伺服系统的自适应滑模控制策略研究

发布时间：2017-10-24 17:39

  本文关键词：伺服系统的自适应滑模控制策略研究

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【摘要】：众所周知,压力机的根本作用是通过冲压工艺的变化实现产品的快速成型,冲压工艺对压力机精度、安全性要求都很高,而压力机的精度不仅取决于电机本身,而且与其驱动控制装置、控制策略等密切相关。压力机伺服电机系统的工作环境较为恶劣,如公司伺服压力机、开卷机、数控加工设备等都存在系统参数容易摄动、负载变化范围大等特点。伺服电机系统作为伺服压力机直接连接凸凹模,作用于产品质量方面来说,作用非常关键,根据伺服电机自身结构和滑块运动控制系统模型图可知,伺服电机的速度环和位移传感器、编码器的位置环的稳定性直接关系到滑块运动控制系统的工作,但是由于滑块与连杆、连杆与球头螺丝等机构的机械间隙的现实存在,导致速度换和位移环的抖振问题越发明显。位移环作为系统的外环,直接反应出控制器精度的好坏,因此需要具有快的响应性能,以适应对瞬时值跟踪控制的要求,速度环主要是对系统的动态性能进行改变,速度控制器的输入为给定速度值与反馈速度值的差值,输出作为电流环的给定值,速度控制规律一般选取常规的Pm控制,还可根据系统性能的需求选择其它的控制方法,如模糊控制、神经网络控制、滑模变结构控制等。本次研究以伺服压力机的伺服电机作为主体进行,选取滑模变结构控制作为控制方法,由于伺服压力机伺服电机控制系统的参数要求较高,所以滑模变结构控制研究一般是针对位置环和速度环的,其研究主要是在矢量控制的基础上,解决系统参数变化和负载扰动对控制的影响,满足高性能伺服系统所要求的动静态性能。压力机伺服电机系统是一个典型的不确定系统,存在较强的系统参数摄动及外干扰等因素影响。而滑模控制对满足匹配条件的系统参数摄动和外干扰有较强的鲁棒性,为进一步提高压力机电机伺服系统的动态性能,通过系统建模,结构分析和仿真实验构建整个研究对象结构,采用一种改进的自适应积分滑模控制策略实现对伺服电机的快速有效控制。仿真结果显示,该方法能进一步提高伺服电机的动态性能,能够通过滑模变结构控制削弱系统参数抖振的问题,提高系统的准确性、快速性和鲁棒性。
【关键词】：压力机 伺服电机 滑模控制 参数摄动 自适应控制
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-24
• 1.1 研究背景目的及意义11-13
• 1.2 伺服压力机概述13-14
• 1.3 伺服压力机冲压线14-22
• 1.4 滑模控制概述22-23
• 1.5 论文的主要内容23-24
• 第二章 伺服曲柄压力机交流伺服驱动控制系统构成24-40
• 2.1 传统曲轴压力机24-32
• 2.1.1 曲柄压力机工作原理及组成24-26
• 2.1.2 曲轴压力机曲轴滑块机构类型26-32
• 2.2 交流伺服曲柄压力机32-34
• 2.2.1 交流伺服曲柄压力机原理32-33
• 2.2.2 交流伺服曲柄压力机的工作特点33-34
• 2.3 伺服曲柄压力机交流伺服驱动控制系统34-37
• 2.3.1 控制系统结构及功能34-36
• 2.3.2 交流伺服驱动控制器36
• 2.3.3 电机驱动控制系统组成36-37
• 2.3.4 滑块运动控制系统37
• 2.4 伺服控制系统存在的问题及滑模控制解决方案37-39
• 2.5 本章小结39-40
• 第三章 滑模控制系统建模和算法设计40-45
• 3.1 压力机伺服电机的滑模控制系统建模40-41
• 3.2 伺服电机系统不确定性描述41-42
• 3.3 压力机伺服电机积分滑模控制自适应（A-ISMC）律设计42-43
• 3.4 压力机伺服电机的改进型自适应控制律设计43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 第四章 压力机伺服电机仿真验证45-50
• 4.1 软件选择及简介45
• 4.2 压力机伺服电机的仿真验证与分析45-49
• 4.3 本章小结49-50
• 第五章 结论50-51
• 参考文献51-53
• 致谢53

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