基于能量成形方法的伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的研究.pdf

1、交流電機(jī)是一個(gè)本質(zhì)非線性系統(tǒng),且由于電機(jī)模型參數(shù)不確定、強(qiáng)耦合等特性,使得交流電機(jī)數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確建立較為復(fù)雜。這就導(dǎo)致了交流電機(jī)速度和轉(zhuǎn)矩控制的困難,調(diào)速系統(tǒng)的精度和成本也受到了很大的影響。近年來,基于無源理論的能量成形方法引起了電機(jī)控制領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者們的廣泛關(guān)注。根據(jù)無源理論,應(yīng)用能量成形方法控制交流電機(jī)時(shí),所采用的數(shù)學(xué)模型一般是EL或者PCHD模型。本文采用機(jī)械和電磁系統(tǒng)統(tǒng)一的PCHD模型,選取交流伺服傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械能和電磁能之和作

2、為系統(tǒng)的總能量函數(shù),根據(jù)給定的期望轉(zhuǎn)速,設(shè)計(jì)出無源速度反饋控制器。
　　首先,介紹了交流伺服電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以及近幾十年來一些先進(jìn)控制策略的研究進(jìn)展。
　　其次,分析研究了能量成形方法的理論基礎(chǔ)——無源性、輸入輸出穩(wěn)定性等一些重要概念和結(jié)論。
　　再次,本文基于無源控制理論和IDA-PBC控制方法,研究了實(shí)驗(yàn)室已有X-Y兩軸伺服平臺(tái)用永磁同步伺服電機(jī)的速度反饋控制,求出了該型號(hào)交流伺服電機(jī)在不同坐

3、標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型。最后本課題利用該方法分別求得了電機(jī)在不同運(yùn)行狀況下的無源速度反饋控制器。
　　然而在利用能量成形方法建模時(shí),忽略了電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈等參數(shù)在實(shí)際運(yùn)行中由于電機(jī)升溫、外界干擾等所引起的變化。鑒于此,本文在分析了前人研究成果中長(zhǎng)處與不足的基礎(chǔ)上，提出一種新的轉(zhuǎn)子磁鏈辨識(shí)算法,使得系統(tǒng)具有更好的魯棒性。最后本課題在MATLAB環(huán)境下進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),研究結(jié)果驗(yàn)證了無源自適應(yīng)反饋控制方法的有效性。研究結(jié)果還表明,參數(shù)辨識(shí)模型的加