王 括，田胜利，李 清，王 鑫

（北京精密机电控制设备研究所，北京，100076）

基于无刷直流电机的伺服系统低速性能仿真研究

王 括，田胜利，李 清，王 鑫

（北京精密机电控制设备研究所，北京，100076）

伺服系统低速运动时，无刷直流电机转速低，运动平稳性差，容易产生力矩波动，引起低速爬行现象。为解决这一问题，在伺服系统位置环的基础上引入电流环，其中电流环采用分时反馈策略，根据霍尔信号逻辑对三相电流进行选择；位置环采用神经网络比例、微分、积分控制，并仿真验证伺服系统性能。仿真表明通过双闭环及神经网络PID控制能较好改善系统性能。

低速；双闭环；分时反馈；神经网络PID

0 引 言

机电伺服系统是以电动机为动力驱动元件的伺服系统，目前广泛应用于火箭、导弹、机器人等领域[1]。与有刷电机相比，无刷直流电机采用电子换相，消除了机械电刷带来的摩擦影响；与永磁同步电机相比，无刷直流电机控制不必进行复杂空间矢量变换，控制方法简单，且其永磁体为均匀的瓦片形结构，较易制造，因此无刷直流电机在机电伺服系统中的应用越来越广泛[2～7]。

由于电机力矩存在波动，受摩擦、电机换相、驱动电路等限制，伺服系统低速运行过程中经常出现爬行现象，因此引入电流闭环限制力矩波动[8]。

对于大部分机电伺服系统，应用传统比例、微分、积分（Proportion Integral Derivative，PID）控制通常可以满足其要求，PID控制结构简单，对误差控制有鲁棒性，通过调整比例、积分、微分系数可以改变系统的响应特性。……