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利用ADRC的特點，系統(tǒng)中的交叉耦合項以及參數(shù)不準確導的模型誤差均可歸于模型擾動，可采用ESO進行觀測和補償為了使電機運行過程中不過流，必須對勵磁電流和轉矩電流進行限幅控制，因此采用所示的轉子磁場定向雙閉環(huán)控制方案，即采用4個控制器分別調節(jié)。
另外，在電機運行過程中，受溫升影響，轉子電阻是變化大的電機參數(shù)，對系統(tǒng)性能影響也大針對這些模型擾動，以磁通調節(jié)為例，可建立其ESO模型，如下式所示其中fr為ESO觀測得到的轉子磁鏈幅值；iSd為磁鏈調節(jié)的輸入控制量，也是d軸電流調節(jié)的給定值；Rr為程序設定的轉子電阻值；Z0為參數(shù)攝動導系統(tǒng)擾動的觀測值。
沒有磁鏈微分輸出；TD相應只起到濾波的作用，避免給定值突變引起超調，因此用普通的濾波環(huán)節(jié)代替；NL-PD也只需比例P參與調節(jié)相比于帶有非線性微分調節(jié)的典型ADRC模型，簡化的系統(tǒng)結構簡單，計算量減小約1/2，響應速度快，可達到很好的實際控制性能同樣的，可以建立其他環(huán)節(jié)的ADRC模型，如下式所示上述模型考慮了盡可能多的已知項，其他難于處理的耦合項及參數(shù)擾動項歸于系統(tǒng)擾動，并加以觀測這樣，采用四個一階ADRC實現(xiàn)了轉子磁場定向矢量控制的轉速與磁通雙環(huán)調節(jié)。系統(tǒng)結構比較簡單，同時考慮了定子電壓方程耦合項，以及模型參數(shù)變化的影響，魯棒性較強2數(shù)字仿真與物理仿真結果表明，相對于傳統(tǒng)的PI調節(jié)器控制方式，ADRC調節(jié)速度比較快，動態(tài)速降較低，而且無超調，表明后者具有更強的阻尼力和更大的穩(wěn)定裕量22物理電機運行于45Hz，如果突加負載，轉矩電流及電壓會達到限幅值，對動態(tài)調節(jié)有一定的影響。因此，為顯示系統(tǒng)對過程為宜，如所示。另外，為驗證系統(tǒng)的參數(shù)魯棒性，實驗考察了轉子電阻的變化對控制性能的影響?？紤]電機溫度的變化范圍，轉子電阻的變化一般不超過原值的40%而定量變動轉子電阻的實際值難以實現(xiàn)，因此實驗時采用參數(shù)相對攝動原理，通過改變控制器中轉子電阻設定值來近似實際值攝動。bc分別為轉子電阻設定值為實際值的60%和140%情況下的實驗波形自抗擾控制系統(tǒng)負載突卸實驗波形實驗結果表明，系統(tǒng)空載啟動快速無超調負載突卸（7（%額定負載）的情況下，動態(tài)速升約為額定轉速的0%，而相同負載情況下，基于PI調節(jié)器的控制系統(tǒng)動態(tài)速升的典型值為2%~3%自抗擾控制系統(tǒng)具有較好的動態(tài)性能同時，轉子電阻的變化對系統(tǒng)的抗擾性能及阻尼力基本無影響，魯棒性較強3結論本文將自抗擾控制理論應用于異步電機轉子磁場定向矢量控制，設計了簡化的自抗擾控制器，實現(xiàn)磁鏈和轉矩的快速調節(jié)與常規(guī)的PI調節(jié)器相比，自抗擾控制器可有效地觀測出系統(tǒng)的模型擾動并加以前饋補償，提高了系統(tǒng)的響應速度；同時配合非線性的調節(jié)方式，有效解決了一般線性調節(jié)器存在的快速性與超調之間的矛盾。仿真與實驗結果表明，該控制系統(tǒng)具有優(yōu)異的動態(tài)控制性能，而且參數(shù)魯棒性較強?！弘娭C波電機是一種通過壓電陶瓷驅動并結合諧波傳動技術的一種新型步進電機，它將壓電驅動和諧波傳動有機的結合起來，可實現(xiàn)低速、高精度驅動，在精密機械中具有很好的應用前景。在國外，1990年Ishida等人首先利用諧波原理開發(fā)出壓電馬達，隨后在英國伯明翰大學TimKing、WeiXu和在德國的OliverBarth也進行了對諧波壓電馬達的研究和設計，他們僅制作出了較為粗糙的原理樣機，性能較差，還不能應用到實際中，目前一直停留在實驗階段。為了使其能夠具有優(yōu)良的性能并在實踐中得以應用，還需在設計原理、結構方案、機械機構和控制系統(tǒng)設計以及試驗方面進行深入研究。
2壓電諧波電機的工作原理諧波齒輪傳動裝置通常被作為減速器來實現(xiàn)傳動的功能。高速電機通過輸入軸帶動波發(fā)生器做旋轉運動，使柔輪產(chǎn)生周期性的彈性變形，通過柔輪和剛輪間的嚙合或摩擦實現(xiàn)速度轉換，固定柔輪或剛輪中的一個構件，另一構件則會以低速旋轉。根據(jù)諧波傳動原理，無論波發(fā)生器部件旋轉與否，只要能使柔輪按一定規(guī)律產(chǎn)生周期性的連續(xù)的或脈動式的彈性變形，便可獲得低速的輸出。由此出現(xiàn)了多種不通過波發(fā)生器的旋轉輸入，而利用固定的不同驅動元件的周期位移輸出驅動柔輪變形的波發(fā)生器，如液壓式波發(fā)生器、氣壓式波發(fā)生器和電磁波發(fā)生器等。這樣就使諧波傳動起到了把不同的能量轉換為機械能的作用，具有原動機的性質，因而被稱為諧波馬達“0壓電陶瓷具有可電伸縮的壓電逆效應，因此，可設計由壓電陶瓷作為受控驅動部件組成一種新型的諧波傳動波發(fā)生器，通過控制壓電陶瓷驅動器的伸縮變形，驅動柔輪按一定規(guī)律進行變形，進而實現(xiàn)柔輪或剛輪低速的旋轉，由此設計的裝置便稱為壓電諧波電機。
3壓電諧波電機的設計31壓電陶瓷驅動器壓電驅動形式有直線變形和彎曲變形兩種。
直線型又分為單板型和層疊型。在厚為1cm的PZT壓電陶瓷兩端施加5kV的電壓，只能得到約10Lm的位移，因此單板型變形太小，缺乏實用性。如果把10個1mm的壓電陶瓷片重疊起來（膠接或者燒結），每片加500V的電壓，也會得到同樣大的變形量，而且具有在獲得相同比例的變形下不易破壞的優(yōu)點，這就是層疊型壓電驅動器?，F(xiàn)在已能制造出0 05mm的壓電晶體薄片。層疊型壓電驅動器不僅變形量大，且承載力大，響應快，位移可重復性好，體積效率高，電場控制相對簡單等優(yōu)點以電子工業(yè)部二十六所制作的WTYD080810型壓電驅動器為067N，大位移10Lm，回零位移再現(xiàn)性010Lm變形量，但其驅動位移還是不能滿足驅動柔輪變形的要求，所以必須設計其相應的位移放大機構。位移放大機構一般可利用杠桿機構、三角幾何放大及壓曲放大等放大原理進行設計，為避免間隙和摩擦，保證機構的精密性，常采用柔性較鏈代替普通較鏈進行連接。采用放大機構，會隨著位移的放大，驅動力也隨之降低。同時因為柔性較鏈的彈性變形產(chǎn)生反力并存在位移損失，而影響放大效果。所以放大機構的設計是影響驅動性能的關鍵，應對其各部分尺寸進行優(yōu)化設計，以得到佳的放大效果旋轉變壓器的信號處理芯片由旋轉變壓器的原理可知，要使旋轉變壓器正常工作，在其轉子端必須施加一個正弦激勵。采用AD2S99可編程正弦振蕩發(fā)生器提供正弦激勵，該振蕩器可以產(chǎn)生從2kHz~20kHz的標準正弦波，其產(chǎn)生正弦波的頻率由管腳SEL1、SEL2和FBIAS來控制。邏輯圖如所示。，選用12位的解算器AD2S90可以解算這兩路信號，得到對應的角度值。AD2S99的邏輯圖如所示，其中sin、sinLO、cos、cosLO是旋轉變壓器的定子輸出。
實際上在AD2S90內部是一個鎖相環(huán)，從定子上來的兩路正交的正弦信號首先在高精度正余弦信號解算單元，將增減計數(shù)器內的一個初值Y作如下運算經(jīng)過相位頻率映射單元和高速動態(tài)壓控振蕩單元，迅速調整增減計數(shù)器內Y的值，使得sin（0―Y）值趨于零，于是計數(shù)器中的值就可以代表轉子的角位置。
3DSP的同步串行口與AD2S90的通訊旋轉變壓器的輸出信號經(jīng)過AD2S90的解算得到一個12位的值，代表轉子所處的位置，并終以串行方式傳輸給DSPTI的TMS320LF2407具有通用的同步串行口（SPI），可以方便地實現(xiàn)與AD2S90通訊給出了AD2S90與DSP連接的示意圖。
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