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《沈阳工业大学》 2007年
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永磁直线同步电动机的二阶滑模控制

杨雪  
【摘要】: 自80年代以来,永磁交流伺服技术得到了迅速发展,利用永磁直线同步电动机构成的系统也越来越呈现多样化和复杂化,对伺服控制提出了更高的要求,即系统伺服系统具有较强的速度跟踪能力和抗干扰能力。滑模变结构控制理论以其响应快、鲁棒性好、设计实现方便等优点,已被逐步应用于电力传动控制领域。但在实际工程应用中存在着一个严重的问题——抖振问题,即开关控制造成的高频抖动。原因在于许多实际控制器、执行机构无法实现高频切换,而且系统在稳态时有稳态误差,甚至高频振动会导致系统元件损坏等不良后果。该论文在对永磁同步电动机的数学模型和控制理论进行全面、深入研究的基础上,应用二阶滑模变结构控制理论,克服系统的参数变化和外界扰动的不良影响,以实现高性能、鲁棒性强的交流伺服系统。 该论文在介绍传统滑模的基础上,阐述了高阶滑模基本理论,说明了高阶滑模控制可以削弱抖振的原因,以二阶滑模控制方法为重点,介绍了二阶滑模控制的基本原理和几种算法,并分别针对连续和离散的永磁同步直线电动机伺服系统详细研究了螺旋算法和超螺旋算法,仿真结果表明二阶滑模不仅保留了传统滑模的所有优点,而且明显地削弱了抖振现象。 由于永磁同步直线电动机伺服系统具有多重时标的特性,因此可将奇异摄动理论与二阶滑模理论相结合,以解决永磁直线电动机伺服系统模型中非线性和变量间的耦合问题。首先利用奇异摄动理论将伺服系统分解为两个不同时标的子系统,然后采用二阶滑模算法——超螺旋算法分别设计快变和慢变子系统的控制律,再由子系统的控制律合成得到永磁直线同步电机的复合控制。这样还可以降低了控制器设计过程的复杂程度。奇异摄动方法主要有准稳态法和块对角化法,分别针对时标差异较小和较大的系统,该论文采用不同的永磁直线同步电机作为被控对象来验证这两种方法的有效性。仿真结果表明这种策略不仅使PMLSM伺服系统具有较好的速度跟踪能力,而且可以保证系统对负载干扰和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性。
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM341

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈吉超;直接驱动XY平台的全局快速Terminal滑模轮廓控制[D];沈阳工业大学;2011年
2 周宇友;基于二阶滑模的发动机转速控制研究[D];南京理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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10 姚兆;刘杰;李允公;衣英刚;高飞;;陀螺稳定平台的滑膜变结构控制实验研究[J];兵工学报;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金尚泰;侯忠生;王卫红;;无模型自适应控制方法在永磁直线电机控制中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 杨林;樊立萍;;基于模糊的电气伺服系统等效滑模变结构控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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4 刘青松;王瑞明;王斌;蒋静坪;;基于思维进化算法的滑模控制感应电机伺服驱动系统研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 赵林坤;樊绍胜;;基于闭环增益成形的风力发电转速鲁棒控制[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 张欣;王云宽;郑军;;永磁同步电机矢量控制安排过渡过程方法的研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
7 刘现明;高存臣;;基于观测器的时变时滞离散系统的变结构控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 闫士杰;王旭;;基于H∞性能的微型燃机自适应模糊控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
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10 黄凯;吴汉松;陈少昌;;基于Runge-Kutta法的连续变结构系统计算机仿真[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
2 刘翔宇;基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D];合肥工业大学;2010年
3 邵宗凯;无刷双馈电机建模及智能控制策略研究[D];华中科技大学;2010年
4 权建洲;高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制[D];华中科技大学;2010年
5 杨通;高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究[D];华中科技大学;2010年
6 陈江辉;Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究[D];华南理工大学;2010年
7 詹跃东;质子交换膜燃料电池的综合智能协调控制研究[D];昆明理工大学;2010年
8 张志锋;感应电机无速度传感器直接转矩控制关键技术研究[D];沈阳工业大学;2010年
9 胡庆;高层电梯垂直运动的鲁棒控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
10 关丽荣;基于反推技术的永磁直线同步电机控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
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1 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
2 张蛟龙;平面二级倒立摆的控制策略研究[D];河南理工大学;2010年
3 王旭强;圆筒型永磁直线同步电机电磁性能及温度场研究[D];河南理工大学;2010年
4 何凤平;迟滞系统的滑模变结构控制算法研究[D];浙江理工大学;2010年
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6 张杰;近水面作业的机器人综合减摇机理研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 姜辉;二级倒立摆控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 张杰;永磁同步电机伺服系统矢量控制的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 朱志伟;基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器研究[D];大连理工大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵希梅;郭庆鼎;;为提高轮廓加工精度采用DOB和ZPETC的直线伺服鲁棒跟踪控制[J];电工技术学报;2006年06期
2 陆华才;徐月同;杨伟民;陈子辰;;永磁直线同步电机进给系统模糊PID控制[J];电工技术学报;2007年04期
3 王波,梁迎春,董申;超精密机床模糊轮廓控制技术研究[J];哈尔滨工业大学学报;2005年06期
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9 林家春;李伟;赵彤;王先逵;刘成颖;;永磁直线同步电动机推力波动抑制策略[J];控制理论与应用;2007年03期
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1 庄开宇;变结构控制理论若干问题研究及其应用[D];浙江大学;2002年
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6 毛小兵;变结构控制理论在非线性发动机调速系统中的应用研究[D];武汉理工大学;2008年
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8 邵金菊;汽油发动机转速变增益鲁棒控制的研究[D];南京航空航天大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 康宇;滑模变结构理论的研究与运用[D];合肥工业大学;2002年
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7 宋杨;基于l_1控制的XY平台直线伺服系统轮廓跟踪控制[D];沈阳工业大学;2008年
8 金抚颖;基于等效误差的直接驱动X-Y平台轮廓控制研究[D];沈阳工业大学;2010年
【二级引证文献】
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1 林淑;双直线电机数控平台精密轮廓跟踪控制补偿方法研究[D];沈阳工业大学;2012年
【二级参考文献】
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【相似文献】
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5 赵丽君,崔皆凡,王成元;永磁直线同步电动机直接推力控制系统研究[J];沈阳工业大学学报;2005年03期
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7 王福忠,苏波,袁世鹰;分段式永磁直线同步电动机动子位置(功角)和速度的测量[J];电工技术学报;2004年11期
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9 张美玉,余佩琼;永磁直线同步电机矢量控制系统研究[J];浙江工业大学学报;2003年04期
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2 司纪凯;焦留成;汪旭东;袁世鹰;;永磁直线同步电动机初级绕组的磁势分析[A];2004年全国直线电机学术年会论文集[C];2004年
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4 黄广霞;袁世鹰;汪旭东;;永磁直线同步电动机温度场的研究[A];2006年全国直线电机学术年会论文集[C];2006年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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4 辛焕海;参数不确定性和饱和非线性对电力系统稳定影响的研究[D];浙江大学;2007年
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8 司纪凯;SPWM电压源供电的永磁直线同步电机特性研究[D];中国矿业大学;2008年
9 王艳敏;柔性机械手非奇异终端滑模控制方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
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1 杨雪;永磁直线同步电动机的二阶滑模控制[D];沈阳工业大学;2007年
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3 林学渊;含有分数阶导数的两类奇摄动问题的研究[D];东华大学;2009年
4 赵希梅;永磁直线交流伺服系统的鲁棒跟踪控制研究[D];沈阳工业大学;2006年
5 李宝智;高精高速数控机床直接驱动系统鲁棒抑振控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
6 陈华雄;强非线性系统极限环近似的奇异摄动方法[D];福建师范大学;2012年
7 王建峰;伺服用永磁直线同步电动机的研究[D];太原理工大学;2003年
8 蹇林旎;永磁直线同步电动机直接牵引力控制及无机械位置传感器研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
9 张盛锋;永磁直线同步电动机关键技术的研究[D];沈阳工业大学;2007年
10 吴晓霞;垂直运动永磁直线同步电动机的仿真研究[D];太原理工大学;2007年
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