基于分數(shù)階PIλ的交流伺服系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、交流伺服系統(tǒng)因控制精度高，性能好在工業(yè)生產(chǎn)中得到了普遍的應用，然而隨著工業(yè)自動化的快速發(fā)展，人們對交流伺服系統(tǒng)控制性能的要求也在不斷提高。PID控制器依舊是交流伺服系統(tǒng)普遍采用的控制方式，雖然其結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，但在系統(tǒng)參數(shù)變化以及外部干擾存在時其魯棒性不夠理想。近年來，由于分數(shù)階微積分理論的快速發(fā)展，分數(shù)階控制器得到了廣泛的研究，它表現(xiàn)出了比傳統(tǒng) PID控制器更為優(yōu)越的性能。本文以提高交流伺服系統(tǒng)控制性能為目標，研究分數(shù)階控制器在交

2、流伺服系統(tǒng)中的應用。
　　首先，本文介紹了分數(shù)階控制理論和永磁同步電機的數(shù)學模型，探討了永磁同步電機交流伺服系統(tǒng)的矢量控制原理，分析了伺服系統(tǒng)的電流環(huán) PI控制器、速度環(huán)PI控制器和分數(shù)階 PIλ控制器的設計方法，研究了空間矢量脈寬調(diào)制技術，并在此基礎上搭建了永磁同步電機交流伺服系統(tǒng)的仿真模型。通過對分別使用整數(shù)階 PI控制器和分數(shù)階 PIλ控制器的伺服系統(tǒng)進行仿真實驗，得到的結(jié)果表明分數(shù)階 PIλ控制器可以有效地提高伺服系統(tǒng)的抗

3、干擾能力。
　　其次，針對伺服系統(tǒng)的分數(shù)階 PIλ控制器參數(shù)較多，整定困難，設計了一種基于差分進化算法的控制器參數(shù)優(yōu)化方法。由于標準的差分進化算法存在著不足，通過改變初始進化群體的選取方式，為變異因子和交叉概率設計動態(tài)的調(diào)節(jié)策略來改進算法，并利用測試函數(shù)驗證了算法改進的正確性。之后，將改進的算法運用于交流伺服系統(tǒng)分數(shù)階 PIλ控制器的參數(shù)尋優(yōu)上，仿真實驗表明，改進的算法能夠快速的搜索到伺服系統(tǒng)理想的控制器參數(shù)值，實現(xiàn)控制器參數(shù)的離