分數(shù)階控制算法在永磁交流伺服系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用.pdf

1、分數(shù)階微積分出現(xiàn)了300多年，許多學者對分數(shù)階微積分做了研究。由于利用分數(shù)階理論對系統(tǒng)建模能夠更準確的反應(yīng)系統(tǒng)的動力學特性，因此分數(shù)階微積分被廣泛應(yīng)用到了交通、軍事和工業(yè)控制等領(lǐng)域中。
　　本文針對某實際的大慣量時滯伺服系統(tǒng)，引入分數(shù)階控制思想，設(shè)計分數(shù)階PIλDμ控制器，并實現(xiàn)分數(shù)階控制器的參數(shù)自整定，以改善伺服系統(tǒng)的控制效果。首先，對分數(shù)階微積分的理論基礎(chǔ)做了分析研究。接著，分析了分數(shù)階PIλDμ控制器結(jié)構(gòu)特點和各參數(shù)對控制器

2、效果的影響，針對某大慣量時滯伺服系統(tǒng)，提出了在系統(tǒng)增益發(fā)生變化時具有魯棒性的分數(shù)階PIλDμ控制器的參數(shù)整定方法。MATLAB仿真結(jié)果表明，利用增益魯棒分數(shù)階PIλDμ控制器對系統(tǒng)進行校正可以取得良好的動態(tài)性能，而且在系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時具有很強的魯棒性。
　　然后，研究了基于改進粒子群算法的分數(shù)階PIλDμ控制器參數(shù)的自整定方法。分析了粒子群算法的基本流程和搜索的不足之處，對粒子群算法的速度更新公式做了改進，并通過實驗證明了該方法

3、的優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于改進粒子群算法的分數(shù)階控制器參數(shù)的自整定方法，并在MATLAB環(huán)境下對得到的控制器參數(shù)進行仿真。
　　最后，以DSP28335為主芯片完成控制器的硬件設(shè)計，并和交流永磁同步電機、測試系統(tǒng)相連作為系統(tǒng)的硬件平臺。將分數(shù)階控制算法和前饋控制、分區(qū)PID控制方法相結(jié)合，在ccs平臺下實現(xiàn)了分數(shù)階復合控制算法的軟件設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)進行聯(lián)機調(diào)試，對系統(tǒng)的控制性能進行跟蹤測試。