基于反步法的永磁直线同步电机位移跟踪控制研究

发布时间：2020-12-03 01:18

　　传统的旋转电机通过齿轮、皮带和滚珠丝杠等装置间接获得直线运动,然而该驱动方式涉及的中间部件较多,使得系统存在着弹性变形、机械损耗、摩擦等问题,同时这种技术已经无法满足人们对加工精度的要求。而永磁直线同步电机（PMLSM）具有结构简单、响应快速、定位精密等特点,已在微电子生产、工业机器人、航空航天等领域广泛应用。但PMLSM易受到参数摄动、负载扰动等不确定因素的影响,进而影响系统的稳定运行及跟踪控制精度。为了削弱PMLSM中不确定因素对系统性能的影响,提高系统的跟踪控制精度,增强系统的鲁棒稳定性,本文主要进行了以下几个方面的研究:首先,针对PMLSM系统速度环受到参数摄动和负载扰动影响的问题,提出了一种基于非线性干扰观测器的反步滑模控制方法。该方法通过构造非线性干扰观测器对系统的不确定项进行观测估计,并将输出的观测值引入到而后设计的反步滑模控制器中进行补偿。仿真结果表明:所提控制方法有效提高了系统的动静态性能和鲁棒稳定性。其次,针对PMLSM系统速度环和电流环同时受到参数摄动、负载扰动和未建模动态影响的问题,提出了一种基于极限学习机（ELM）神经网络的动态面反步滑模控制方法。该方法通过构... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 永磁直线同步电机的国内外研究现状
        1.2.1 永磁直线同步电机发展历史
        1.2.2 永磁直线同步电机位移跟踪控制的国内外研究现状
        1.2.3 永磁直线同步电机不确定因素抑制的国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 永磁直线同步电机的数学模型
    2.1 永磁直线同步电机的结构和工作原理
        2.1.1 永磁直线同步电机的基本机构
        2.1.2 永磁直线同步电机的工作原理
    2.2 永磁直线同步电机的矢量控制
    2.3 永磁直线同步电机位移系统数学模型
    2.4 本章小结
第3章 基于非线性干扰观测器的永磁直线同步电机位移跟踪反步控制
    3.1 引言
    3.2 非线性干扰观测器设计
    3.3 永磁直线同步电机位移跟踪反步控制器设计
    3.4 仿真研究
    3.5 本章小结
第4章 基于ELM的永磁直线同步电机位移跟踪反步滑模控制
    4.1 引言
    4.2 非匹配不确定项NDO构造
    4.3 永磁直线同步电机位移跟踪控制器设计
        4.3.1 反步滑模控制器设计
        4.3.2 匹配不确定项的ELM自适应估计
        4.3.3 控制器参数人工鱼群-蛙跳混合算法优化设计
    4.4 收敛性及稳定性分析
        4.4.1 收敛性分析
        4.4.2 稳定性分析
    4.5 仿真研究
    4.6 本章小结
第5章 基于固定时间干扰观测器的永磁直线同步电机位移跟踪动态面反步控制
    5.1 引言
    5.2 预备知识和问题描述
    5.3 固定时间干扰观测器设计
    5.4 永磁直线同步电机位移跟踪动态面反步控制器设计
    5.5 收敛性分析
    5.6 仿真研究
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢



本文编号：2895752