基于平面倒立擺的雙永磁同步電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)控制的研究.pdf

1、隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，這使得在工業(yè)生產(chǎn)過程中，對(duì)控制系統(tǒng)的要求不斷提高，針對(duì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制已經(jīng)不太能滿足這種發(fā)展的需要。如何控制多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)行，滿足特殊場(chǎng)合對(duì)多電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能的要求在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中顯得越來越重要。
　　多電動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)控制主要分為兩種方式：同步協(xié)調(diào)控制和異步協(xié)調(diào)控制。同步協(xié)調(diào)控制指的是在控制系統(tǒng)中，不同的電動(dòng)機(jī)同時(shí)跟蹤相同的位置、速度或轉(zhuǎn)矩給定，并相互協(xié)調(diào)運(yùn)行，使系統(tǒng)實(shí)

2、現(xiàn)期望的跟蹤性能。異步協(xié)調(diào)控制則是使多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)跟蹤不同的位置、速度或者轉(zhuǎn)矩給定，多用于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的非線性跟蹤。本文將以雙永磁同步電動(dòng)機(jī)作為控制對(duì)象，從同步協(xié)調(diào)和異步協(xié)調(diào)兩個(gè)方面分別進(jìn)行多電動(dòng)機(jī)協(xié)調(diào)控制方法的研究。
　　論文首先介紹了永磁同步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，分析了永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制和空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，并給出了永磁同步電動(dòng)機(jī)控制的仿真模型。然后，詳細(xì)介紹了多電動(dòng)機(jī)的同步協(xié)調(diào)控制方法，將交叉耦合控制算法應(yīng)用到雙永磁同步電動(dòng)

3、機(jī)的同步協(xié)調(diào)控制中，通過Matlab/Simulink模型對(duì)交叉耦合PID控制算法在多電動(dòng)機(jī)同步控制中的有效性進(jìn)行了仿真分析。
　　在多電動(dòng)機(jī)異步協(xié)調(diào)控制方面，本文將平面倒立擺做為控制對(duì)象引入雙永磁同步電動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)控制研究中，通過實(shí)現(xiàn)平面倒立擺系統(tǒng)的跟蹤控制驗(yàn)證雙電動(dòng)機(jī)異步協(xié)調(diào)控制的有效性。論文先建立了平面倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，在此模型的基礎(chǔ)上，采用雙永磁同步電動(dòng)機(jī)做為驅(qū)動(dòng)單元，通過PID控制算法驅(qū)動(dòng)平面倒立擺系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)給定

4、軌跡的位置跟蹤仿真，仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明PID控制算法能夠有效地實(shí)現(xiàn)雙永磁同步電動(dòng)機(jī)的異步協(xié)調(diào)控制。
　　最后，論文以固高科技有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的基于雙永磁同步電動(dòng)機(jī)的平面倒立擺實(shí)物平臺(tái)為例，首先通過PID控制算法驅(qū)動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)，使平面倒立擺平臺(tái)在雙永磁同步電動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)控制作用下分別跟蹤直線、正方形和圓形等三種軌跡，有效地實(shí)現(xiàn)了雙永磁同步電動(dòng)機(jī)的協(xié)調(diào)運(yùn)行；然后采用LQR控制方法對(duì)平面倒立擺系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)擺實(shí)驗(yàn)，使平面倒立擺在雙永磁同步