基于线性矩阵不等式的永磁直线同步电机的滑模控制

发布时间：2018-02-21 06:34

  本文关键词： 永磁直线同步电机 线性矩阵不等式 滑模控制 抖振现象 H_∞鲁棒控制　出处：《沈阳工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：永磁直线同步电机适用于各种需要作直线运动的机械设备,在军事、交通运输、工厂加工、自动化系统中得到了广泛的应用。但是因其特殊的结构、耦合性、非线性、易受负载扰动等复杂的特点,其数学模型难以建立,这对能够实现系统技术、经济指标的控制系统提出了更高的要求。基于快速动态响应、能抑制外部干扰以及对参数变化不敏感等特性,滑模控制(SMC)是一种可以有效控制伺服电机速度及位置的控制方法。因此本文提出了基于线性矩阵不等式(LMI)的滑模控制方法和基于线性矩阵不等式的滑模H_∞鲁棒控制方法,保证了直线电机较好的跟踪精度和较强的鲁棒性,并且有效地消除了抖振现象,研究过程中的具体工作如下:首先,分析了永磁直线同步电机的结构,并且总结了永磁直线同步电机的工作原理,利用坐标变化,建立了永磁直线同步电机的d-q轴数学模型。然后,在了解滑模控制基本原理和线性矩阵不等式优化方法的前提下,提出了一种基于LMI的永磁直线同步电机的滑模控制的控制方法,这种方法结合了线性矩阵不等式方法,优化了滑模面和反馈增益。可以有效地减小抖振和提高系统跟踪精度。利用MATLAB软件对这种控制方法进行仿真,与直线电机的传统滑模控制相比较,这种方法具有较高的跟踪精度,并且有效地减弱了抖振现象。最后,提出了基于LMI的永磁直线同步电机的滑模H_∞鲁棒控制,这种方法结合了滑模控制和H_∞鲁棒状态反馈控制,利用线性矩阵不等式优化了反馈增益和滑模面,将问题转化为线性矩阵不等式的优化问题,通过对控制系统的仿真,验证了这种方法可以在保证系统的跟着踪精度和消除抖振现象的同时,兼顾了系统的鲁棒稳定性。
[Abstract]:Permanent magnet linear synchronous motor (PMLSM) is widely used in military, transportation, factory processing and automation systems because of its special structure, coupling and nonlinearity. It is difficult to establish its mathematical model because of its complex characteristics such as easy to be disturbed by load, which puts forward higher requirements for the control system which can realize the technical and economic indexes of the system. It can suppress external interference and be insensitive to parameter changes. Sliding mode control (SMC) is a kind of control method which can effectively control the speed and position of servo motor. Therefore, a sliding mode control method based on linear matrix inequality (LMI) and a sliding mode H鈭，

本文编号：1521272