嚙合電動機非線性建模與優(yōu)化控制技術研究.pdf

1、微型大扭矩嚙合電動機把減速器與伺服電機結合一體，是一種新型的磁阻類電機。嚙合電動機自身的結構及運行特點決定了其機電特性和控制方式與傳統(tǒng)電機存在著明顯的不同，本文從建模、轉(zhuǎn)矩脈動抑制和控制方法研究三個方面對其進行研究。
　　 建立嚙合式電機的模型是提高其系統(tǒng)控制性能的關鍵。本文在實際測量電機磁鏈及轉(zhuǎn)矩特性的基礎上，通過擬合磁化曲線得到磁鏈的非線性解析式，運用虛位移原理計算嚙合電動機的矩角特性，并將自適應的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡用于嚙合電動機

2、的建模中，獲得了良好的效果。仿真結果表明，此方法對分析嚙合電動機及其驅(qū)動系統(tǒng)在各種控制方式下的運行性能具有一定的參考價值。為實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化，控制策略研究，系統(tǒng)動、靜態(tài)性能分析，創(chuàng)造了條件。
　　 轉(zhuǎn)矩脈動嚴重是嚙合電動機存在的突出問題，本文分析了續(xù)流方式和開關角對轉(zhuǎn)矩脈動的影響，設計了基于優(yōu)化電流波形的瞬時轉(zhuǎn)矩控制方案，根據(jù)轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)對各項轉(zhuǎn)矩進行分配，利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡實時優(yōu)化出期望轉(zhuǎn)矩所需要的相電流波形，從而實現(xiàn)嚙合電動機

3、的低轉(zhuǎn)矩脈動控制。
　　 減小轉(zhuǎn)矩脈動通常是以降低系統(tǒng)效率為代價的，本文提出了既能減小轉(zhuǎn)矩脈動又能優(yōu)化系統(tǒng)效率的嚙合電動機高性能系統(tǒng)的設計方案，通過選擇換相點以使系統(tǒng)運行在效率最高點，并用轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)優(yōu)化電流波形，仿真結果驗證了方案的有效性。
　　 嚙合電動機磁路高度飽和以及變量的嚴重非線性導致傳統(tǒng)的控制方法無法達到理想的動態(tài)性能指標。本文將模糊控制引入嚙合電動機的控制中，用以改善系統(tǒng)的動態(tài)性能，針對常規(guī)模糊控制存在的穩(wěn)