隨著我國工業(yè)自動化進程的持續(xù)快速發(fā)展,交流永磁同步電機（PMSM）伺服控制系統(tǒng)在眾多領(lǐng)域得到了廣泛應用的同時,對其控制性能也提出了更高的要求,其中抗擾動能力成為衡量伺服系統(tǒng)性能優(yōu)劣的重要指標之一。在PMSM伺服系統(tǒng)工作過程中,存在著諸多擾動因素,傳統(tǒng)的PID控制難以實現(xiàn)高性能的伺服控制。自抗擾控制技術(shù)（ADRC）作為一種不依賴于對象精確模型的非線性魯棒控制技術(shù),能自動補償系統(tǒng)中的內(nèi)擾和外擾,具有抗擾動能力強、響應速度快等優(yōu)點。因此本文在深入研究了交流伺服系統(tǒng)和ADRC的原理及不足之后,在對ADRC進行優(yōu)化改進的基礎(chǔ)上,設計了改進的PMSM伺服調(diào)速系統(tǒng)和PMSM自抗擾位置伺服控制系統(tǒng)。在PMSM自抗擾伺服調(diào)速系統(tǒng)中,擴張狀態(tài)觀測器（ESO）在擾動較多且幅值變化大時難以保證估計精度,而傳統(tǒng)的模型補償ADRC的性能又受到參數(shù)辨識精度和辨識算法復雜度限制。針對此問題,在分析了典型的速度環(huán)模型補償ADRC的原理及不足之后,提出一種PMSM伺服系統(tǒng)改進的模型補償自抗擾速度控制方法。以交軸電流和實際轉(zhuǎn)速作為線性擴張狀態(tài)觀測器（LESO）輸入,采用二階LESO對PMSM伺服系統(tǒng)的總擾動進行觀測,得到系... 

【文章來源】：江南大學江蘇省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外交流伺服系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 交流伺服系統(tǒng)控制策略的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 基于PID控制結(jié)構(gòu)的控制策略
        1.3.2 基于非PID控制結(jié)構(gòu)的控制策略
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容
第二章 永磁同步電機及自抗擾控制器的數(shù)學模型
    2.1 永磁同步電機的數(shù)學模型
        2.1.1 三相靜止坐標系下的數(shù)學模型
        2.1.2 坐標變換
        2.1.3 同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型
    2.2 永磁同步電機的矢量控制
    2.3 自抗擾控制器的數(shù)學模型
        2.3.1 跟蹤微分器
        2.3.2 擴張狀態(tài)觀測器
        2.3.3 非線性狀態(tài)誤差反饋控制率
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于改進模型補償自抗擾的PMSM伺服調(diào)速系統(tǒng)
    3.1 模型補償自抗擾控制器原理
    3.2 改進的模型補償自抗擾控制器
    3.3 PMSM伺服系統(tǒng)改進模型補償自抗擾速度控制器的設計
    3.4 仿真實驗
    3.5 本章小結(jié)
第四章 PMSM位置伺服系統(tǒng)控制器的優(yōu)化設計
    4.1 PMSM二階自抗擾位置伺服控制系統(tǒng)
        4.1.1 PMSM伺服系統(tǒng)自抗擾位置控制器的設計
        4.1.2 自抗擾位置控制器的參數(shù)整定分析
    4.2 改進的混沌粒子群優(yōu)化算法
        4.2.1 基本粒子群算法原理
        4.2.2 混沌初始化種群
        4.2.3 參數(shù)可調(diào)的指數(shù)自適應慣性權(quán)重
        4.2.4 混沌與穩(wěn)定之間交替運動的位置更新
    4.3 基于改進CPSO算法的自抗擾位置伺服系統(tǒng)算法實現(xiàn)
        4.3.1 適應度函數(shù)
        4.3.2 改進CPSO整定自抗擾位置控制器參數(shù)的算法流程
    4.4 確定改進CPSO算法參數(shù)的仿真實驗
        4.4.1 參數(shù)可調(diào)的非線性慣性權(quán)重中參數(shù)確定
        4.4.2 適應度函數(shù)中參數(shù)確定
        4.4.3 算法尋優(yōu)能力對比
    4.5 本章小結(jié)
第五章 PMSM伺服控制系統(tǒng)性能實驗測試分析
    5.1 基于改進模型補償自抗擾的PMSM調(diào)速系統(tǒng)性能測試
        5.1.1 仿真測試與分析
        5.1.2 原型系統(tǒng)中實驗測試與分析
    5.2 基于改進CPSO算法的PMSM自抗擾位置伺服系統(tǒng)性能測試
        5.2.1 實驗參數(shù)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        5.2.2 仿真測試與分析
    5.3 本章小結(jié)
第六章 主要結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄: 作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于免疫自整定的自抗擾控制研究[J]. 肖靜,李大字,靳其兵.  北京化工大學學報(自然科學版). 2016(02)
[2]改進粒子群算法及其在PID整定中的應用[J]. 楊智,陳穎.  控制工程. 2016(02)
[3]多目標自適應混沌粒子群優(yōu)化算法[J]. 楊景明,馬明明,車海軍,徐德樹,郭秋辰.  控制與決策. 2015(12)
[4]基于慣量辨識PI自整定永磁伺服電機控制[J]. 馬立新,范洪成,徐鎮(zhèn)乾,黃陽龍,周尚珺璽.  電力科學與工程. 2015(09)
[5]Ahut-Delta并聯(lián)機構(gòu)改進混沌粒子群算法尺度綜合[J]. 張良安,萬俊,譚玉良.  農(nóng)業(yè)機械學報. 2015(08)
[6]PI自整定永磁伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量的辨識研究[J]. 馬立新,徐鎮(zhèn)乾,范洪成,黃陽龍.  機電工程. 2015(08)
[7]基于時間尺度的改進型自抗擾控制PMSM參數(shù)整定[J]. 劉小斌,張旭,趙洛印,苗雪蓮.  自動化技術(shù)與應用. 2015(04)
[8]基于改進遺傳算法的伺服系統(tǒng)自抗擾控制研究[J]. 周宜然,甘屹,陶益民,張闊峰.  機械工程與自動化. 2015(01)
[9]基于串級自抗擾控制的永磁同步電機位置伺服系統(tǒng)研究[J]. 謝先銘,蘭志勇,廖克亮,李虎如,魏雪環(huán).  微電機. 2015(01)
[10]模糊自抗擾控制在永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)的應用[J]. 秦帥,張斌,李彬郎.  計算機測量與控制. 2014(10)

博士論文
[1]交流永磁電機伺服系統(tǒng)復合自抗擾控制策略研究[D]. 黃慶.湖南大學 2014
[2]永磁同步直線伺服系統(tǒng)的參數(shù)自整定與抗擾動策略研究[D]. 盧少武.華中科技大學 2013
[3]永磁同步電機調(diào)速系統(tǒng)控制策略研究[D]. 盧達.浙江大學 2013
[4]一類不確定高階非線性系統(tǒng)的級聯(lián)自抗擾控制策略研究[D]. 段慧達.吉林大學 2012
[5]永磁同步電機傳動系統(tǒng)的幾類非線性控制策略研究及其調(diào)速系統(tǒng)的實現(xiàn)[D]. 侯利民.東北大學 2010

碩士論文
[1]受擾永磁同步風力發(fā)電機系統(tǒng)速度跟蹤控制[D]. 張克兆.揚州大學 2016
[2]永磁同步電機伺服系統(tǒng)抗擾動控制算法研究[D]. 韓秉哲.湖南大學 2014
[3]基于矢量控制的永磁同步電機伺服系統(tǒng)研究[D]. 潘文英.江南大學 2013
[4]PMSM伺服系統(tǒng)速度環(huán)和位置環(huán)控制器參數(shù)自整定技術(shù)[D]. 劉可述.哈爾濱工業(yè)大學 2012
[5]交流伺服系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量實時辨識與控制器研究[D]. 劉濤.哈爾濱工業(yè)大學 2011



本文編號：3632502