双直线电机驱动的H型平台自适应模糊滑模控制

发布时间：2018-03-09 05:04

  本文选题：H型定位平台　切入点：永磁直线同步电机　出处：《沈阳工业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目前,数控机床的重要研究方向为高速度及高精度,本文的研究目的就是设计一个高精度、高速度的精密智能控制系统,以达到H型定位平台各轴之间的精密定位控制以及双直线电机间的有效的同步控制的目的。本文采用的直接驱动H型定位平台是由三台永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)所组成,其中Y轴是由两台平行安装在导轨上的PMLSM构成,X轴由一台PMLSM坐落在横梁上构成。由于双直线电机有着不同的机械特性,又单轴与双直线电机间存在机械耦合的相互作用,因此就会产生同步误差,那么本课题的重要难点在于对直接驱动H型定位平台的双直线电机的同步控制,已达到H型精密运动平台各轴间的精确定位控制。首先,通过查阅大量国内外的参考文献,论述了永磁直线电机驱动的H型定位平台近些年来国内外的发展现状及发展前景,同时论述了永磁直线同步电机的主要控制方法。并针对直接驱动H型定位平台,采用拉格朗日的方法建立数学模型,对系统分析其同动误差及控制精度。其次,针对系统运行时会出现负载扰动、双轴间参数不匹配及机械耦合等问题,影响了控制系统同步控制上的跟踪精度、跟踪误差以及同动误差,本文设计了自适应反演控制器,实现了永磁直线同步电机的抗扰动性及快速跟踪响应性。同时为了提高系统的稳态误差,设计了积分反演控制器,并提出了RBF网络观测器对扰动项进行在线估计,提高了系统的响应特性以及抗干扰能力。对控制器的设计,满足其在数控技术领域内高精度及高速度的控制要求。运用仿真软件Matlab/Simulink对所设计的同步控制器进行建模与仿真分析。最后,设计基于自适应模糊滑模补偿控制器的控制系统,进一步改善系统的同步误差,该方法应用了自适应律切换函数和模糊逼近理论,通过对系统选择一个最优的模糊系统,对其进行仿真,缩小了系统的同步误差,改善了系统的跟踪精度。双轴间采用模糊控制与滑模控制相结合的模糊滑模同步控制器,并采用模糊控制对切换控制项做改进,对改进后的模糊滑模控制器的调节量选值问题,应用李雅普诺夫稳定性判定定理设计了最优量的自适应律,组成了自适应模糊滑模同步控制器。该控制方法将滑模变结构与自适应模糊控制组合在一起,一定程度上提高了控制系统的同步控制性能,有效减小了系统斗振,运用仿真软件Matlab/Simulink对所设计的同步控制器进行搭建与仿真分析,证实了自适应模糊滑模控制系统具有较高的同步控制精度。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM341;TP273

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本文编号：1587084