基于自適應(yīng)控制的直線電機(jī)位置控制研究.pdf

1、永磁直線電機(jī)是一個(gè)具有明顯非線性特性的時(shí)變系統(tǒng)對(duì)象，直線電機(jī)擾動(dòng)和參數(shù)變化更敏感。此外，由于周期性齒槽力和力波動(dòng)，使得某些有鐵芯的線性電機(jī)受到顯著的非線性效應(yīng)，常用的控制結(jié)構(gòu)直接用于具有高頻響特性的直線電機(jī)時(shí)，無法充分發(fā)揮直線電機(jī)的高速性能。
　　為此本文應(yīng)用相對(duì)成熟的自適應(yīng)控制策略，針對(duì)直線電機(jī)的強(qiáng)非線性及時(shí)變特性，在系統(tǒng)辨識(shí)的基礎(chǔ)上，從模型參考自適應(yīng)控制和自校正控制兩個(gè)方向研究直線電機(jī)位置控制。以實(shí)際中三階點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的軌跡（S型加

2、減速）為輸入，采用局部參數(shù)最優(yōu)的MIT方案、基于全局穩(wěn)定性方案和自校正控制方案來設(shè)計(jì)控制器，經(jīng)仿真和實(shí)驗(yàn)效果對(duì)比證明在Lyapunov控制器下獲得更小的超調(diào)量和更短的調(diào)節(jié)時(shí)間，具有更好的控制性能，達(dá)到了直線電機(jī)對(duì)位置信號(hào)快速響應(yīng)的要求和較高位置精度的要求。
　　本文搭建了永磁同步直線電機(jī)數(shù)學(xué)模型，基于辨識(shí)原理創(chuàng)作了通用的系統(tǒng)辨識(shí)軟件，根據(jù)直線電機(jī)實(shí)際位置輸入輸出，辨識(shí)出直線電機(jī)傳遞函數(shù)參數(shù)。用PID閉環(huán)來消除電流環(huán)和速度環(huán)未建模部

3、分對(duì)模型精準(zhǔn)度的影響，通過與實(shí)際前饋迭代辨識(shí)出來的精確模型對(duì)比，獲得直線電機(jī)位置閉環(huán)傳遞函數(shù)。在保證原有特性下合理降階，并將降階的傳遞函數(shù)與原有傳遞函數(shù)位置輸出和bode圖對(duì)比，證明其合理性，獲得簡化永磁同步直線電機(jī)二階數(shù)學(xué)模型。
　　進(jìn)一步的針對(duì)其模型，采用模型參考自適應(yīng)控制局部參數(shù)最優(yōu)MIT方法和李雅普諾夫方法設(shè)計(jì)位置閉環(huán)控制器，并詳細(xì)討論兩種方法構(gòu)造的自適應(yīng)控制律穩(wěn)定性和控制器參數(shù)選擇。解決了控制器增益和軌跡信號(hào)快速跟蹤響應(yīng)