本文選題：直線電機(jī) + 核嶺回歸��； 參考：《福州大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：在許多工業(yè)控制領(lǐng)域中,常常需要控制被控對(duì)象做直線運(yùn)動(dòng),但是由于直線驅(qū)動(dòng)裝置發(fā)展還不成熟,使得不得不通過(guò)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)機(jī)械變換來(lái)獲得直線運(yùn)動(dòng)。直線電機(jī)可以直接實(shí)現(xiàn)直線驅(qū)動(dòng),而無(wú)需中間機(jī)械轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),因此具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。然而也是因?yàn)闆]有中間環(huán)節(jié),使得負(fù)載擾動(dòng)、參數(shù)攝動(dòng)以及推力波動(dòng)等不確定性,無(wú)任何緩沖或削弱環(huán)節(jié),都直接作用到電機(jī)上,將影響系統(tǒng)的伺服性能,難以實(shí)現(xiàn)高精度高速的伺服驅(qū)動(dòng)要求。內(nèi)�？刂埔云浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)直觀簡(jiǎn)便、在線調(diào)節(jié)參數(shù)少以及調(diào)整方針明確等特點(diǎn)在工業(yè)控制領(lǐng)域獲得大量應(yīng)用。然而傳統(tǒng)內(nèi)�？刂拼嬖谥鴥�(nèi)模精度差、內(nèi)模和控制器無(wú)法實(shí)現(xiàn)良好匹配等缺點(diǎn),無(wú)法實(shí)現(xiàn)直線電機(jī)的高精度跟蹤控制。本文針對(duì)直線電機(jī)伺服系統(tǒng)對(duì)魯棒性和抗干擾能力的要求,在經(jīng)典內(nèi)�？刂评碚摰幕A(chǔ)上,設(shè)計(jì)新型的內(nèi)�？刂葡到y(tǒng)。本文所設(shè)計(jì)的內(nèi)模控制具有如下兩個(gè)特點(diǎn)：第一,以核嶺回歸方法建立永磁同步直線電機(jī)的動(dòng)態(tài)模型作為內(nèi)�？刂葡到y(tǒng)的內(nèi)模,進(jìn)而通過(guò)分析內(nèi)模的結(jié)構(gòu),將對(duì)逆�？刂破鞯那笕∵^(guò)程轉(zhuǎn)換為對(duì)非線性方程根的求取過(guò)程,以弦截法迭代來(lái)實(shí)現(xiàn),這樣可使得內(nèi)模和逆�？刂破髂軌颢@得很高的匹配精度,并對(duì)非線性內(nèi)�？刂葡到y(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性及穩(wěn)態(tài)誤差分析。仿真結(jié)果顯示,對(duì)比傳統(tǒng)的基于采樣數(shù)據(jù)來(lái)直接構(gòu)造逆�？刂破鞯膬�(nèi)模控制方法,所提出的算法具有更好魯棒性和更高的控制精度,并對(duì)階躍輸入信號(hào)實(shí)現(xiàn)無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤。第二,由于直線電機(jī)直驅(qū)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),當(dāng)直線電機(jī)跟蹤周期性輸入信號(hào)時(shí),由端部效應(yīng)造成的與直線電機(jī)位移相關(guān)的周期性的推力波動(dòng)以及建模誤差會(huì)降低系統(tǒng)的伺服性能。針對(duì)這一問(wèn)題,依據(jù)第四章所得出的結(jié)論：跟蹤誤差與內(nèi)模和被控對(duì)象的匹配精度直接相關(guān),在第五章將推力波動(dòng)以及建模誤差均看作內(nèi)模與被控對(duì)象的不匹配度,進(jìn)而設(shè)計(jì)了基于重復(fù)控制原理的補(bǔ)償器加入到原有的內(nèi)模控制系統(tǒng)中,對(duì)之進(jìn)行補(bǔ)償。仿真結(jié)果表明,這種控制方案有效地提高了內(nèi)�？刂葡到y(tǒng)對(duì)于周期性輸入信號(hào)的跟蹤精度。
[Abstract]:In many industrial control fields, it is often necessary to control the controlled object to make straight line motion, but the linear drive device is still immature, so it is necessary to obtain linear motion through mechanical transformation of rotating motor. Linear motor can directly realize linear drive without intermediate mechanical conversion link, so it has many unique advantages. However, because there is no intermediate link, the uncertainties such as load disturbance, parameter perturbation and thrust fluctuation, without any buffer or weakening link, all act directly on the motor, which will affect the servo performance of the system. It is difficult to achieve high precision and high speed servo drive. Internal model control (IMC) has been widely used in industrial control field because of its simple structure, simple design, less on-line adjustment parameters and clear adjustment policy. However, the traditional internal model control has some shortcomings, such as poor precision of internal model, bad matching between internal model and controller, and the high precision tracking control of linear motor. Based on the classical internal model control theory, a new type of internal model control system is designed to meet the requirements of robustness and anti-interference ability of linear motor servo system. The internal model control designed in this paper has the following two characteristics: first, the dynamic model of permanent magnet synchronous linear motor (PMSM) is established by using the Kernel regression method as the internal model of the internal model control system, and then the structure of the internal model is analyzed. In this paper, the inverse mode controller is transformed into the solution of the root of the nonlinear equation, which is iterated by the chord section method, so that the internal model and the inverse model controller can obtain high matching accuracy. The stability and steady-state error of nonlinear internal model control system are analyzed. The simulation results show that compared with the traditional internal model control method based on sampling data, the proposed algorithm has better robustness and higher control accuracy, and realizes unsteady error tracking of step input signal. Secondly, due to the structural characteristics of linear motor direct drive, when linear motor tracks periodic input signal, the periodic thrust fluctuation caused by end effect and modeling error will reduce the servo performance of the system. According to the conclusion of Chapter 4, the tracking error is directly related to the matching accuracy of the internal model and the controlled object. In Chapter 5, the thrust fluctuation and the modeling error are regarded as the mismatch between the internal model and the controlled object. Furthermore, a compensator based on the principle of repetitive control is designed to be added to the original internal model control system to compensate it. The simulation results show that this control scheme can effectively improve the tracking accuracy of the internal model control system for periodic input signals.
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM359.4

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本文編號(hào)：1821008