，该模型过于保守，在作动器低于最大转速运行时导致闭环性能不佳。本文在对峰值功率限制的稳定性与性能影响进行理论分析的基础上，提出了将其纳入经典控制器与最优控制器的若干新方法。