基于分?jǐn)?shù)階控制器的永磁同步電動(dòng)機(jī)控制研究.pdf

1、永磁同步電動(dòng)機(jī)有體積小、功率密度高、調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)矩慣量比大等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)器人、航空設(shè)備、國(guó)防等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。在交流永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速控制器很大程度上決定了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)及靜態(tài)性能，所以轉(zhuǎn)速控制器性能的優(yōu)劣尤為重要。
　　近年來(lái)，隨著分?jǐn)?shù)階微積分在控制領(lǐng)域研究的迅速發(fā)展，將分?jǐn)?shù)階微積分理論應(yīng)用到電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中逐漸受到了廣大學(xué)者的重視。本文針對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的速度調(diào)節(jié)，利用分?jǐn)?shù)階微積分理論設(shè)計(jì)速度控制器，以達(dá)到提高

2、永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)性能的目的。論文圍繞分?jǐn)?shù)階微積分理論、分?jǐn)?shù)階控制器的設(shè)計(jì)、分?jǐn)?shù)階控制器在永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用以及分?jǐn)?shù)階控制器的改進(jìn)等方面進(jìn)行研究。研究的主要內(nèi)容包括：
　　(1)介紹分?jǐn)?shù)階微積分理論，包括分?jǐn)?shù)階微積分的定義及基本性質(zhì)。對(duì)分?jǐn)?shù)階積分的單位階躍響應(yīng)特性加以分析，利用Oustaloup方法實(shí)現(xiàn)分?jǐn)?shù)階微分算子的仿真模塊。
　　(2)介紹分?jǐn)?shù)階PIλ控制器的設(shè)計(jì)方法。對(duì)常規(guī)的分?jǐn)?shù)階PIλ控制器參數(shù)整定方

3、法以及PSO(Particle Swarm Optimization,粒子群優(yōu)化)算法參數(shù)整定方法進(jìn)行研究。針對(duì)傳統(tǒng)PSO算法在參數(shù)整定時(shí)存在的不足，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)并加以利用，使控制器能夠得到更加理想的參數(shù)。
　　(3)研究永磁同步電動(dòng)機(jī)矢量控制方法，利用MATLAB/SIMULINK仿真平臺(tái)建立永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的仿真模型。將分?jǐn)?shù)階PIλ控制器應(yīng)用在控制系統(tǒng)的速度環(huán)中，通過(guò)仿真與傳統(tǒng)PI控制器的控制性能進(jìn)行比較。
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4、4)有針對(duì)性地對(duì)分?jǐn)?shù)階PIλ控制器進(jìn)行了兩個(gè)方面的改進(jìn)：一方面，考慮實(shí)際工程設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)速控制器的輸出加以限幅。針對(duì)由此可能產(chǎn)生的Windup（積分飽和）問(wèn)題設(shè)計(jì)分?jǐn)?shù)階Anti-Windup（抗積分飽和）控制器來(lái)改善控制系統(tǒng)的性能。另一方面，考慮實(shí)際應(yīng)用時(shí)，系統(tǒng)模型及參數(shù)可能會(huì)受外部或內(nèi)部因素的影響而發(fā)生變化，如果控制器的參數(shù)是固定不變的，則會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)的性能下降。針對(duì)這一問(wèn)題，結(jié)合自適應(yīng)模糊控制方法對(duì)分?jǐn)?shù)階PIλ控制器加以改進(jìn)