交流伺服系统先进控制理论及应用研究
发布时间：2020-12-24 08:55
交流伺服控制系统目前已经被广泛的应用于工业领域,如:数控机床、医疗器械、汽车制造、工业机器人等。随着现代工业的发展,人们对交流伺服系统的动态响应、稳态误差、位置跟踪精度以及抗干扰能力等关键性指标提出了更高的要求。由于交流伺服系统具有强耦合、非线性以及多变量等特点,传统的线性控制方法已经无法满足高性能的控制要求。研究更为先进交流伺服智能化算法已经成为国内外学者研究的热点问题。论文首先介绍了当前交流伺服系统的发展概况,并给出了交流伺服系统中常用的控制算法。在分析系统数学模型的基础上,文中详细讨论了交流伺服系统的矢量控制与直接转矩控制方案。论文的主要工作概述如下:一、在交流异步电机直接转矩控制框架下,针对伺服控制系统中存在干扰影响的问题,提出一种结合有限时间控制（Finite Time Control,FTC）和扩张状态观测器（Extended State Observer,ESO）的复合控制方法来提升系统的抗干扰能力。该部分的主要工作有:1)采用扩张状态观测器对系统扰动进行估计,并将估计值进行前馈补偿;2)运用连续有限时间控制方法设计了反馈控制器;3)对复合控制器的稳定性进行了分析和证明。...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．３三相绕组与转子模型示意图??
不需要做多余的乘法运算，只要选择合适的控制器参数，就能获得高精度的??转矩控制，所以在很多工业应用中都采用这种解耦控制方法。??图２．６给出的是永磁同步电机调速系统，该系统采用双环串级结构，包含了速度环??和电流环，其中速度环为外环，电流环为内环。该系统主要包括转速、位置、电流等信??息采集模块；功率驱动模块（智能功率模块，简称ＩＰＭ）；控制算法模块，包含速度环控??制器、电流环控制器、坐标变换模块和ＳＶＰＷＭ模块等；被控对象（永磁同步电机）。该??系统的具体工作过程为：??（１）光电编码器检测出电机的转子空间位置并计算转子速度。电流传感器采集定??子Ａ、Ｂ相电流，经过坐标变换获得义轴坐标系下电流分量和??
Ａ〇ｒ??＿ｗｒ??图２．７直接转矩控制原理图示??由图２．７可知，只要选择适当的空间电压矢量Ｇｅ／，就能控制定子磁链也的旋转速??度，从而改变转矩角知的大小，实现控制电机输出转矩的目的丨８０丨。??２．２．２．２直？妾转矩控制的实现策略??直接转矩控制（ＤＴＣ）系统结构如图２．８所示。系统将定子磁链幅值、转矩估计值与??对应的给定参考值的差值作为滞环比较器的输入量，比较器输出的逻辑变量和定子磁??链的位置信号作为开关逻辑表的查表输入变量，通过查表方式，逆变器的６个工作电压??矢量和２个零矢量中选择合适的电压矢量，产生ＰＷＭ信号来驱动逆变器，达到控制电??机的目的。??２２０Ｖ?｜ＡＣ??一．?，１１＾１?幵关逻?＿?ＨＩ???Ｖｓ?辑表?１??ｆ?矩估计?变换＾Ｔｈ?ｙ??图２．８直接转矩控制（ＤＴＣ）系统结构图??（１）滞环比较器??
【参考文献】：
期刊论文
[1]航天器姿态机动及稳定的自抗扰控制[J]. 赖爱芳,郭毓,郑立君. 控制理论与应用. 2012(03)
[2]永磁同步电机电流预测控制算法[J]. 牛里,杨明,刘可述,徐殿国. 中国电机工程学报. 2012(06)
[3]高性能机械伺服系统运动控制技术综述[J]. 刘强. 电机与控制学报. 2008(05)
[4]交流伺服系统的H_∞鲁棒控制策略[J]. 杨碧石,刘丙友. 微特电机. 2008(08)
[5]基于永磁同步电机模型辨识与补偿的自抗扰控制器[J]. 刘志刚,李世华. 中国电机工程学报. 2008(24)
[6]多相永磁同步电动机的Fuzzy-PI双模控制研究[J]. 彭道林. 自动化技术与应用. 2007(10)
[7]基于自适应免疫整定的机器人无标定自抗扰视觉伺服控制[J]. 辛菁,刘丁,杨延西,徐庆坤. 控制理论与应用. 2007(04)
[8]滑模变结构控制理论及其算法研究与进展[J]. 刘金琨,孙富春. 控制理论与应用. 2007(03)
[9]感应电机直接转矩控制三种方案的比较[J]. 黄志武,单勇腾,刘心昊,李艺. 计算机仿真. 2007(03)
[10]现代交流伺服系统技术和市场发展综述[J]. 王健. 伺服控制. 2007(01)
本文编号：2935363
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：125 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．３三相绕组与转子模型示意图??
不需要做多余的乘法运算，只要选择合适的控制器参数，就能获得高精度的??转矩控制，所以在很多工业应用中都采用这种解耦控制方法。??图２．６给出的是永磁同步电机调速系统，该系统采用双环串级结构，包含了速度环??和电流环，其中速度环为外环，电流环为内环。该系统主要包括转速、位置、电流等信??息采集模块；功率驱动模块（智能功率模块，简称ＩＰＭ）；控制算法模块，包含速度环控??制器、电流环控制器、坐标变换模块和ＳＶＰＷＭ模块等；被控对象（永磁同步电机）。该??系统的具体工作过程为：??（１）光电编码器检测出电机的转子空间位置并计算转子速度。电流传感器采集定??子Ａ、Ｂ相电流，经过坐标变换获得义轴坐标系下电流分量和??
Ａ〇ｒ??＿ｗｒ??图２．７直接转矩控制原理图示??由图２．７可知，只要选择适当的空间电压矢量Ｇｅ／，就能控制定子磁链也的旋转速??度，从而改变转矩角知的大小，实现控制电机输出转矩的目的丨８０丨。??２．２．２．２直？妾转矩控制的实现策略??直接转矩控制（ＤＴＣ）系统结构如图２．８所示。系统将定子磁链幅值、转矩估计值与??对应的给定参考值的差值作为滞环比较器的输入量，比较器输出的逻辑变量和定子磁??链的位置信号作为开关逻辑表的查表输入变量，通过查表方式，逆变器的６个工作电压??矢量和２个零矢量中选择合适的电压矢量，产生ＰＷＭ信号来驱动逆变器，达到控制电??机的目的。??２２０Ｖ?｜ＡＣ??一．?，１１＾１?幵关逻?＿?ＨＩ???Ｖｓ?辑表?１??ｆ?矩估计?变换＾Ｔｈ?ｙ??图２．８直接转矩控制（ＤＴＣ）系统结构图??（１）滞环比较器??
【参考文献】：
期刊论文
[1]航天器姿态机动及稳定的自抗扰控制[J]. 赖爱芳,郭毓,郑立君. 控制理论与应用. 2012(03)
[2]永磁同步电机电流预测控制算法[J]. 牛里,杨明,刘可述,徐殿国. 中国电机工程学报. 2012(06)
[3]高性能机械伺服系统运动控制技术综述[J]. 刘强. 电机与控制学报. 2008(05)
[4]交流伺服系统的H_∞鲁棒控制策略[J]. 杨碧石,刘丙友. 微特电机. 2008(08)
[5]基于永磁同步电机模型辨识与补偿的自抗扰控制器[J]. 刘志刚,李世华. 中国电机工程学报. 2008(24)
[6]多相永磁同步电动机的Fuzzy-PI双模控制研究[J]. 彭道林. 自动化技术与应用. 2007(10)
[7]基于自适应免疫整定的机器人无标定自抗扰视觉伺服控制[J]. 辛菁,刘丁,杨延西,徐庆坤. 控制理论与应用. 2007(04)
[8]滑模变结构控制理论及其算法研究与进展[J]. 刘金琨,孙富春. 控制理论与应用. 2007(03)
[9]感应电机直接转矩控制三种方案的比较[J]. 黄志武,单勇腾,刘心昊,李艺. 计算机仿真. 2007(03)
[10]现代交流伺服系统技术和市场发展综述[J]. 王健. 伺服控制. 2007(01)
本文编号：2935363
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