直接驱动数控转台抗饱和自适应容错控制

发布时间：2017-09-07 00:25

  本文关键词：直接驱动数控转台抗饱和自适应容错控制

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【摘要】：数控机床加工技术是工业加工领域的典型代表,但是由于传统数控转台在驱动方式上存在结构缺陷,无法为转台系统引入高新技术提供基本条件保障。直接驱动数控转台技术将电机到转台的传动环节缩短为零,为高性能控制方法在转台系统的实施提供了有利条件,作为一种理想的驱动方式凸现出来,开始在多轴联动数控机床领域推广应用。然而直接驱动数控转台的简化结构仅仅为超精密加工提供了硬件条件,转台系统在实际工作中,外界扰动、系统故障以及饱和问题都严重影响系统的正常工作。因此,直接驱动数控转台系统对系统控制器的控制水平提出更高的要求。本课题以永磁力矩电机直接驱动数控转台系统作为研究对象,针对直接驱动数控转台本身的结构特点,建立永磁力矩电机直接驱动转台系统的数学模型。为提高数控转台在出现执行器饱和情况下的容错能力和抗扰动能力,本课题以线性矩阵不等式为理论工具,采用基于自适应方法的主动容错控制技术,分别在状态反馈和动态输出反馈两种情况下设计自适应容错H_∞控制器。通过在线估计执行器失效率r的方式,实时调节自适应容错H_∞控制器增益,实现对转台系统故障进行主动补偿,达到提高系统稳定性能的目的,从而确保系统在出现故障时仍然具有较好的扰动容许能力。通过MATLAB工具对永磁力矩电机直接驱动数控转台系统自适应容错H_∞算法进行仿真实验,对转台系统在自适应容错控制策略和固定增益控制策略下的性能指标进行对比,仿真结果显示转台系统在受到外界扰动时在自适应容错H_∞控制器作用下更加稳定,我们得出以下结论:自适应容错H_∞控制下的直接驱动数控转台系统的鲁棒性更强,此控制方式适用于直接驱动数控转台系统。
【关键词】：永磁力矩电机 自适应容错H_∞控制 抗饱和 状态反馈 输出反馈
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 主要符号表11-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 课题研究意义及背景12-14
• 1.1.1 课题研究意义12-13
• 1.1.2 课题研究背景13-14
• 1.2 直接驱动数控转台研究现状及关键技术14-18
• 1.2.1 直接驱动转台系统组成及工作原理14-15
• 1.2.2 直接驱动技术优点及关键问题15-17
• 1.2.3 数控转台控制方法研究现状及关键问题17-18
• 1.3 容错控制发展现状及主要内容18-21
• 1.3.1 容错控制发展现状18-19
• 1.3.2 容错控制研究内容19-21
• 1.4 课题主要研究内容21-22
• 1.5 本章小结22-23
• 第2章 基于LMI的自适应容错H_∞控制基础知识23-29
• 2.1 引言23
• 2.2 线性矩阵不等式基础知识23-25
• 2.3 李雅普诺夫基本理论25-27
• 2.4 自适应H_∞性能27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 直接驱动数控转台系统数学模型29-38
• 3.1 永磁力矩电机结构特点29-30
• 3.2 数控转台数学模型30-34
• 3.3 执行器故障模型34
• 3.4 标准H_∞控制问题34-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 状态反馈下转台系统自适应容错H_∞控制38-47
• 4.1 状态反馈基础知识38
• 4.2 状态反馈下设计自适应容错H_∞控制器38-44
• 4.3 仿真结果及分析44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 输出反馈下转台系统自适应容错H_∞控制47-58
• 5.1 输出反馈基础知识47
• 5.2 输出反馈下设计自适应容错H_∞控制器47-54
• 5.3 仿真结果及分析54-56
• 5.4 本章小结56-58
• 结论58-60
• 参考文献60-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 宋春华;胡丹;柯坚;;内模控制在PMSM矢量控制中的应用[J];电力电子技术;2007年09期

2 王钦若,杜玉晓;交流电机直接转矩控制技术研究综述[J];机电工程技术;2005年11期

3 陈金涛,辜承林;新型横向磁通永磁电机研究[J];中国电机工程学报;2005年15期

4 陈荣,严仰光;交流永磁伺服系统控制策略研究[J];电机与控制学报;2004年03期

5 程树康,寇宝泉,杨世彦,裴宇龙;串联磁路结构双定子混合式直接驱动电动机的转矩特性[J];中国电机工程学报;2004年07期

6 温照方,陈培正,王先逵;高推力永磁直线同步电动机控制中的电流补偿[J];北京理工大学学报;2004年03期

7 骆再飞,蒋静坪,许振伟;交流伺服系统及其先进控制策略综述[J];机床与液压;2002年06期

8 陈渊睿,吴捷,张宙;永磁伺服电机的鲁棒控制技术[J];微电机(伺服技术);2000年05期

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本文编号：806331