【摘要】：隨著現(xiàn)在工業(yè)控制過(guò)程的愈來(lái)愈復(fù)雜化,在很多工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中,僅僅對(duì)于單臺(tái)電機(jī)的控制已不能滿足各種控制設(shè)備性能、精度的要求,很多控制系統(tǒng)需要同時(shí)有兩臺(tái)電機(jī)進(jìn)行同步驅(qū)動(dòng),例如化纖紡絲系統(tǒng)、造紙系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床以及兩輪自平衡車(chē)等傳動(dòng)領(lǐng)域。因此,對(duì)于系統(tǒng)中有兩臺(tái)電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng),需同時(shí)兼顧提高控制系統(tǒng)中兩臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能以及穩(wěn)態(tài)性能,因此對(duì)于雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)的研究也越來(lái)越重要。本文重點(diǎn)從提高雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性為切入點(diǎn),以減小兩臺(tái)電機(jī)的同步誤差精度為控制目標(biāo),提出了采用模糊控制算法與分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制算法相結(jié)合,以此來(lái)提高雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)的同步誤差精度,實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)的速度跟隨。本文首先介紹了雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)的研究背景以及研究現(xiàn)狀,確定了以永磁同步電機(jī)為論文的研究對(duì)象,接著推導(dǎo)出永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型以及介紹電機(jī)的矢量控制等相關(guān)知識(shí)。在永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,引出本文的研究目標(biāo)。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)不同的同步控制策略的分析,本文重點(diǎn)對(duì)三種同步控制策略進(jìn)行研究,包括主令控制、主從控制以及交叉耦合同步控制結(jié)構(gòu),在雙電機(jī)控制系統(tǒng)的不同運(yùn)行階段,即啟動(dòng)過(guò)程、加載過(guò)程以及轉(zhuǎn)速突變過(guò)程,通過(guò)Matlab/Simulink仿真分析比較研究,得出在控制系統(tǒng)中有兩臺(tái)電機(jī)同步協(xié)調(diào)運(yùn)行的系統(tǒng),交叉耦合控制結(jié)構(gòu)是一種比較理想的耦合結(jié)構(gòu)。此外,為了提高系統(tǒng)的同步誤差精度以及針對(duì)傳統(tǒng)整數(shù)階PID控制算法的不足,本文進(jìn)一步將模糊理論運(yùn)用到分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ理論的參數(shù)整定當(dāng)中去,設(shè)計(jì)了模糊分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器取代電機(jī)矢量控制中的轉(zhuǎn)速環(huán)控制器。通過(guò)在單臺(tái)永磁同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)仿真研究中,得出系統(tǒng)在啟動(dòng)以及轉(zhuǎn)速突變階段的調(diào)節(jié)時(shí)間明顯減小。最后將模糊控制算法與分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制算法相結(jié)合,建立模糊分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制器,并將模糊分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制算法應(yīng)用到雙臺(tái)永磁同步電機(jī)的同步協(xié)調(diào)控制中,仿真結(jié)果表明,基于模糊分?jǐn)?shù)階PI~λD~μ控制的雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)縮短了系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間,并且在雙電機(jī)系統(tǒng)的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中,使兩臺(tái)電機(jī)獲得了很好的跟隨性能以及提高了系統(tǒng)的同步誤差精度,說(shuō)明了本文所提出的控制算法的有效性以及實(shí)用性。文章最后概括了本人所做的研究工作,對(duì)于目前雙電機(jī)同步控制系統(tǒng)中存在的一些不足進(jìn)行了分析,并對(duì)后續(xù)的進(jìn)一步研究方向進(jìn)行了說(shuō)明。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP273;TM341

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2780485