超聲波電機迭代學(xué)習(xí)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(zhuǎn)矩、無電磁干擾、運行效率高等諸多優(yōu)點，能夠滿足現(xiàn)代自動化設(shè)備對其驅(qū)動源日益提高的性能要求，已廣泛應(yīng)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(fù)雜度，本文嘗試將結(jié)構(gòu)相對簡單的迭代學(xué)習(xí)控制策略應(yīng)用于超聲波電機運動控制。
　　基于超聲波電機的頻率-轉(zhuǎn)速控制模型，建立超聲波電機的線性迭代學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)，分別設(shè)計了開

2、環(huán) PD型、閉環(huán) PD型迭代學(xué)習(xí)兩種轉(zhuǎn)速控制器。仿真表明，控制效果較好，且閉環(huán)迭代學(xué)習(xí)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(shè)計了閉環(huán)PID型迭代學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)速控制策略、開閉環(huán)PID型迭代學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)速控制策略。分析表明，開閉環(huán)PID迭代學(xué)習(xí)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(nèi)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(xué)習(xí)轉(zhuǎn)速控制效果良好的基礎(chǔ)上，設(shè)計位置外環(huán)PI控制器，構(gòu)成超聲波電機位置控制系統(tǒng)。通過整定位置控制器參數(shù)，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(xué)習(xí)的超聲波電機轉(zhuǎn)速控制策略。根據(jù)實驗結(jié)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(diào)整。實驗表明，改進的非線性正割迭代學(xué)習(xí)控制策略，即加入當前誤差信號的非線性正割迭代學(xué)習(xí)控制器。