本文關(guān)鍵詞：改進(jìn)的無(wú)模型自適應(yīng)控制及在直線電機(jī)中的應(yīng)用

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【摘要】：直線電機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、速度快、靈敏度好、定位精度高、噪音小、工作安全可靠等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用到工業(yè)制造和生產(chǎn)過(guò)程的多個(gè)環(huán)節(jié)中。其中直線電機(jī)的快速精確控制是電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制研究領(lǐng)域的重要研究課題之一。由于直線電機(jī)是一種強(qiáng)非線性系統(tǒng),傳統(tǒng)上依據(jù)建立精確數(shù)學(xué)模型,來(lái)對(duì)其進(jìn)行精確地控制、預(yù)報(bào)和評(píng)價(jià)變得非常困難。在這種難于建立直線電機(jī)精確數(shù)學(xué)模型的條件下,如何有效利用運(yùn)行過(guò)程中大量的在線數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對(duì)直線電機(jī)較高精度的控制,具有非常重要的實(shí)用價(jià)值和研究意義。無(wú)模型自適應(yīng)控制算法(Model Free Adaptive Control, MFAC)是一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的控制算法。本文通過(guò)對(duì)MFAC動(dòng)態(tài)線性化數(shù)據(jù)模型中的偽梯度參數(shù)進(jìn)行改進(jìn),提出了加速參數(shù)估計(jì)的無(wú)模型自適應(yīng)控制算法(Accelerated Parameter Estimation MFAC, APE-MFAC),并進(jìn)行了MATLAB仿真研究和在雙軸直線電機(jī)龍門系統(tǒng)上的應(yīng)用。通過(guò)數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)研究表明,APE-MFAC算法能夠提升控制精度,尤其是在跟蹤快時(shí)變期望信號(hào)時(shí),能夠明顯改善跟蹤控制效果。本文主要內(nèi)容如下：首先,分析了直線電機(jī)的構(gòu)成及特點(diǎn),并在MFAC原型算法的基礎(chǔ)上,提出了APE-MFAC算法。該算法對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)線性化參數(shù)估計(jì)進(jìn)行了改進(jìn),在其估計(jì)的過(guò)程中加入了一個(gè)調(diào)整項(xiàng),來(lái)加速參數(shù)的估計(jì),使APE-MFAC算法對(duì)快時(shí)變信號(hào)有更強(qiáng)的跟蹤能力。其次,進(jìn)行了APE-MFAC算法的MATLAB數(shù)值仿真研究,通過(guò)對(duì)APE-MFAC算法與MFAC原型算法以及PID算法的控制效果進(jìn)行比較研究,驗(yàn)證了APE-MFAC算法的有效性及可靠性,特別是在處理快時(shí)變信號(hào)時(shí)的優(yōu)越性。最后,實(shí)現(xiàn)了APE-MFAC算法在雙軸直線電機(jī)龍門系統(tǒng)上的應(yīng)用,并通過(guò)與MFAC原型算法對(duì)直線電機(jī)的實(shí)際控制效果進(jìn)行比較研究,進(jìn)一步驗(yàn)證了APE-MFAC算法有效性和優(yōu)越性。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)模型自適應(yīng)控制 直線電機(jī) 參數(shù)估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM359.4;TP273
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-21
• 1.1 直線電機(jī)的發(fā)展歷程及應(yīng)用11-13
• 1.2 直線電機(jī)控制方法的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3 無(wú)模型自適應(yīng)控制的研究背景和研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 論文主要內(nèi)容19-21
• 2 直線電機(jī)的構(gòu)成及特點(diǎn)21-26
• 2.1 直線電機(jī)的基本構(gòu)成21-22
• 2.2 直線電機(jī)的工作原理22-23
• 2.3 直線電機(jī)的特點(diǎn)23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 基于加速參數(shù)估計(jì)的改進(jìn)無(wú)模型自適應(yīng)控制26-30
• 3.1 問題描述及系統(tǒng)動(dòng)態(tài)線性化26-27
• 3.1.1 系統(tǒng)描述26
• 3.1.2 偏格式動(dòng)態(tài)線性化26-27
• 3.1.3 控制目標(biāo)27
• 3.2 偽梯度估計(jì)算法及改進(jìn)27-29
• 3.2.1 偽梯度估計(jì)算法27-28
• 3.2.2 偽梯度估計(jì)算法的改進(jìn)28-29
• 3.3 加速參數(shù)估計(jì)的無(wú)模型自適應(yīng)控制29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 4 加速參數(shù)估計(jì)的無(wú)模型自適應(yīng)控制仿真研究30-38
• 4.1 加速參數(shù)估計(jì)的無(wú)模型自適應(yīng)控制算法仿真30-33
• 4.1.1 基本控制性能30-32
• 4.1.2 不同控制參數(shù)控制性能比較32-33
• 4.2 與無(wú)模型自適應(yīng)控制算法的仿真比較33-36
• 4.3 與PID控制算法的仿真比較36-37
• 4.4 本章小結(jié)37-38
• 5 加速參數(shù)估計(jì)的無(wú)模型自適應(yīng)控制的實(shí)驗(yàn)38-46
• 5.1 雙軸直線電機(jī)龍門系統(tǒng)的構(gòu)成38-40
• 5.1.1 雙軸直線電機(jī)龍門系統(tǒng)的的硬件組成38-39
• 5.1.2 雙軸直線電機(jī)龍門系統(tǒng)的的軟件組成39-40
• 5.2 雙軸直線電機(jī)龍門系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究40-45
• 5.2.1 加速參數(shù)估計(jì)的無(wú)模型自適應(yīng)控制實(shí)驗(yàn)41-43
• 5.2.2 不同控制參數(shù)控制性能比較43
• 5.2.3 多種控制算法的實(shí)驗(yàn)比較43-45
• 5.3 本章小結(jié)45-46
• 6 結(jié)論46-47
• 6.1 總結(jié)46
• 6.2 展望46-47
• 參考文獻(xiàn)47-51
• 作者簡(jiǎn)歷51-53
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集53

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