基于数据驱动的交流伺服系统运动控制方法研究
发布时间：2022-02-26 14:13
交流伺服系统高速高精运动控制方法是工业自动化领域的关键技术和研究热点,其性能优劣将直接决定机电一体化设备的运行效率与控制精度。但是,交流伺服系统结构的非线性与分数阶特性、模型的不确定性和时变特征以及应用过程中多样化的扰动等因素将会影响系统的动态响应跟踪性能和稳定性。考虑到未建模动态和建模误差的存在,传统基于模型的运动控制方法难以满足交流伺服系统的实际运行需求。本文结合自然科学基金项目,以优化交流伺服系统的综合性能为目标,利用数据驱动运动控制理论,从控制器结构、抗扰动能力、约束性指标等方面开展了控制算法的深入研究,提出了基于分数阶控制器、扰动抑制以及多性能指标的数据驱动运动控制方法,力求为交流伺服驱动系统性能的提升提供理论依据和实验验证。论文的具体研究内容和创新点如下:分析了交流伺服系统的矢量控制原理和速度环控制结构,针对交流伺服系统传统模型的局限性,在系统模型未知的情况下,提出了基于数据驱动虚拟参考反馈校正的交流伺服系统运动控制结构。最后研究了阶跃响应、误差积分以及统计学特征等控制性能评价指标。提出了数据驱动分数阶控制方法,采用分数阶控制器代替传统的整数阶控制器,利用被控对象的过程数据...
【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究的目的和意义
1.3 国内外研究现状
1.4 论文研究对象与拟解决的关键技术问题
1.5 论文主要工作及创新点
2 交流伺服系统数据驱动控制方法及性能评价指标研究
2.1 引言
2.2 交流伺服系统控制结构
2.3 交流伺服系统数据驱动控制方法
2.4 交流伺服系统控制性能评价指标
2.5 本章小结
3 数据驱动分数阶控制方法研究
3.1 引言
3.2 分数阶微积分理论
3.3 数据驱动分数阶控制器参数离线整定算法
3.4 数据驱动分数阶控制器参数在线校正算法
3.5 本章小结
4 数据驱动扰动抑制方法研究
4.1 引言
4.2 数据干扰与整帧丢失
4.3 数据驱动加权迭代反馈调整控制算法
4.4 数据驱动加权迭代扰动补偿控制算法
4.5 本章小结
5 数据驱动多性能指标优化方法研究
5.1 引言
5.2 基于频率响应的性能指标约束条件
5.3 基于参考模型的性能指标约束条件
5.4 数据驱动多性能指标模型参考自适应控制算法
5.5 本章小结
6 实验研究与验证
6.1 引言
6.2 总线型交流伺服系统实验方案
6.3 总线型交流伺服系统从站设计和平台搭建
6.4 数据驱动运动控制方法实验验证
6.5 本章小结
7 全文总结及展望
7.1 全文总结
7.2 后续展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多目标优化的电机驱动伺服转台切换模型[J]. 叶超,郭绪猛,张倩,王群京. 微特电机. 2018(03)
[2]双惯量弹性伺服系统外部机械参数辨识综述[J]. 王璨,杨明,栾添瑞,徐殿国. 中国电机工程学报. 2016(03)
[3]永磁同步电动机的分数阶时域和频域建模[J]. 余伟,皮佑国,王钦若. 控制与决策. 2015(09)
[4]闭环系统的虚拟参考反馈校正控制设计[J]. 唐得志,王道波,王建宏,冯旭刚. 华中科技大学学报(自然科学版). 2011(02)
[5]基于IITAE评价指标的交流伺服系统参数自动整定研究[J]. 陈鹏展,唐小琦,任清荣. 微电机. 2010(02)
[6]数据驱动控制理论及方法的回顾和展望[J]. 侯忠生,许建新. 自动化学报. 2009(06)
[7]基于LMI的电液伺服加载系统多目标鲁棒控制[J]. 王燕山,李运华,王益群. 北京航空航天大学学报. 2007(08)
博士论文
[1]基于分数阶的交流伺服驱动系统控制参数整定方法研究[D]. 郑世祺.华中科技大学 2016
[2]基于工业以太网的总线型交流伺服系统关键技术研究[D]. 丁信忠.山东大学 2012
[3]数据驱动无模型自适应控制与学习控制的鲁棒性问题研究[D]. 卜旭辉.北京交通大学 2011
[4]分数阶PID控制器及参数不确定分数阶系统稳定域分析[D]. 梁涛年.西安电子科技大学 2011
[5]无模型学习自适应控制的若干问题研究及其应用[D]. 金尚泰.北京交通大学 2008
本文编号：3644640
【文章来源】：华中科技大学湖北省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：134 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题来源
1.2 课题研究的目的和意义
1.3 国内外研究现状
1.4 论文研究对象与拟解决的关键技术问题
1.5 论文主要工作及创新点
2 交流伺服系统数据驱动控制方法及性能评价指标研究
2.1 引言
2.2 交流伺服系统控制结构
2.3 交流伺服系统数据驱动控制方法
2.4 交流伺服系统控制性能评价指标
2.5 本章小结
3 数据驱动分数阶控制方法研究
3.1 引言
3.2 分数阶微积分理论
3.3 数据驱动分数阶控制器参数离线整定算法
3.4 数据驱动分数阶控制器参数在线校正算法
3.5 本章小结
4 数据驱动扰动抑制方法研究
4.1 引言
4.2 数据干扰与整帧丢失
4.3 数据驱动加权迭代反馈调整控制算法
4.4 数据驱动加权迭代扰动补偿控制算法
4.5 本章小结
5 数据驱动多性能指标优化方法研究
5.1 引言
5.2 基于频率响应的性能指标约束条件
5.3 基于参考模型的性能指标约束条件
5.4 数据驱动多性能指标模型参考自适应控制算法
5.5 本章小结
6 实验研究与验证
6.1 引言
6.2 总线型交流伺服系统实验方案
6.3 总线型交流伺服系统从站设计和平台搭建
6.4 数据驱动运动控制方法实验验证
6.5 本章小结
7 全文总结及展望
7.1 全文总结
7.2 后续展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文
附录2 攻读博士学位期间申请的专利
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多目标优化的电机驱动伺服转台切换模型[J]. 叶超,郭绪猛,张倩,王群京. 微特电机. 2018(03)
[2]双惯量弹性伺服系统外部机械参数辨识综述[J]. 王璨,杨明,栾添瑞,徐殿国. 中国电机工程学报. 2016(03)
[3]永磁同步电动机的分数阶时域和频域建模[J]. 余伟,皮佑国,王钦若. 控制与决策. 2015(09)
[4]闭环系统的虚拟参考反馈校正控制设计[J]. 唐得志,王道波,王建宏,冯旭刚. 华中科技大学学报(自然科学版). 2011(02)
[5]基于IITAE评价指标的交流伺服系统参数自动整定研究[J]. 陈鹏展,唐小琦,任清荣. 微电机. 2010(02)
[6]数据驱动控制理论及方法的回顾和展望[J]. 侯忠生,许建新. 自动化学报. 2009(06)
[7]基于LMI的电液伺服加载系统多目标鲁棒控制[J]. 王燕山,李运华,王益群. 北京航空航天大学学报. 2007(08)
博士论文
[1]基于分数阶的交流伺服驱动系统控制参数整定方法研究[D]. 郑世祺.华中科技大学 2016
[2]基于工业以太网的总线型交流伺服系统关键技术研究[D]. 丁信忠.山东大学 2012
[3]数据驱动无模型自适应控制与学习控制的鲁棒性问题研究[D]. 卜旭辉.北京交通大学 2011
[4]分数阶PID控制器及参数不确定分数阶系统稳定域分析[D]. 梁涛年.西安电子科技大学 2011
[5]无模型学习自适应控制的若干问题研究及其应用[D]. 金尚泰.北京交通大学 2008
本文编号：3644640
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