嚙合電動(dòng)機(jī)非線性建模與優(yōu)化控制技術(shù)研究.pdf

1、微型大扭矩嚙合電動(dòng)機(jī)把減速器與伺服電機(jī)結(jié)合一體，是一種新型的磁阻類電機(jī)。嚙合電動(dòng)機(jī)自身的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)決定了其機(jī)電特性和控制方式與傳統(tǒng)電機(jī)存在著明顯的不同，本文從建模、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制和控制方法研究三個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行研究。
　　 建立嚙合式電機(jī)的模型是提高其系統(tǒng)控制性能的關(guān)鍵。本文在實(shí)際測(cè)量電機(jī)磁鏈及轉(zhuǎn)矩特性的基礎(chǔ)上，通過(guò)擬合磁化曲線得到磁鏈的非線性解析式，運(yùn)用虛位移原理計(jì)算嚙合電動(dòng)機(jī)的矩角特性，并將自適應(yīng)的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于嚙合電動(dòng)機(jī)

2、的建模中，獲得了良好的效果。仿真結(jié)果表明，此方法對(duì)分析嚙合電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在各種控制方式下的運(yùn)行性能具有一定的參考價(jià)值。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化，控制策略研究，系統(tǒng)動(dòng)、靜態(tài)性能分析，創(chuàng)造了條件。
　　 轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)嚴(yán)重是嚙合電動(dòng)機(jī)存在的突出問(wèn)題，本文分析了續(xù)流方式和開(kāi)關(guān)角對(duì)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響，設(shè)計(jì)了基于優(yōu)化電流波形的瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制方案，根據(jù)轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)對(duì)各項(xiàng)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分配，利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)優(yōu)化出期望轉(zhuǎn)矩所需要的相電流波形，從而實(shí)現(xiàn)嚙合電動(dòng)機(jī)

3、的低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)控制。
　　 減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)通常是以降低系統(tǒng)效率為代價(jià)的，本文提出了既能減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)又能優(yōu)化系統(tǒng)效率的嚙合電動(dòng)機(jī)高性能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，通過(guò)選擇換相點(diǎn)以使系統(tǒng)運(yùn)行在效率最高點(diǎn)，并用轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)優(yōu)化電流波形，仿真結(jié)果驗(yàn)證了方案的有效性。
　　 嚙合電動(dòng)機(jī)磁路高度飽和以及變量的嚴(yán)重非線性導(dǎo)致傳統(tǒng)的控制方法無(wú)法達(dá)到理想的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。本文將模糊控制引入嚙合電動(dòng)機(jī)的控制中，用以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，針對(duì)常規(guī)模糊控制存在的穩(wěn)