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《沈阳工业大学》 2011年
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永磁直线电机伺服系统时变滑模控制

杨岚  
【摘要】:本文以国家自然科学基金及辽宁省科技厅重点项目为背景,研究在现代高档数控机床中应用的永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服进给系统,针对直线电机伺服系统的全局鲁棒性和快速性要求,在滑模控制理论的基础上,进一步研究了时变滑模和时变非线性滑模控制,主要研究内容如下: 首先,针对传统滑模控制系统在滑模的到达阶段鲁棒性差的缺陷,为实现系统的全局鲁棒性,设计了系统的时变滑模位置控制器,设计一种时变滑模线,使得系统的状态变量从开始就在滑模线上运动,去除了到达阶段,并且考虑到实际系统中控制信号电流受限制,通过最小化误差绝对值的积分(IAE)最优化控制器参数,使得在满足控制信号受限的前提下,系统有尽可能快的响应速度。 其次,由于传统的线性滑模控制系统阻尼系数是固定的,是考虑了系统超调和响应速度的折中选择,影响了系统的响应速度,因此设计了时变非线性滑模位置控制器,设计了一种时变非线性滑模线,使得阻尼系数从开始的低值变化到最后的高值,在没有超调的前提下,既保证了系统的全局鲁棒性又提高了系统的响应速度。本文对两种控制器下的控制系统进行了仿真对比研究。仿真结果表明这两种控制方法均能实现系统的全局鲁棒性,其中时变非线性滑模控制系统有更快的响应速度。
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