行波超聲波電機效率優(yōu)化系統(tǒng)的自適應轉(zhuǎn)速控制.pdf

1、超聲波電機的運行效率低于傳統(tǒng)電磁電機，實時的效率優(yōu)化控制是提升運行效率，進而拓展其應用領(lǐng)域的主要手段之一。超聲波電機具有顯著的時變非線性，使得高性能的轉(zhuǎn)速控制不易實現(xiàn)。而在包含效率優(yōu)化控制的超聲波電機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中，為實現(xiàn)效率優(yōu)化而進行的調(diào)節(jié)作用成為轉(zhuǎn)速控制的另一擾動源，進一步增加了控制難度。本文針對這一問題，研究超聲波電機效率優(yōu)化系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速自適應控制，包括極點配置自校正和基于Hammerstein模型的非線性自適應控制兩種轉(zhuǎn)速控制策略

2、，并進行了細致的實驗研究。
　　本文給出的針對超聲波電機的極點配置自校正轉(zhuǎn)速控制策略，通過在線辨識獲取時變模型參數(shù)，據(jù)此校正控制器參數(shù)。其中在線辨識算法參數(shù)初值的確定方法，解決了利用少量數(shù)據(jù)進行合理辨識的問題。實驗表明所提策略魯棒性較強，且相對簡單。
　　基于實驗數(shù)據(jù)，采用粒子群優(yōu)化算法辨識得到了超聲波電機驅(qū)動系統(tǒng)的非線性Hammerstein模型。該模型由靜態(tài)非線性和動態(tài)線性兩部分串聯(lián)而成，能夠以相對簡單的形式表述超聲波電

3、機的非線性特性。所得模型的仿真計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)接近，表明了建模方法的合理性和所建模型的有效性。
　　基于所建模型，給出了超聲波電機非線性多步預測自校正轉(zhuǎn)速控制策略。該模型由靜態(tài)非線性部分和動態(tài)線性部分串聯(lián)而成，對非線性部分引入逆多項式進行抵消。根據(jù)超聲波電機的時變非線性特點，設(shè)計了直接多步預測自校正控制策略對Hammerstein模型線性部分進行有效控制。論文給出了仿真與實驗相結(jié)合的控制器參數(shù)整定方法，多種擾動情況下的實驗表明了