快速響應(yīng)和熱可靠性是音圈電機(jī)伺服系統(tǒng)的兩個(gè)重要指標(biāo)。本文從這兩個(gè)角度出發(fā),研究音圈電機(jī)伺服系統(tǒng)。針對(duì)位置快速響應(yīng)的要求,提出了一種時(shí)間最優(yōu)控制且具有自抗擾能力的控制結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了音圈電機(jī)位置的快速響應(yīng),并具有良好的穩(wěn)態(tài)性能;針對(duì)熱可靠性高的要求,本文分別從理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)角度對(duì)音圈電機(jī)的溫度進(jìn)行評(píng)估,并提出了一種等效溫度評(píng)估方法,得出音圈電機(jī)的安全工作范圍。首先,針對(duì)需求,分析了音圈電機(jī)的模型。分別分析了音圈電機(jī)的狀態(tài)空間模型和熱網(wǎng)絡(luò)模型。從音圈電機(jī)的工作原理出發(fā),推導(dǎo)了音圈電機(jī)的狀態(tài)空間模型。為了消除系統(tǒng)擾動(dòng),提高抗干擾能力,本文結(jié)合自抗擾控制結(jié)構(gòu),推導(dǎo)了音圈電機(jī)的串聯(lián)積分模型。建立了音圈電機(jī)熱網(wǎng)絡(luò)模型,并確定模型參數(shù),對(duì)電機(jī)工況下的溫度進(jìn)行計(jì)算。接著,針對(duì)音圈電機(jī)快速響應(yīng)需求,提出了一種能實(shí)現(xiàn)時(shí)間最優(yōu)控制且具有自抗擾能力的控制結(jié)構(gòu)。由于高階系統(tǒng)時(shí)間最優(yōu)控制律無法直接求解,且離散化難度大,采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)來獲得該控制律。為了將復(fù)雜的音圈電機(jī)控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為串聯(lián)積分模型,并提高系統(tǒng)抗擾動(dòng)能力,設(shè)計(jì)了擾動(dòng)觀測(cè)器,用來精確估計(jì)系統(tǒng)總擾動(dòng),并加以補(bǔ)償。構(gòu)建音圈電機(jī)位置伺服控制系統(tǒng),對(duì)其... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

音圈電機(jī)實(shí)物圖

工程碩士學(xué)位論文從訓(xùn)練指標(biāo)和仿真驗(yàn)證兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。采用最優(yōu)數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器。訓(xùn)練指標(biāo)如下圖所示，訓(xùn)練集（Train）、驗(yàn)證集（Validation）、-438 10、-66.30 10、-54.52 10�？梢钥垂谩�9，表明該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能很好地?cái)M合出輸入

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文.2 三維穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)仿真在模型中對(duì)電機(jī)各部件施加材料屬性。根據(jù)之前計(jì)算的結(jié)果，分別在動(dòng)子表面設(shè)置流換熱系數(shù)。根據(jù)電機(jī)損耗計(jì)算得出，鐵耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于銅仿真時(shí)忽略鐵耗，所加熱源為繞組銅耗。分別仿真兩個(gè)工況下的溫度）工況 1：端電壓 U 6V，繞組銅耗 1.79W；工況 2：端電壓 U 10V耗為 4.97W。室溫為 20℃，仿真結(jié)果如圖 4-2 所示。由圖可知，當(dāng)繞組端電壓為 6V 時(shí)，電機(jī)最大溫度為 59℃，定子外表。與采用等效熱路法計(jì)算結(jié)果基本相同，誤差為 1℃。當(dāng)繞組端電壓為電機(jī)最大溫度上升到 120℃。由此可見隨著電壓增大，電機(jī)溫度急劇避免電機(jī)長(zhǎng)時(shí)間工作在較大電壓的工況下。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于雙ESO無電流傳感器的永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)磁場(chǎng)定向控制（英文）[J]. 滕青芳,崔宏偉,田杰.  Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2019(02)
[2]用于微推力測(cè)量的電磁恒力特性研究[J]. 常浩,葉繼飛,陳粵,周偉靜.  紅外與激光工程. 2019(S1)
[3]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)整定的快刀伺服控制系統(tǒng)研究[J]. 李月,丁輝,程凱.  航空精密制造技術(shù). 2019(02)
[4]基于PID算法的音圈電機(jī)位置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 汪月生,李偉.  電子科技. 2019(07)
[5]基于改進(jìn)自抗擾的快速反射鏡控制研究[J]. 魏文軍,趙雪童.  紅外技術(shù). 2018(11)
[6]一種基于PWM的音圈電機(jī)改進(jìn)控制方法[J]. 周平,呂勇,夏潤(rùn)秋,王德釗.  微特電機(jī). 2018(09)
[7]擴(kuò)展近似時(shí)間最優(yōu)伺服控制及其試驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 胡楊,滕召海,程國(guó)揚(yáng).  電機(jī)與控制應(yīng)用. 2018(09)
[8]電磁發(fā)射中導(dǎo)軌溫度時(shí)空分布規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 武曉康,魯軍勇,李玉,王剛,張永勝.  高電壓技術(shù). 2018(06)
[9]用分段等效熱路法計(jì)算電機(jī)的溫升[J]. 鄧堯強(qiáng),董江東.  電機(jī)技術(shù). 2016(04)
[10]直線音圈電機(jī)特性研究[J]. 馮曉梅,李立順,李紅勛,張大衛(wèi).  微特電機(jī). 2014(12)

碩士論文
[1]基于最優(yōu)數(shù)據(jù)深度學(xué)習(xí)的音圈電機(jī)位置伺服控制研究[D]. 陳賽男.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]含LCL濾波器的旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)伺服控制系統(tǒng)研究[D]. 武志偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]永磁同步電機(jī)無電流傳感器矢量控制系統(tǒng)研究[D]. 張信.大連理工大學(xué) 2016
[4]基于時(shí)間最優(yōu)控制策略的永磁同步電機(jī)數(shù)字控制方法研究[D]. 倪啟南.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[5]盤式繞組旋轉(zhuǎn)式音圈電機(jī)的研究[D]. 張波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3386282