基于平面倒立擺的雙永磁同步電動機協(xié)調(diào)控制的研究.pdf

1、隨著社會和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人們對工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，這使得在工業(yè)生產(chǎn)過程中，對控制系統(tǒng)的要求不斷提高，針對一臺電動機的控制已經(jīng)不太能滿足這種發(fā)展的需要。如何控制多臺電動機進行協(xié)調(diào)運行，滿足特殊場合對多電動機運行性能的要求在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中顯得越來越重要。
　　多電動機的協(xié)調(diào)控制主要分為兩種方式：同步協(xié)調(diào)控制和異步協(xié)調(diào)控制。同步協(xié)調(diào)控制指的是在控制系統(tǒng)中，不同的電動機同時跟蹤相同的位置、速度或轉(zhuǎn)矩給定，并相互協(xié)調(diào)運行，使系統(tǒng)實

2、現(xiàn)期望的跟蹤性能。異步協(xié)調(diào)控制則是使多臺電動機同時跟蹤不同的位置、速度或者轉(zhuǎn)矩給定，多用于實現(xiàn)系統(tǒng)的非線性跟蹤。本文將以雙永磁同步電動機作為控制對象，從同步協(xié)調(diào)和異步協(xié)調(diào)兩個方面分別進行多電動機協(xié)調(diào)控制方法的研究。
　　論文首先介紹了永磁同步電動機的數(shù)學(xué)模型，分析了永磁同步電動機的矢量控制和空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，并給出了永磁同步電動機控制的仿真模型。然后，詳細介紹了多電動機的同步協(xié)調(diào)控制方法，將交叉耦合控制算法應(yīng)用到雙永磁同步電動

3、機的同步協(xié)調(diào)控制中，通過Matlab/Simulink模型對交叉耦合PID控制算法在多電動機同步控制中的有效性進行了仿真分析。
　　在多電動機異步協(xié)調(diào)控制方面，本文將平面倒立擺做為控制對象引入雙永磁同步電動機的協(xié)調(diào)控制研究中，通過實現(xiàn)平面倒立擺系統(tǒng)的跟蹤控制驗證雙電動機異步協(xié)調(diào)控制的有效性。論文先建立了平面倒立擺系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，在此模型的基礎(chǔ)上，采用雙永磁同步電動機做為驅(qū)動單元，通過PID控制算法驅(qū)動平面倒立擺系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)對給定

4、軌跡的位置跟蹤仿真，仿真實驗的結(jié)果表明PID控制算法能夠有效地實現(xiàn)雙永磁同步電動機的異步協(xié)調(diào)控制。
　　最后，論文以固高科技有限公司設(shè)計生產(chǎn)的基于雙永磁同步電動機的平面倒立擺實物平臺為例，首先通過PID控制算法驅(qū)動永磁同步電動機，使平面倒立擺平臺在雙永磁同步電動機的協(xié)調(diào)控制作用下分別跟蹤直線、正方形和圓形等三種軌跡，有效地實現(xiàn)了雙永磁同步電動機的協(xié)調(diào)運行；然后采用LQR控制方法對平面倒立擺系統(tǒng)進行穩(wěn)擺實驗，使平面倒立擺在雙永磁同步