永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng)自適應(yīng)逆控制策略研究.pdf

1、永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、航空航天、社會生活等各個領(lǐng)域。隨著科技的不斷進(jìn)步，對于伺服控制系統(tǒng)的要求也越來越高。因此，研究先進(jìn)的永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng)控制策略、開發(fā)高性能永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng)，對提高我國工業(yè)發(fā)展水平、促進(jìn)國防現(xiàn)代化建設(shè)，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。
　　永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng)作為一個非線性、多變量、強(qiáng)耦合的時(shí)變系統(tǒng)，在運(yùn)行過程中，參數(shù)變化、外界擾動和噪聲等非線性因素將使系統(tǒng)性能變差。因

2、此，要提高永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng)性能，必須采用先進(jìn)的控制策略以克服參數(shù)變化和外界擾動對系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響。
　　本文針對提高永磁同步電動機(jī)伺服系統(tǒng)性能進(jìn)行了深入分析，結(jié)合信號處理的方法，提出了基于復(fù)合自適應(yīng)逆控制策略的永磁同步電動機(jī)伺服控制系統(tǒng)，采用位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)控制結(jié)構(gòu)。其中，速度環(huán)和電流環(huán)采用基于矢量控制的id=0控制策略，通過id=0控制策略可以使電動機(jī)獲得較寬的調(diào)速范圍和較好的轉(zhuǎn)矩性能。
　　永磁同步電動機(jī)伺

3、服系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)是位置控制精度，為了提高位置控制精度，系統(tǒng)位置環(huán)采用復(fù)合自適應(yīng)逆控制策略。當(dāng)控制器為對象的逆模型時(shí)，位置輸出跟隨位置輸入，同時(shí)對系統(tǒng)存在的擾動進(jìn)行消除。在自適應(yīng)逆控制系統(tǒng)中，被控對象的輸入同時(shí)驅(qū)動對象和對象模型，對象輸出和對象模型的輸出之差即為對象的噪聲，利用該噪聲去驅(qū)動對象的逆模型并在對象輸入中予以消除。自適應(yīng)逆控制策略從根本上消除了噪聲對位置輸出的影響，提高了伺服系統(tǒng)的控制性能。
　　為了進(jìn)一步提高自適應(yīng)逆

4、控制的性能，本文對變步長最小均方(Least mean square，LMS)算法進(jìn)行了分析和改進(jìn)。提出了基于相關(guān)誤差的非線性變步長LMS算法，提高了LMS算法的收斂速度并有效地克服了參數(shù)擾動對算法的影響。
　　非線性濾波器作為非線性自適應(yīng)逆控制的重要組成部分，直接影響著自適應(yīng)逆控制策略的控制效果。為了更好的實(shí)現(xiàn)非線性自適應(yīng)逆控制，本文將動態(tài)徑向基函數(shù)(Radial Basis Function，RBF)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和FIR濾波器相結(jié)

5、合構(gòu)成非線性濾波器，并采用混沌多群體粒子群優(yōu)化(Chaos Multi-population Particle Swarm Optimization，CMPSO)算法對非線性濾波器的權(quán)值進(jìn)行離線優(yōu)化，進(jìn)一步提高了自適應(yīng)濾波器的收斂速度和精度，有效地實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)建模、逆建模以及擾動消除器的設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高了自適應(yīng)逆控制策略的控制效果。
　　最后，本文將基于動態(tài)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和FIR的非線性濾波器與基于相關(guān)誤差的非線性變步長LMS算法相結(jié)