基于頻率域的伺服系統(tǒng)建模、分析與控制.pdf

1、永磁同步電機(jī)廣泛應(yīng)用于社會(huì)生產(chǎn)、國(guó)防科技、航空航天等領(lǐng)域，在人類發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步中扮演著重要角色。在以往對(duì)永磁同步電機(jī)的分析和研究中，多采用時(shí)域狀態(tài)方程模型。直接在時(shí)間域中對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以得到系統(tǒng)時(shí)間響應(yīng)的全部信息，概念簡(jiǎn)單，容易理解。而頻域中的頻率特性有著明確的物理意義，方便和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、參數(shù)聯(lián)系起來，很多時(shí)域無法看到的現(xiàn)象在頻域中卻一目了然，方便對(duì)一些參數(shù)和部件進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而改善閉環(huán)系統(tǒng)的性能。進(jìn)行永磁同步電機(jī)頻域建模、分析與控制

2、的研究可以將頻域分析的優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到工程中，簡(jiǎn)化建模、分析以及控制器設(shè)計(jì)過程，便于在實(shí)際工程中進(jìn)行應(yīng)用和推廣。
　　本文首先從永磁同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理出發(fā)，推導(dǎo)了永磁同步電機(jī)的時(shí)域模型和頻域模型，討論了永磁同步電機(jī)的矢量控制方案，分析了影響模型不確定性的幾個(gè)因素。然后設(shè)計(jì)了計(jì)算量小、操作簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)法獲得系統(tǒng)頻率特性的方法，并用迭代的方式改進(jìn)了由頻率特性辨識(shí)傳遞函數(shù)的方法，提高了辨識(shí)精度。接下來研究了基于已獲得的系統(tǒng)速度環(huán)模型，

3、方便快速地從頻率域角度進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)的方法。對(duì)PID控制器在頻率域進(jìn)行了分析，然后研究提出了基于頻域控制指標(biāo)的PID控制器參數(shù)整定法與基于極點(diǎn)配置的PID控制器參數(shù)整定方法，簡(jiǎn)化了調(diào)參過程，易于學(xué)習(xí)，實(shí)用性強(qiáng)。最后介紹了帶柔性連接伺服系統(tǒng)的基本特征，并對(duì)其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo)。將上述提出的頻域建模方法推廣到了帶柔性連接伺服系統(tǒng)中，得到了諧振頻率、幅值和相位等信息，驗(yàn)證了所提方法的通用性和有效性，為后續(xù)控制器增益、濾波器以及陷波器參數(shù)設(shè)計(jì)提