永磁電機(jī)的高功率密度使其在交流伺服系統(tǒng)中有越來越廣泛的應(yīng)用。許多交流伺服的應(yīng)用場合中,負(fù)載的慣量會(huì)隨時(shí)間或工況發(fā)生較大的改變,大大增加了伺服控制難度。為提高負(fù)載慣量變化的永磁電機(jī)控制系統(tǒng)的參數(shù)適應(yīng)性和魯棒性,本文基于模型參考自適應(yīng)控制,在提高響應(yīng)的快速性、魯棒性和參數(shù)適應(yīng)性等方面進(jìn)行深入研究。建立了交流永磁電機(jī)系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的數(shù)學(xué)模型;提出一種位置環(huán)的前饋復(fù)合控制方案,提高了位置響應(yīng)的速度,優(yōu)化了位置響應(yīng)的動(dòng)態(tài)性能;建立了轉(zhuǎn)速、位置環(huán)路帶寬與轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的關(guān)系,分析了慣量變化對(duì)轉(zhuǎn)速、位置控制效果的影響,總結(jié)了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變化下控制性能的影響效果以及控制器的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。針對(duì)慣量變化引入的位置響應(yīng)超調(diào)和振蕩,采用了一種強(qiáng)魯棒性的模型參考自適應(yīng)位置控制策略,不依賴電機(jī)機(jī)械參數(shù)精確建模,在負(fù)載慣量發(fā)生大范圍變化時(shí)仍能保持較好的控制性能;提出了對(duì)傳統(tǒng)算法的兩點(diǎn)改進(jìn),通過引入前饋部分改善了傳統(tǒng)算法的動(dòng)態(tài)性能,并在控制回路中加入比例-微分校正控制獲得良好的控制效果;在不同算法下進(jìn)行了變慣量階躍響應(yīng)仿真,并提取了不同控制策略下階躍響應(yīng)的性能指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析,驗(yàn)證了所提算法的有效性。針對(duì)轉(zhuǎn)速控制的魯棒性要求,提出了...

【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)】：86 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的意義和目的
    1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析
        1.2.1 變慣量負(fù)載伺服控制策略發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 模型參考自適應(yīng)控制發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.3 交流伺服自整定發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 國內(nèi)外文獻(xiàn)綜述的簡析
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 負(fù)載慣量變化對(duì)永磁同步電機(jī)系統(tǒng)控制性能的影響
    2.1 引言
    2.2 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
    2.3 交流伺服系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型及控制器的設(shè)計(jì)
        2.3.1 電流環(huán)數(shù)學(xué)模型及反饋解耦控制器的設(shè)計(jì)
        2.3.2 轉(zhuǎn)速環(huán)數(shù)學(xué)模型及反控制器的設(shè)計(jì)
        2.3.3 位置環(huán)數(shù)學(xué)模型及前饋復(fù)合控制器的設(shè)計(jì)
    2.4 慣量變化對(duì)永磁同步電機(jī)控制性能的影響
        2.4.1 慣量變化對(duì)轉(zhuǎn)速控制性能的影響
        2.4.2 慣量變化對(duì)位置控制性能的影響
    2.5 本章總結(jié)
第3章 變慣量負(fù)載PMSM系統(tǒng)的MIT-MRAC位置控制
    3.1 引言
    3.2 變慣量負(fù)載PMSM系統(tǒng)MIT-MRAC控制器設(shè)計(jì)
        3.2.1 MIT-MRAC控制原理
        3.2.2 離散MIT-MRAC自適應(yīng)律的設(shè)計(jì)
    3.3 變慣量負(fù)載PMSM系統(tǒng)MIT-MRAC改進(jìn)控制器設(shè)計(jì)
        3.3.1 參考模型的選取
        3.3.2 離散MIT-MRAC位置控制器設(shè)計(jì)
        3.3.3 MIT-MRAC位置控制器的兩點(diǎn)改進(jìn)
    3.4 變慣量位置響應(yīng)仿真控制性能比較
        3.4.1 負(fù)載慣量與電機(jī)慣量比為5:1位置階躍響應(yīng)仿真
        3.4.2 負(fù)載慣量與電機(jī)慣量比為10:1下位置階躍響應(yīng)仿真
        3.4.3 負(fù)載慣量與電機(jī)慣量比為15:1下位置階躍響應(yīng)仿真
    3.5 變慣量階躍響應(yīng)性能指標(biāo)分析
        3.5.1 傳統(tǒng)MIT-MRAC控制性能指標(biāo)
        3.5.2 帶微分前饋的MRAC-PD控制效果
    3.6 本章總結(jié)
第4章 變慣量負(fù)載PMSM系統(tǒng)誤差MRAC轉(zhuǎn)速控制
    4.1 引言
    4.2 誤差MRAC控制器的設(shè)計(jì)
        4.2.1 誤差MRAC控制器原理
        4.2.2 誤差參考模型MRAC自適應(yīng)補(bǔ)償方法設(shè)計(jì)
        4.2.3 誤差參考模型MRAC控制器參數(shù)化分析
    4.3 NAMRC與 MRAC變慣量控制效果分析
        4.3.1 變慣量控制效果對(duì)比分析
        4.3.2 負(fù)載抗擾性對(duì)比分析
        4.3.3 正弦跟蹤效果對(duì)比分析
    4.4 誤差參考模型Lyapunov-MRAC位置控制效果仿真分析
        4.4.1 慣量增加的階躍響應(yīng)運(yùn)動(dòng)軌跡分析
        4.4.2 慣量減小的階躍響應(yīng)運(yùn)動(dòng)軌跡分析
    4.5 本章總結(jié)
第5章 基于參數(shù)辨識(shí)的PMSM自適應(yīng)位置控制
    5.1 引言
    5.2 基于任意加減速指令的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)方法
        5.2.1 基于任意加減速運(yùn)動(dòng)軌跡FFLS轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)
        5.2.2 電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)FFLS辨識(shí)結(jié)果的影響
        5.2.3 采樣周期對(duì)FFLS辨識(shí)的影響
    5.3 基于最大帶寬約束的位置環(huán)優(yōu)化自整定方案
        5.3.1 已知轉(zhuǎn)動(dòng)慣量下的參數(shù)自整定方案
        5.3.2 基于位置環(huán)增益的最大帶寬約束的自整定方案
    5.4 基于最大帶寬約束的半離線自整定方案
    5.5 本章總結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]基于雙參數(shù)模型參考自適應(yīng)的感應(yīng)電機(jī)無速度傳感器矢量控制低速性能 [J]. 尹忠剛,劉靜,鐘彥儒,楊立周.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(07)
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博士論文
[1]永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)幾類自適應(yīng)控制策略研究[D]. 喬峰.山東大學(xué). 2018
[2]一類伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)與控制關(guān)鍵技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D]. 王志宏.南京理工大學(xué). 2015
[3]交流伺服系統(tǒng)自調(diào)整技術(shù)研究[D]. 覃海濤.華中科技大學(xué). 2011

碩士論文
[1]基于慣量辨識(shí)的永磁同步電機(jī)自適應(yīng)控制策略研究[D]. 陳磊.浙江大學(xué). 2017
[2]具有參數(shù)自整定功能的交流伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 許慶.哈爾濱工業(yè)大學(xué). 2015
[3]基于波波夫超穩(wěn)定理論的超聲波電機(jī)MRAC控制研究[D]. 沈曉茜.河南科技大學(xué). 2014



本文編號(hào)：3549050