超聲波電機迭代學習控制策略研究.pdf

1、超聲波電機是一種新型微特電機，具有低速大轉矩、無電磁干擾、運行效率高等諸多優(yōu)點，能夠滿足現代自動化設備對其驅動源日益提高的性能要求，已廣泛應用于工業(yè)運動控制場合。但超聲波電機也具有明顯的非線性和時變特性，影響著電機系統(tǒng)的運行性能。為改善控制性能且不顯著增加系統(tǒng)算法復雜度，本文嘗試將結構相對簡單的迭代學習控制策略應用于超聲波電機運動控制。
　　基于超聲波電機的頻率-轉速控制模型，建立超聲波電機的線性迭代學習轉速控制系統(tǒng)，分別設計了開

2、環(huán) PD型、閉環(huán) PD型迭代學習兩種轉速控制器。仿真表明，控制效果較好，且閉環(huán)迭代學習的控制效果優(yōu)于開環(huán)情況。
　　采用超聲波電機非線性Hammerstein模型，分別設計了閉環(huán)PID型迭代學習轉速控制策略、開閉環(huán)PID型迭代學習轉速控制策略。分析表明，開閉環(huán)PID迭代學習控制策略具有開環(huán)可及時處理誤差信號和閉環(huán)能維持系統(tǒng)穩(wěn)定的優(yōu)點，系統(tǒng)動態(tài)性能有所改善。同時，當系統(tǒng)中含有內部擾動或噪聲時，在控制量中引入遺忘因子與一階濾波器，可提

3、高系統(tǒng)魯棒性和迭代精度。在迭代學習轉速控制效果良好的基礎上，設計位置外環(huán)PI控制器，構成超聲波電機位置控制系統(tǒng)。通過整定位置控制器參數，在不同位置給定下，得到較好的位置控制效果。
　　針對超聲波電機的控制非線性與時變特性，給出了基于非線性正割迭代學習的超聲波電機轉速控制策略。根據實驗結果和超聲波電機具體時變的情況，對控制策略的形式進行了調整。實驗表明，改進的非線性正割迭代學習控制策略，即加入當前誤差信號的非線性正割迭代學習控制器。