本文關(guān)鍵詞：基于人工勢場的多電機(jī)同步控制及其應(yīng)用研究

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【摘要】：近年來,關(guān)于多電機(jī)同步控制的研究受到越來越多的關(guān)注,同時,多電機(jī)同步控制已廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,不僅解決了諸多工程中的實際問題,而且獲得了很大的經(jīng)濟(jì)效益。然而,多電機(jī)同步系統(tǒng)是一個多變量、非線性的模型,因此對系統(tǒng)的控制策略提出了更高的要求。群集運動控制理論作為模擬自然界生物的智能算法,具有穩(wěn)定性好、容錯性強(qiáng)等顯著特點,其在多智能體運動控制上表現(xiàn)出的優(yōu)良同步性能值得我們關(guān)注。論文圍繞著以尋找一種新的多電機(jī)同步策略和提高系統(tǒng)的同步性與魯棒性這兩個核心問題,從理論分析,算法設(shè)計,試驗仿真等方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)和深入的研究。論文的主要研究內(nèi)容如下:在廣泛查閱了國內(nèi)外關(guān)于多電機(jī)同步控制理論研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,分析了多電機(jī)同步控制的方法及目前存在的問題�？紤]到群集運動控制能產(chǎn)生較好整體同步效應(yīng),對其中的人工勢場法在多智能體控制中的研究應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié),指出人工勢場法是群集運動控制中解決多電機(jī)同步控制問題的有效方式。針對多電機(jī)同步控制問題,給出了電機(jī)的引力場、斥力場和合力場,設(shè)計了一種傳統(tǒng)的電機(jī)人工勢場控制器。該控制算法利用領(lǐng)導(dǎo)者電機(jī)對跟隨者電機(jī)的引力與斥力作用,使跟隨電機(jī)保持同步運轉(zhuǎn),從一個新的思路探討了多電機(jī)同步控制器的設(shè)計,實現(xiàn)了群集控制與多電機(jī)同步控制的有機(jī)結(jié)合。針對傳統(tǒng)的電機(jī)人工勢場控制器難以滿足由負(fù)載擾動引起的多電機(jī)實時的同步運轉(zhuǎn),提出了具有相鄰吸引力的人工勢場多電機(jī)同步控制方法,增加相鄰跟隨電機(jī)之間的引力作用,使各個跟隨電機(jī)之間有直接的聯(lián)系,該算法可以有效地減弱由負(fù)載擾動引起的不同步時間。針對提高多電機(jī)魯棒同步問題,給出了多電機(jī)的群集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖,引入有向圖中的相互作用函數(shù),并結(jié)合滑模變結(jié)構(gòu)具有與系統(tǒng)的參數(shù)攝動、外部擾動無關(guān)的強(qiáng)魯棒性特點,設(shè)計了基于人工勢場與滑模變結(jié)構(gòu)相結(jié)合的多電機(jī)同步控制器,用李雅普諾夫函數(shù)證明了該控制器的穩(wěn)定性,保證了電機(jī)參數(shù)變化時,多電機(jī)仍然能夠同步運轉(zhuǎn)。
【關(guān)鍵詞】：同步控制 群集運動控制 人工勢場 滑模變結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM301.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 多電機(jī)同步控制技術(shù)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 非耦合控制方式12-13
• 1.2.2 耦合控制方式13-14
• 1.3 人工勢場控制國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4 本文研究的主要工作及內(nèi)容安排18-20
• 第二章 多電機(jī)同步控制及預(yù)備知識20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 多電機(jī)同步控制技術(shù)概述20-24
• 2.2.1 多電機(jī)同步控制策略21-24
• 2.3 群集控制24-25
• 2.4 圖論的相關(guān)知識25-28
• 2.5 滑模變結(jié)構(gòu)的基本理論28-31
• 2.5.1 滑模變結(jié)構(gòu)的設(shè)計目標(biāo)28-29
• 2.5.2 滑動模態(tài)的存在性29-30
• 2.5.3 滑動模態(tài)的可達(dá)性30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于人工勢場的多電機(jī)同步控制32-48
• 3.1 引言32
• 3.2 人工勢場法32-35
• 3.2.1 引力勢場函數(shù)33
• 3.2.2 斥力勢場函數(shù)33-34
• 3.2.3 合力勢場函數(shù)34
• 3.2.4 人工勢場法在編隊控制中的應(yīng)用34-35
• 3.3 基于人工勢場的多電機(jī)同步控制35-41
• 3.3.1 電機(jī)的傳統(tǒng)人工勢場模型36-39
• 3.3.2 改進(jìn)的具有相鄰引力的人工勢場39-40
• 3.3.3 基于人工勢場的多電機(jī)控制器40-41
• 3.4 仿真分析41-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第四章 集成人工勢場與滑模變結(jié)構(gòu)的多電機(jī)同步控制器48-65
• 4.1 引言48
• 4.2 多電機(jī)的群集拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖48-51
• 4.3 人工勢場控制器51-52
• 4.4 人工勢場與滑模變結(jié)構(gòu)相結(jié)合的多電機(jī)同步控制52-57
• 4.5 仿真分析57-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第五章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 全文總結(jié)65-66
• 5.2 研究展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀學(xué)位期間主要的研究成果71-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1001185