基于能量成形方法的伺服系統(tǒng)驅(qū)動的研究.pdf

1、交流電機是一個本質(zhì)非線性系統(tǒng),且由于電機模型參數(shù)不確定、強耦合等特性,使得交流電機數(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時,所采用的數(shù)學(xué)模型一般是EL或者PCHD模型。本文采用機械和電磁系統(tǒng)統(tǒng)一的PCHD模型,選取交流伺服傳動系統(tǒng)的機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)計出無源速度反饋控制器。
　　首先,介紹了交流伺服電機傳動系統(tǒng)驅(qū)動控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,以及近幾十年來一些先進控制策略的研究進展。
　　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,研究了實驗室已有X-Y兩軸伺服平臺用永磁同步伺服電機的速度反饋控制,求出了該型號交流伺服電機在不同坐

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在不同運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,忽略了電機轉(zhuǎn)子磁鏈等參數(shù)在實際運行中由于電機升溫、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處與不足的基礎(chǔ)上，提出一種新的轉(zhuǎn)子磁鏈辨識算法,使得系統(tǒng)具有更好的魯棒性。最后本課題在MATLAB環(huán)境下進行了仿真實驗,研究結(jié)果驗證了無源自適應(yīng)反饋控制方法的有效性。研究結(jié)果還表明,參數(shù)辨識模型的加