基于自適應(yīng)控制的直線電機位置控制研究.pdf

1、永磁直線電機是一個具有明顯非線性特性的時變系統(tǒng)對象，直線電機擾動和參數(shù)變化更敏感。此外，由于周期性齒槽力和力波動，使得某些有鐵芯的線性電機受到顯著的非線性效應(yīng)，常用的控制結(jié)構(gòu)直接用于具有高頻響特性的直線電機時，無法充分發(fā)揮直線電機的高速性能。
　　為此本文應(yīng)用相對成熟的自適應(yīng)控制策略，針對直線電機的強非線性及時變特性，在系統(tǒng)辨識的基礎(chǔ)上，從模型參考自適應(yīng)控制和自校正控制兩個方向研究直線電機位置控制。以實際中三階點對點的軌跡（S型加

2、減速）為輸入，采用局部參數(shù)最優(yōu)的MIT方案、基于全局穩(wěn)定性方案和自校正控制方案來設(shè)計控制器，經(jīng)仿真和實驗效果對比證明在Lyapunov控制器下獲得更小的超調(diào)量和更短的調(diào)節(jié)時間，具有更好的控制性能，達到了直線電機對位置信號快速響應(yīng)的要求和較高位置精度的要求。
　　本文搭建了永磁同步直線電機數(shù)學(xué)模型，基于辨識原理創(chuàng)作了通用的系統(tǒng)辨識軟件，根據(jù)直線電機實際位置輸入輸出，辨識出直線電機傳遞函數(shù)參數(shù)。用PID閉環(huán)來消除電流環(huán)和速度環(huán)未建模部

3、分對模型精準度的影響，通過與實際前饋迭代辨識出來的精確模型對比，獲得直線電機位置閉環(huán)傳遞函數(shù)。在保證原有特性下合理降階，并將降階的傳遞函數(shù)與原有傳遞函數(shù)位置輸出和bode圖對比，證明其合理性，獲得簡化永磁同步直線電機二階數(shù)學(xué)模型。
　　進一步的針對其模型，采用模型參考自適應(yīng)控制局部參數(shù)最優(yōu)MIT方法和李雅普諾夫方法設(shè)計位置閉環(huán)控制器，并詳細討論兩種方法構(gòu)造的自適應(yīng)控制律穩(wěn)定性和控制器參數(shù)選擇。解決了控制器增益和軌跡信號快速跟蹤響應(yīng)