交流電動機的模糊自適應(yīng)動態(tài)面控制.pdf

1、近幾年，交流電動機憑借其結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可靠耐用等優(yōu)點逐步取代了直流電動機，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。交流電動機是一個高階、強耦合、多變量、參數(shù)時變的非線性系統(tǒng)；研究先進(jìn)的控制策略，提高交流電動機調(diào)速系統(tǒng)運行效率以及動靜態(tài)性能，是一項富有理論意義和實際應(yīng)用價值的研究課題。針對經(jīng)典交流電動機控制方法的一些不足，本文結(jié)合動態(tài)面技術(shù)和自適應(yīng)反步法研究了永磁同步電動機和考慮鐵芯損耗的異步電動機的模糊自適應(yīng)位置跟蹤控制策略，利用模糊邏輯系統(tǒng)

2、處理系統(tǒng)中的未知非線性項，結(jié)合動態(tài)面技術(shù)和反步控制構(gòu)建非線性控制器，有效克服了未知參數(shù)的影響，消除了傳統(tǒng)反步法中的“計算爆炸”問題，實現(xiàn)了對交流電動機的高品質(zhì)控制。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了一類單輸入單輸出嚴(yán)格反饋非線性系統(tǒng)的自適應(yīng)模糊動態(tài)面跟蹤控制策略。利用模糊邏輯系統(tǒng)逼近系統(tǒng)中的非線性函數(shù)，通過引入動態(tài)面技術(shù)使用一階低通濾波處理虛擬控制函數(shù)來克服“計算爆炸”問題，采用反步法來構(gòu)造自適應(yīng)模糊控制器，并利用李雅普諾夫方法分

3、析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該控制器可以保證系統(tǒng)的有界性和良好的跟蹤性能。⑵研究了基于動態(tài)面技術(shù)和模糊逼近原理，采用自適應(yīng)反步法設(shè)計了永磁同步電動機的位置跟蹤控制策略。利用模糊邏輯系統(tǒng)逼近永磁同步電動機系統(tǒng)中的非線性函數(shù)；通過引入一階低通濾波處理虛擬控制信號來消除“計算爆炸”問題，采用反步法構(gòu)造閉環(huán)系統(tǒng)的真實控制器，利用李雅普諾夫方法分析了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。所設(shè)計的控制器能夠保證系統(tǒng)能夠快速跟蹤給定的信號，閉環(huán)系統(tǒng)所有的信號都是有界的，而且能夠克

4、服系統(tǒng)參數(shù)未知及負(fù)載擾動的影響。仿真結(jié)果最終驗證了該方法的有效性。⑶針對考慮鐵損的異步電動機動態(tài)模型，基于動態(tài)面技術(shù)，設(shè)計了一種新型的自適應(yīng)模糊位置跟蹤控制器。利用模糊邏輯系統(tǒng)逼近異步電動機傳動系統(tǒng)中的非線性函數(shù)，通過引入動態(tài)面技術(shù)處理虛擬控制函數(shù)消除傳統(tǒng)反步設(shè)計中由于對虛擬控制函數(shù)進(jìn)行連續(xù)求導(dǎo)而引起的“計算爆炸”問題，結(jié)合自適應(yīng)技術(shù)對模糊系統(tǒng)的未知參數(shù)進(jìn)行估計，同時采用反步法設(shè)計系統(tǒng)的控制器。所設(shè)計的控制器只包含一個自適應(yīng)參數(shù)，且結(jié)構(gòu)