直线同步电动机自抗扰控制器的优化设计
发布时间：2021-02-27 04:02
本次课题研究内容是基于国家自然科学基金项目“可控励磁直线同步电动机磁悬浮进给平台运行机理与控制策略研究”为主体,分析直线同步电动机磁悬浮进给系统的模型结构和运行机理,并针对系统在运行中所存在的问题,通过智能控制技术进行改善,具体内容如下:（1）为解决传统进给系统所存在的中间环节与摩擦问题,采取直线同步电动机磁悬浮进给系统;根据电机运行机理,在d-q同步旋转坐标系下建立数学模型,并按照课题侧重点对数学模型进行合理的简化。将系统分解为水平进给子系统和悬浮子系统,采用id=0控制策略,尽可能的弱化直线同步电动机中的磁场耦合,为水平进给子系统的分析和控制器的设计做铺垫。（2）根据直线同步电动机水平进给子系统数学模型对速度环和id、iq电流环分别设计跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈控制律,构成各自的自抗扰控制器。发扬“基于误差消除误差”的思想,实现对给定参考信号的跟踪以及将系统耦合量、外界扰动以及端部效应等作为系统的“总扰动”,并对总扰动进行估计与补偿,以此来得到最终的控制律。针对系统可能出现的高频颤振,以及误差和增...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的来源
1.2 课题的目的及意义
1.3 磁悬浮技术的发展及应用
1.4 直线同步电动机的研究现状
1.5 直线同步电动机的控制策略
1.6 本课题研究的主要内容
第2章 直线同步电动机的数学模型
2.1 直线同步电动机的结构与工作原理
2.2 直线同步电动机的数学模型
2.2.1 数学模型的简化假设
2.2.2 静止坐标-旋转坐标的转化
2.2.3 水平进给系统数学模型的搭建
2.3 直线同步电动机电磁推力耦合问题
2.4 本章小结
第3章 自抗扰控制器的设计
3.1 自抗扰控制技术
3.1.1 自抗扰控制基础
3.1.2 自抗扰控制技术的发展
3.1.3 直线同步电动机自抗扰控制原理
3.1.4 自抗扰控制器中非线性函数的选取
3.2 直线同步电动机控制系统构成
3.3 速度环自抗扰控制器的设计
3.3.1 跟踪微分器（TD）
3.3.2 扩张状态观测器（ESO）
3.3.3 非线性状态误差反馈控制律（NLSEF）
3.3.4 速度环自抗扰控制器结构仿真图
d、iq自抗扰控制器的设计"> 3.4 电流环id、iq自抗扰控制器的设计
3.4.1 跟踪微分器（TD）
3.4.2 扩张状态观测器（ESO）
3.4.3 非线性状态误差反馈控制律（NLSEF）
d、iq自抗扰控制器结构仿真图"> 3.4.4 电流环id、iq自抗扰控制器结构仿真图
3.5 非线性函数fal的改进
3.6 控制系统仿真研究
3.7 本章小结
第4章 基于粒子群算法自抗扰控制器的优化
4.1 粒子群算法对自抗扰控制器的优化
4.1.1 粒子群算法
4.1.2 粒子群算法优化流程
4.1.3 粒子更新方式的改进
4.1.4 性能指标的选取
4.1.5 粒子群算法的参数设置
4.2 基于粒子群算法的控制系统仿真研究
4.3 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于降阶观测器的高速磁浮列车无速度传感器控制算法[J]. 孙鹏琨,葛琼璇,王晓新,张波,朱进权. 中国电机工程学报. 2020(04)
[2]基于二自由度PID的混合步进伺服控制策略研究与实现[J]. 唐朝,刘健,王阳,胡佳. 电气应用. 2019(12)
[3]基于模型补偿的风力机变桨距线性自抗扰控制器设计[J]. 张吉宣,贾建芳,戴媛媛. 电机与控制应用. 2018(06)
[4]直线电机在数控机床的应用[J]. 程雪峰. 山东工业技术. 2018(12)
[5]基于扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰无源控制[J]. 吴嘉欣,朱保鹏,张懿,魏海峰. 电机与控制应用. 2018(05)
[6]自抗扰fal函数改进及在四旋翼姿态控制中的应用[J]. 陈志旺,张子振,曹玉洁. 控制与决策. 2018(10)
[7]永磁悬浮非接触回转驱动系统[J]. 孙凤,韦伟,金嘉琦,金俊杰,佟玲,岡宏一. 机械工程学报. 2017(20)
[8]可控励磁磁悬浮进给平台电磁特性的有限元分析[J]. 蓝益鹏,胡学成,陈其林,申永山. 机械工程学报. 2017(04)
[9]基于交叉模型的改进遗传算法[J]. 杨新武,杨丽军. 控制与决策. 2016(10)
[10]永磁直线同步电机端部效应补偿的扰动观测器设计与仿真[J]. 唐明,吴凯,李龙,梁得亮. 微电机. 2016(05)
硕士论文
[1]可控励磁直线同步电动机磁悬浮系统模糊控制的研究[D]. 黄洋洋.沈阳工业大学 2018
[2]可控励磁直线电动机磁悬浮控制系统的研究[D]. 胡学成.沈阳工业大学 2017
[3]可控励磁直线同步电动机伺服系统的研究[D]. 陈其林.沈阳工业大学 2017
[4]粒子群优化算法的研究与改进[D]. 薛婷.大连海事大学 2008
[5]磁悬浮平台的直线电机的电磁特性研究[D]. 肖俏伟.中南大学 2007
本文编号：3053656
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的来源
1.2 课题的目的及意义
1.3 磁悬浮技术的发展及应用
1.4 直线同步电动机的研究现状
1.5 直线同步电动机的控制策略
1.6 本课题研究的主要内容
第2章 直线同步电动机的数学模型
2.1 直线同步电动机的结构与工作原理
2.2 直线同步电动机的数学模型
2.2.1 数学模型的简化假设
2.2.2 静止坐标-旋转坐标的转化
2.2.3 水平进给系统数学模型的搭建
2.3 直线同步电动机电磁推力耦合问题
2.4 本章小结
第3章 自抗扰控制器的设计
3.1 自抗扰控制技术
3.1.1 自抗扰控制基础
3.1.2 自抗扰控制技术的发展
3.1.3 直线同步电动机自抗扰控制原理
3.1.4 自抗扰控制器中非线性函数的选取
3.2 直线同步电动机控制系统构成
3.3 速度环自抗扰控制器的设计
3.3.1 跟踪微分器（TD）
3.3.2 扩张状态观测器（ESO）
3.3.3 非线性状态误差反馈控制律（NLSEF）
3.3.4 速度环自抗扰控制器结构仿真图
d、iq自抗扰控制器的设计"> 3.4 电流环id、iq自抗扰控制器的设计
3.4.1 跟踪微分器（TD）
3.4.2 扩张状态观测器（ESO）
3.4.3 非线性状态误差反馈控制律（NLSEF）
d、iq自抗扰控制器结构仿真图"> 3.4.4 电流环id、iq自抗扰控制器结构仿真图
3.5 非线性函数fal的改进
3.6 控制系统仿真研究
3.7 本章小结
第4章 基于粒子群算法自抗扰控制器的优化
4.1 粒子群算法对自抗扰控制器的优化
4.1.1 粒子群算法
4.1.2 粒子群算法优化流程
4.1.3 粒子更新方式的改进
4.1.4 性能指标的选取
4.1.5 粒子群算法的参数设置
4.2 基于粒子群算法的控制系统仿真研究
4.3 本章小结
第5章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于降阶观测器的高速磁浮列车无速度传感器控制算法[J]. 孙鹏琨,葛琼璇,王晓新,张波,朱进权. 中国电机工程学报. 2020(04)
[2]基于二自由度PID的混合步进伺服控制策略研究与实现[J]. 唐朝,刘健,王阳,胡佳. 电气应用. 2019(12)
[3]基于模型补偿的风力机变桨距线性自抗扰控制器设计[J]. 张吉宣,贾建芳,戴媛媛. 电机与控制应用. 2018(06)
[4]直线电机在数控机床的应用[J]. 程雪峰. 山东工业技术. 2018(12)
[5]基于扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰无源控制[J]. 吴嘉欣,朱保鹏,张懿,魏海峰. 电机与控制应用. 2018(05)
[6]自抗扰fal函数改进及在四旋翼姿态控制中的应用[J]. 陈志旺,张子振,曹玉洁. 控制与决策. 2018(10)
[7]永磁悬浮非接触回转驱动系统[J]. 孙凤,韦伟,金嘉琦,金俊杰,佟玲,岡宏一. 机械工程学报. 2017(20)
[8]可控励磁磁悬浮进给平台电磁特性的有限元分析[J]. 蓝益鹏,胡学成,陈其林,申永山. 机械工程学报. 2017(04)
[9]基于交叉模型的改进遗传算法[J]. 杨新武,杨丽军. 控制与决策. 2016(10)
[10]永磁直线同步电机端部效应补偿的扰动观测器设计与仿真[J]. 唐明,吴凯,李龙,梁得亮. 微电机. 2016(05)
硕士论文
[1]可控励磁直线同步电动机磁悬浮系统模糊控制的研究[D]. 黄洋洋.沈阳工业大学 2018
[2]可控励磁直线电动机磁悬浮控制系统的研究[D]. 胡学成.沈阳工业大学 2017
[3]可控励磁直线同步电动机伺服系统的研究[D]. 陈其林.沈阳工业大学 2017
[4]粒子群优化算法的研究与改进[D]. 薛婷.大连海事大学 2008
[5]磁悬浮平台的直线电机的电磁特性研究[D]. 肖俏伟.中南大学 2007
本文编号：3053656
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3053656.html
