收藏本站
《华中科技大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

交流伺服系统自适应滑模控制理论与方法研究

万宇宾  
【摘要】:交流伺服系统在当代高科技领域担当着重要角色,在一些对性能、容量、可靠性有较高要求的应用场合,交流伺服系统更具有独到的优势。然而交流电机是一类高阶、非线性、强耦合的多变量系统,分析设计中对其模型多采用近似,实际应用中参数不确定性、未建模动态以及外扰对系统的位置跟踪性能必然产生不利影响,因此研究伺服系统的鲁棒性,探讨新的设计方法和途径成为热点之一。 作者在查阅大量国内外文献基础上,以感应电机伺服系统为对象,对自适应滑模控制设计理论与方法进行了较深入的研究,着重探讨提高鲁棒性、改善系统瞬态及稳态性能的方法与途径。 论文较全面地综述了滑模控制国内外研究现状和发展趋势,总结了滑模控制在伺服及相关领域的研究成果、应用情况以及存在的问题。 简要分析了交流伺服系统数学模型及一般设计要求,在此基础上,将直接自适应方法与传统滑模控制相结合提出直接自适应滑模控制Ⅰ型(DASMC-Ⅰ)控制策略,利用在线参数估计和开关控制分别实现对未知参数及外扰高频分量的鲁棒性,有效削弱了振颤,同时实现了较好的稳态性能;将该策略推广至汇总外扰高频分量边界未知的情况,得到直接自适应滑模控制Ⅱ型(DASMC-Ⅱ)控制策略,在设计中提出一种基于双层嵌套修正的改进型边界估计方法,解决了现有方法中普遍存在的边界估计值恒增问题;对两种策略分别通过Lyapunov分析证明了伺服系统的全局一致最终有界性,同时得出稳态及瞬态性能的参数化形式。 初始参数估计误差、参数突变、非持续激励等情况均可能引起瞬态过程,而瞬态性能的好坏对伺服系统的跟踪误差峰值及恢复时间均有较大影响。在深入分析各种自适应方法特性的基础上,提出一种复合自适应方法滑模控制(CASMC), Lyapunov分析表明,该策略可实现持续激励条件下跟踪误差和参数估计误差在较大范围内的指数收敛,瞬态特性更为清晰;针对参数大范围突变对跟踪误差峰值的影响,将多模自适应框架应用于CASMC,构造了一种新颖的多模复合自适应滑模控制(MMCASMC),在设计中提出一种基于双路滤波的改进型多模辨识、切换方案,以提高响应快速性。 针对参数动态、结构性扰动对自适应滑模控制稳态性能的冲击,本文进一步结合自适应拟合控制思想,提出基于神经网络的增强型自适应滑模控制(EASMC)。设计中,根据实时控制的需要提出一种可灵活配置的通用型3层前馈神经网络,并采用结构化补偿方式以充分利用其描述能力;以权值伪边界估计为基础,将不连续投影修正引入权值自适应律以实现权值估计误差有界;构造了基于改进型边界估计方法的自适应开关控制用于补偿包含重建误差、泰勒序列高阶尾项、非结构性扰动等在内的综合等价扰动项;证明了策略的稳定性,并从参数时变性的角度阐述了EASMC在稳态性能上的优势。 构建了基于Matlab/Simulink的仿真平台,对文中提出的算法进行了大量仿真研究,以证实策略的有效性和可行性;研制了基于以太网的嵌入式交流伺服系统实验平台,在此平台上对所设计的部分控制策略进行了实验研究。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李业正 ,李晓平;交流传动与交流伺服系统[J];兵工自动化;1989年01期
2 赵金;万淑云;孙晓鹏;王离九;;交流伺服系统基于滑模变结构理论的控制方案综述[J];电气传动;1996年01期
3 符建国 ,曾庆军,谢成祥,黄国建;交流伺服系统的离散模糊滑模控制[J];电气传动;2002年06期
4 杨霞,孙一丹,苗红;交流调速系统控制策略的研究[J];沈阳工业大学学报;2002年02期
5 黄立培,李永东;交流伺服系统的发展趋势及有关技术问题[J];电气应用;1990年06期
6 王国桂;交流伺服系统的瞬时速度检测与参数辩识[J];舰载武器;1995年01期
7 张井岗,刘志运,裴润;交流伺服系统的二自由度内模控制[J];电工技术学报;2002年04期
8 何文中,曾玉金;基于双模模糊神经控制的交流伺服系统[J];有色冶金设计与研究;2003年S1期
9 ;英威腾伺服:闯出一片天——英威腾伺服用户访谈[J];伺服控制;2010年05期
10 ;英威腾进军伺服正当时业界专家寄厚望——伺服领域专家联合采访[J];伺服控制;2010年06期
11 孙宜标,郭庆鼎,石丽梅;基于推力观测器的直线式交流伺服系统滑模变结构控制[J];电工技术学报;1998年02期
12 陈志梅,张井岗,曾建潮;交流伺服系统的积分模糊滑模控制[J];电机与控制学报;1999年01期
13 李成桐;张敬宾;丁原彦;;新一代伺服系统的现状与展望[J];国内外机电一体化技术;1999年04期
14 李久胜,王炎;基于滑模原理的鲁棒交流伺服控制器[J];哈尔滨工业大学学报;2000年02期
15 彭伟发,赵金,杨璐,万淑芸;交流伺服系统新型控制器的设计[J];工矿自动化;2002年05期
16 闵松,彭伟发,赵金,杨璐,万淑芸;交流伺服系统新型控制器的设计[J];电力系统及其自动化学报;2002年03期
17 孔慧芳,张崇巍;自适应神经元控制器在交流伺服系统中的应用[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年07期
18 张卫国;;交流伺服系统在冷弯设备中的应用[J];电气时代;2006年05期
19 ;卷首语[J];伺服控制;2007年03期
20 张松涛;;AMK交流伺服系统在ZL26滤棒成型机中的应用[J];电气时代;2010年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 潘红华;由大德;张圣云;汪德虎;;交流伺服系统的预测函数控制[A];2001中国控制与决策学术年会论文集[C];2001年
2 项顺伯;阮学斌;;模糊神经PID在交流伺服系统中的应用[A];第七届工业仪表与自动化学术会议论文集[C];2006年
3 谢成祥;曾庆军;徐绍芬;周耀庭;;交流伺服系统模糊滑模控制器设计[A];2001年中国智能自动化会议论文集(上册)[C];2001年
4 辜小兵;房庆海;金传付;;一种交流伺服驱动器主回路的设计与实现[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年
5 李礼;;交流伺服系统(电子齿轮)在ZJ15卷接机组改进中的应用[A];河南省烟草学会2005年学术交流年会论文集[C];2006年
6 蔡文忠;;XH754数控加工中心的维修与改造[A];设备维修与改造技术论文集[C];2000年
7 陈晓青;姜木林;秦忆;陶绪楠;;交流伺服系统中PI参数微机自整定[A];1992年中国控制与决策学术年会论文集[C];1992年
8 郭庆鼎;李蒙;;PID控制器参数的遗传算法优化设计[A];1999中国控制与决策学术年会论文集[C];1999年
9 裘君;赵光宙;刘栋良;王家军;;交流伺服系统逆变器死区效应分析及其补偿策略[A];第12届全国电气自动化与电控系统学术年会论文集[C];2004年
10 郭庆鼎;张万利;付强;马俊芳;;基于减少系统抖动的交流伺服系统的变结构加速度控制[A];1993中国控制与决策学术年会论文集[C];1993年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 田印福;对无料钟高炉布料控制应用交流伺服系统的探讨[N];中国冶金报;2004年
2 吴红梅;我省两个重大项目通过“大考”[N];新华日报;2010年
3 叶香玉;哈工大新型机器人齐亮相[N];中国航天报;2004年
4 广西大学社会科学与管理学院 陈德权;西部高新区发展研究[N];中国高新技术产业导报;2002年
5 山西 王功胜;数控机床故障检修(四)[N];电子报;2009年
6 张友根;挤出设备朝更节能的方向创新发展[N];中国包装报;2010年
7 俞巧云 刘尹武 魏川雄 李强;江宁:零投资环境引来高科技人才群[N];新华日报;2010年
8 吕渭贤;应用变频器中心卷绕功能精确控制张力[N];中国纺织报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郑伟峰;交流伺服系统无时滞反馈高响应驱动控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 覃海涛;交流伺服系统自调整技术研究[D];华中科技大学;2011年
3 刘杰;同周期控制交流伺服系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 丁信忠;基于工业以太网的总线型交流伺服系统关键技术研究[D];山东大学;2012年
5 何光东;交流伺服控制技术研究[D];浙江大学;1998年
6 王宏佳;微小型高性能永磁交流伺服系统研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
7 陈晓青;高性能交流伺服系统的研究与开发[D];浙江大学;1996年
8 王杰;高精度交流伺服系统的新型控制策略[D];浙江大学;1996年
9 葛宝明;交流传动系统的新型控制策略[D];浙江大学;2000年
10 孙凯;自抗扰控制策略在永磁同步电动机伺服系统中的应用研究与实现[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王延龙;分阶段模糊滑模控制在交流伺服系统中的研究[D];沈阳工业大学;2005年
2 李超;基于PC机的开放式直线交流伺服系统的研究[D];沈阳工业大学;2004年
3 张磊;基于CAN总线的全数字交流伺服系统的研究与开发[D];山东大学;2005年
4 苗宇;基于绝对编码器的全数字化交流伺服系统的研究[D];沈阳工业大学;2007年
5 王川;基于DSP的交流伺服驱动系统的研究与设计[D];合肥工业大学;2009年
6 唐令波;基于PMAC的磨料水射流数控系统的研究[D];西华大学;2009年
7 李路菁;基于DSP的永磁同步电机伺服系统的研究[D];南京航空航天大学;2005年
8 万筱剑;数控机床进给用交流伺服驱动系统的研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
9 赵琦;高性能交流伺服数控平台的研究与开发[D];河北工业大学;2006年
10 邢作常;车床数控交流伺服系统软件研究[D];西北农林科技大学;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978