本文關(guān)鍵詞：自適應(yīng)魯棒控制及其在永磁同步直線電機上的應(yīng)用

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【摘要】：雙工件臺光刻機采用宏微驅(qū)動的方式,以達(dá)到整個系統(tǒng)對速度和精度的要求,作為宏動臺的執(zhí)行機構(gòu)—永磁同步直線電機(PMLM),主要負(fù)責(zé)大行程的直線運動,其定位精度要求達(dá)到微米級。但是由于直線電機特殊的結(jié)構(gòu)特點,在控制中存在的主要問題有:參數(shù)不確定性、模型不確定性和各種非線性干擾力的影響。為了達(dá)到要求的控制性能,必須對以上問題進(jìn)行解決。因此本文選用了自適應(yīng)魯棒控制方法,然后通過仿真驗證了其控制效果,使系統(tǒng)的跟蹤性能和抗擾性都得到了提高。首先,闡述了永磁同步直線電機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,正是由于其開斷的結(jié)構(gòu)特點也帶來了邊端效應(yīng)這種非線性干擾力。然后對其dq軸數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo),得到了推力方程,因此可以通過控制電流來完成對永磁同步直線電機的控制。接著對直線電機受到的最主要非線性力—定位力做了詳細(xì)闡述,獲得了其理想的數(shù)學(xué)模型。最后在前面基礎(chǔ)上建立了直線電機數(shù)學(xué)模型。其次,針對直線電機存在的參數(shù)不確定性問題選用了自適應(yīng)控制方法,這樣控制器的參數(shù)并不是固定不變的,可以采用參數(shù)自適應(yīng)律對未知參數(shù)進(jìn)行在線辨識,從而更新控制器。由于電機模型的相對階大于1,需要采用反步法的思想進(jìn)行設(shè)計。因此首先闡述了反步法的設(shè)計思路,然后分析了自適應(yīng)控制的基本原理,結(jié)合反推法得到了自適應(yīng)反步法的設(shè)計過程。最后針對實際模型進(jìn)行了控制設(shè)計和仿真驗證。再次,針對自適應(yīng)控制存在的不足,闡述了確定性魯棒控制思想,并進(jìn)行了MATLAB仿真,驗證其可以有效的抑制各種干擾的存在。為了綜合兩種控制方法的優(yōu)點,提出了自適應(yīng)魯棒控制方法,將其應(yīng)用到直線電機上,通過仿真可以得到其跟蹤性能和抗擾性都得到了提高。最后,針對實際應(yīng)用中由于測量噪聲的存在會對控制器中參數(shù)自適應(yīng)律部分和自適應(yīng)模型補償部分造成影響,從而影響控制器的控制效果。為此提出了基于期望補償?shù)淖赃m應(yīng)魯棒的思想,用期望軌跡作為反饋回歸量,控制器的其它部分與自適應(yīng)魯棒一樣,最后經(jīng)過MATLAB仿真,證明了其可以很好地抑制測量噪聲的影響。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM359.4;TP273

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