【摘要】：作為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要設(shè)備之一,交流伺服系統(tǒng)具有穩(wěn)定性強(qiáng)、精度高和快速性好等特點(diǎn),但參數(shù)攝動(dòng)和外部干擾會(huì)對(duì)控制性能帶來不利影響。實(shí)際系統(tǒng)中常用的滑模控制技術(shù)能夠抑制滿足匹配條件的外部干擾,從而提高系統(tǒng)控制性能。在此基礎(chǔ)上,論文研究適用于位置伺服系統(tǒng)的離散控制器設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)重復(fù)軌跡的精確跟蹤以及外部干擾的有效抑制,進(jìn)而提高伺服電機(jī)控制性能。論文的主要工作包括以下方面:1.提出無切換吸引律避免系統(tǒng)抖振,并將干擾抑制措施嵌入吸引律中構(gòu)建理想誤差動(dòng)態(tài),同時(shí)設(shè)計(jì)離散控制器用于完成跟蹤任務(wù)。推導(dǎo)跟蹤誤差的單調(diào)減區(qū)間、絕對(duì)吸引層、穩(wěn)態(tài)誤差帶以及收斂步數(shù)等性能指標(biāo)的具體表達(dá)式,用于刻畫系統(tǒng)的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能以及整定控制器的參數(shù)。數(shù)值仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性以及性能指標(biāo)表達(dá)式的準(zhǔn)確性。2.采用以跟蹤誤差為變量的偶函數(shù)代替吸引律中的比例系數(shù),構(gòu)建參數(shù)自整定的無切換吸引律,包括無切換變速吸引律和無切換快速吸引律。構(gòu)建理想誤差動(dòng)態(tài)和設(shè)計(jì)離散控制器,并推導(dǎo)用于描述系統(tǒng)跟蹤性能的具體指標(biāo)表達(dá)式,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行控制器參數(shù)整定。數(shù)值仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性和性能指標(biāo)表達(dá)式的準(zhǔn)確性。3.提出增強(qiáng)切換吸引律,采用參數(shù)自整定的非線性函數(shù)優(yōu)化指數(shù)吸引律中的常數(shù)項(xiàng)系數(shù)。與無切換吸引律相比,該方法能夠在提高跟蹤誤差收斂速度的同時(shí),抑制控制器抖振并提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度。推導(dǎo)能夠表征系統(tǒng)跟蹤性能的具體指標(biāo)表達(dá)式,并與指數(shù)趨近律進(jìn)行對(duì)比。數(shù)值仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性和性能指標(biāo)表達(dá)式的準(zhǔn)確性。4.針對(duì)實(shí)際控制系統(tǒng)中的未知擾動(dòng)問題,在反饋控制的基礎(chǔ)上改進(jìn)干擾抑制措施,提出干擾差分補(bǔ)償策略。依據(jù)參考軌跡的具體形式選擇相應(yīng)的干擾補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)對(duì)指定軌跡的精確跟蹤。此外,針對(duì)控制系統(tǒng)中的周期擾動(dòng),采用重復(fù)控制技術(shù)設(shè)計(jì)基于吸引律的離散重復(fù)控制器,消除周期擾動(dòng)的影響,提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)跟蹤精度。數(shù)值仿真驗(yàn)證了所提方法的有效性。5.在永磁同步電機(jī)平臺(tái)上完成所提幾種吸引律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)采用干擾差分補(bǔ)償策略的控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)指定軌跡的精確跟蹤;(2)相比于反饋控制器,重復(fù)控制器能夠更好的抑制周期擾動(dòng);(3)相比于趨近律方法,所提吸引律方法能夠保證系統(tǒng)具有更好的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能;(4)相同控制器參數(shù)下,增強(qiáng)切換吸引律能夠提高系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)速度。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP273

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本文編號(hào)：2790820