永磁直线同步电动机伺服系统鲁棒自适应时滞控制
发布时间：2022-02-08 11:52
永磁直线同步电动机（PMLSM）具有响应速度快、精度高、结构简单等优点,在伺服控制、数控加工等领域得到了广泛应用。然而由于省去了中间的传动机构,使得PMLSM易受摩擦力、参数变化、外部扰动、未建模动态等不确定性因素影响,难以实现高精度伺服控制,本课题对PMLSM伺服系统的控制问题进行了以下研究:首先,介绍了PMLSM的基本结构和工作原理,建立了含有不确定性因素的PMLSM动态数学模型,分析了PMLSM中不确定性因素产生原因及其对系统控制精度的影响。阐述了时滞控制（TDC）的基本原理,为采用TDC方案奠定了理论基础。然后,针对PMLSM伺服控制系统中存在较大跟踪误差影响伺服控制精度的问题,提出了一种TDC方案。通过在系统中引入时滞环节,设计了时滞控制器。采用时滞控制器来抑制不确定性因素对系统影响,不仅简化了系统的控制结构,还提高了系统的鲁棒性能和跟踪性能,并且通过系统仿真验证了该方案的有效性。最后,时滞控制器虽然有效抑制了不确定性因素对系统的影响,但是存在固定增益控制以及不能抑制不连续的非线性不确定性因素对系统影响等缺陷,为此采用滑模控制和自适应控制相结合设计了鲁棒自适应控制增益,然后通...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高精度五轴加工中心VERSA825Fig.1.1Highprecisionfive-axisprocessingcenterVERSA825
第1章绪论3MODELF数控系统，该系统不仅推进了与高档机型的“无缝化”接轨，还具备控制工件自动化装卸的新功能，同时可提高运转率，并且支持最新的I/O网络连接。在CIMT2015机床展上，瑞士费尔曼公司展出高精度五轴加工中心VERSA825如图1.1所示，该加工中心的主要特点是非常适合对难加工材料进行铣削。近年来，随着伺服加工、精密仪器、机器人等领域对高档数控机床在高精度加工方面需求地不断攀升，推动了复合加工、多轴联动等技术迅速发展。数控机床及制造设备在高效化、自动化、数字化和智能化等方面不断得到提高[17]。2017年，在德国汉诺威机床展览会上，德国DMGMORI集团开发的万能切削加工中心CTX2500如图1.2所示，采用模块化的机床结构，其切削直径范围可达200至600mm，其车削长度可达335至2000mm。数控机床做为现代工业基石，已然成为航空航天、核能、船舶制造等重工业以及仪器加工等精密工业最重要的工具之一。把提高数控系统的可靠性、实用化作为前提，以易于联网和集成当做目标，注重单元技术的探索和完善，数控机床正在向高精度、高速度、高柔性的方向不断发展[18]。图1.1高精度五轴加工中心VERSA825Fig.1.1Highprecisionfive-axisprocessingcenterVERSA825图1.2万能切削加工中心CTX2500Fig.1.2UniversalcuttingcenterCTX2500与国外相比，我国在直线电机研究方面起步较晚。在70年代初期，浙江大学、
崃⑹郊庸ぶ?心如图1.3所示，其工作台尺寸为700mm×500mm，X/Y/Z轴行程分别为600/750/450mm，主轴最高转速达12000r/min。在2019年第十六届中国国际机床展览会上，巨浪凯龙机床有限公司推出VDZ100DS舍勒双主轴车削中心如图1.4所示，该车削中心在同一加工区内配置两个主轴，同步加工两个相同的工件，另外两个主轴分别配置两个独立床身，而且车身采用了聚合物复合材料，具有很好的振动阻尼和动态特性。江苏哈博精密机械科技有限公司展出Hard100硬车削机床如图1.5所示，该机床主轴最高转速度为5000r/min，定位精度为±1μm。图1.3i5M8智能多轴立式加工中心Fig.1.3Smartmulti-axisverticalprocessingcenterofi5M8
【参考文献】：
期刊论文
[1]同步磁阻电机模型参考自适应法无位置传感器控制[J]. 杨旭东,王云冲,沈建新. 电机与控制学报. 2019(11)
[2]基于模型参考自适应的永磁同步电机矢量控制[J]. 李梦瑶,孙逢春,何洪文. 测试技术学报. 2019(04)
[3]基于模型参考自适应的异步电机转速辨识新方法研究[J]. 江松秦,董绍江,蔡巍巍,胡宇,王燕,张潇汀. 组合机床与自动化加工技术. 2019(06)
[4]永磁直线电动机结构及研究发展综述[J]. 卢琴芬,沈燚明,叶云岳. 中国电机工程学报. 2019(09)
[5]基于积分滑模的永磁直线同步电动机直接推力控制[J]. 原浩,赵希梅. 电工技术学报. 2019(03)
[6]五轴联动铣削复杂曲面表面粗糙度研究[J]. 陈冲,尹韶辉,杨婷,周飞轮. 组合机床与自动化加工技术. 2017(07)
[7]直线电机技术在轨道交通中的应用[J]. 郭燕强,尹志春. 机械工程与自动化. 2017(03)
[8]永磁同步电机矢量控制系统仿真研究[J]. 郎宝华,康标,孙鲁艳. 计算机与数字工程. 2017(03)
[9]基于反函数自校正法的飞机刹车伺服系统研究[J]. 刘文胜,白璐,马运柱,陈梦樵. 计算机仿真. 2016(10)
[10]直线电机的应用现状及发展趋势研究[J]. 王会永,周保华,李向男,郑海鹏,李秋诚,韩道平. 微电机. 2016(09)
硕士论文
[1]基于速度规划的永磁直线伺服系统自适应反推滑模控制[D]. 吴勇慷.沈阳工业大学 2018
[2]永磁直线同步电机无位置传感器控制研究[D]. 赵志洪.中国计量学院 2015
[3]永磁直线同步电机设计与推力波动抑制研究[D]. 王欢.沈阳工业大学 2015
[4]永磁直线同步电机无传感器控制技术的基础研究[D]. 刘莹.哈尔滨工业大学 2010
[5]具有未建模动态系统的自适应控制[D]. 彭昕.西南交通大学 2010
本文编号：3615018
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高精度五轴加工中心VERSA825Fig.1.1Highprecisionfive-axisprocessingcenterVERSA825
第1章绪论3MODELF数控系统，该系统不仅推进了与高档机型的“无缝化”接轨，还具备控制工件自动化装卸的新功能，同时可提高运转率，并且支持最新的I/O网络连接。在CIMT2015机床展上，瑞士费尔曼公司展出高精度五轴加工中心VERSA825如图1.1所示，该加工中心的主要特点是非常适合对难加工材料进行铣削。近年来，随着伺服加工、精密仪器、机器人等领域对高档数控机床在高精度加工方面需求地不断攀升，推动了复合加工、多轴联动等技术迅速发展。数控机床及制造设备在高效化、自动化、数字化和智能化等方面不断得到提高[17]。2017年，在德国汉诺威机床展览会上，德国DMGMORI集团开发的万能切削加工中心CTX2500如图1.2所示，采用模块化的机床结构，其切削直径范围可达200至600mm，其车削长度可达335至2000mm。数控机床做为现代工业基石，已然成为航空航天、核能、船舶制造等重工业以及仪器加工等精密工业最重要的工具之一。把提高数控系统的可靠性、实用化作为前提，以易于联网和集成当做目标，注重单元技术的探索和完善，数控机床正在向高精度、高速度、高柔性的方向不断发展[18]。图1.1高精度五轴加工中心VERSA825Fig.1.1Highprecisionfive-axisprocessingcenterVERSA825图1.2万能切削加工中心CTX2500Fig.1.2UniversalcuttingcenterCTX2500与国外相比，我国在直线电机研究方面起步较晚。在70年代初期，浙江大学、
崃⑹郊庸ぶ?心如图1.3所示，其工作台尺寸为700mm×500mm，X/Y/Z轴行程分别为600/750/450mm，主轴最高转速达12000r/min。在2019年第十六届中国国际机床展览会上，巨浪凯龙机床有限公司推出VDZ100DS舍勒双主轴车削中心如图1.4所示，该车削中心在同一加工区内配置两个主轴，同步加工两个相同的工件，另外两个主轴分别配置两个独立床身，而且车身采用了聚合物复合材料，具有很好的振动阻尼和动态特性。江苏哈博精密机械科技有限公司展出Hard100硬车削机床如图1.5所示，该机床主轴最高转速度为5000r/min，定位精度为±1μm。图1.3i5M8智能多轴立式加工中心Fig.1.3Smartmulti-axisverticalprocessingcenterofi5M8
【参考文献】：
期刊论文
[1]同步磁阻电机模型参考自适应法无位置传感器控制[J]. 杨旭东,王云冲,沈建新. 电机与控制学报. 2019(11)
[2]基于模型参考自适应的永磁同步电机矢量控制[J]. 李梦瑶,孙逢春,何洪文. 测试技术学报. 2019(04)
[3]基于模型参考自适应的异步电机转速辨识新方法研究[J]. 江松秦,董绍江,蔡巍巍,胡宇,王燕,张潇汀. 组合机床与自动化加工技术. 2019(06)
[4]永磁直线电动机结构及研究发展综述[J]. 卢琴芬,沈燚明,叶云岳. 中国电机工程学报. 2019(09)
[5]基于积分滑模的永磁直线同步电动机直接推力控制[J]. 原浩,赵希梅. 电工技术学报. 2019(03)
[6]五轴联动铣削复杂曲面表面粗糙度研究[J]. 陈冲,尹韶辉,杨婷,周飞轮. 组合机床与自动化加工技术. 2017(07)
[7]直线电机技术在轨道交通中的应用[J]. 郭燕强,尹志春. 机械工程与自动化. 2017(03)
[8]永磁同步电机矢量控制系统仿真研究[J]. 郎宝华,康标,孙鲁艳. 计算机与数字工程. 2017(03)
[9]基于反函数自校正法的飞机刹车伺服系统研究[J]. 刘文胜,白璐,马运柱,陈梦樵. 计算机仿真. 2016(10)
[10]直线电机的应用现状及发展趋势研究[J]. 王会永,周保华,李向男,郑海鹏,李秋诚,韩道平. 微电机. 2016(09)
硕士论文
[1]基于速度规划的永磁直线伺服系统自适应反推滑模控制[D]. 吴勇慷.沈阳工业大学 2018
[2]永磁直线同步电机无位置传感器控制研究[D]. 赵志洪.中国计量学院 2015
[3]永磁直线同步电机设计与推力波动抑制研究[D]. 王欢.沈阳工业大学 2015
[4]永磁直线同步电机无传感器控制技术的基础研究[D]. 刘莹.哈尔滨工业大学 2010
[5]具有未建模动态系统的自适应控制[D]. 彭昕.西南交通大学 2010
本文编号：3615018
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