基于非线性扰动观测器的PMLSM控制系统研究

发布时间：2020-04-16 19:45

【摘要】：永磁直线同步电机(PMLSM)具有推力大、响应速度快、可靠性高等优点,被广泛应用于航空航天、半导体和高速自动化加工设备,与传统旋转电机相比,省去了中间传动环节,直接驱动负载,大幅度提升了效率。然而,在实际运行时PMLSM易受外部负载扰动、摩擦力和推力波动等不确定性影响,因此,PMLSM控制系统在实际应用中是一个高度非线性的时变系统。为了削弱PMLSM受不确定性的影响,提出了基于非线性扰动观测器(NDO)的自适应模糊控制和基于NDO的智能控制方法。首先,阐述了PMLSM的基本结构和工作原理,建立了含有不确定性的PMLSM动态运动方程,基于矢量控制理论建立了PMLSM矢量控制系统,并分析了PMLSM的扰动影响因素。其次,针对系统易受外部负载扰动、摩擦力和推力波动等不确定性影响,提出基于NDO的自适应模糊控制方法,通过反馈线性化控制和NDO相结合,利用反馈线性化控制器将系统线性化并保证全局稳定性,结合一种改进的NDO,取消了对不确定性变化率近似为零的限制,有效观测并补偿了不确定性。由于实际运行过程中观测器增益的选取极易导致观测误差较大,采用自适应模糊控制逼近NDO的观测误差,通过自适应律动态调整模糊规则,改善模糊控制器的性能。通过仿真实验表明基于NDO的自适应模糊控制方法有效减小了跟踪误差,增强系统的鲁棒性。最后,针对自适应模糊控制逼近NDO的观测误差时,自适应律对模糊规则的动态调整有一定的局限性,采用基于NDO的智能控制方法,引入小波神经网络(WNN)对NDO的观测误差进行动态补偿,有效改善了NDO的补偿性能,通过仿真结果表明,与基于NDO的自适应模糊控制方法相比,基于NDO的智能控制方法进一步提高了系统跟踪精度,增强系统的鲁棒性。
【图文】：

图 1.1 Park 公司研发的直线电机Fig. 1.1 Linear motor produced by Park动的机床，而到了第十二届 EMO 展览会时，相继产品，例如德国的 Trumpf 公司生产的激光机床，度最高可达 50m/s2[15]；美国英格索兰公司研发的 H、Y、Z 三轴的组合运动大幅度提升了工件加工效 EMO 展会上成为参展规模最大的展商，，发展最快的车/铣复合全套加工中心 CTX beta2000TC，该技术，通过人工数控进行控制，加工的同时可以进省时间最大可达 60%，大幅度提升了加工效率[16]。，日本大隈机械公司展出了其研发的智能复合加工机设备将高精度、高刚性和高性能等需求凝聚成一工件进行灵活的加工，无论铣削还是车削均能实现

图 1.1 Park 公司研发的直线电机Fig. 1.1 Linear motor produced by Park驱动的机床，而到了第十二届 EMO 展览会时，相继出现的产品，例如德国的 Trumpf 公司生产的激光机床，最高速度最高可达 50m/s2[15]；美国英格索兰公司研发的 HV X、Y、Z 三轴的组合运动大幅度提升了工件加工效率的 EMO 展会上成为参展规模最大的展商，发展最快，新款的车/铣复合全套加工中心 CTX beta2000TC，该设备制技术，通过人工数控进行控制，加工的同时可以进行编节省时间最大可达 60%，大幅度提升了加工效率[16]。在上，日本大隈机械公司展出了其研发的智能复合加工机 M，该设备将高精度、高刚性和高性能等需求凝聚成一台终对工件进行灵活的加工，无论铣削还是车削均能实现最
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP273;TM341

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本文编号：2629959