交流伺服系统控制器的设计研究

摘要

本论文主要以交流伺服系统为设计对象，采用了多种控制策略进行设计和对比研究。研究内容主要围绕着以下三个方面进行:
　　首先，在大量查阅有关交流伺服系统建模知识的前提下，结合自身所学的物理知识和控制理论相关知识，建立了交流伺服系统模型。
　　其次，针对自己所建立的交流伺服系统模型设计了多种控制器，不仅设计了智能控制中经典的基于遗传算法的PID控制器和基于自适应模糊算法的PID控制器，最主要的是还设计了当前处于前沿的分数阶控制器，其中包括分数阶积分控制器(FOPI控制器和FO[PI]控制器)、分数阶微分控制器（FOPD控制器和FO[PD]控制器）和分数阶PID控制器。
　　最后，通过对交流伺服系统的多种控制器进行比较得出相应结论。智能控制器相比较，得出基于遗传算法的PID控制器要明显优于基于自适应模糊算法的PID控制器;分数阶积分控制器相比较，FOPI控制器综合性能要优于FO[PI]控制器;分数阶微分控制器相比较，FO[PD]控制器综合性能要优于FOPD控制器;分数阶控制器相比较，FOPID控制器和FO[PD]控制器综合性能要优于FOPI控制器;PID控制器相比较，分数阶PID控制器综合性能要优于基于遗传算法的PID控制器和基于自适应模糊算法的PID控制器，最终得出结论:FOPID控制器和FO[PD]控制器综合性能较优。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 国内外研究现状

1．3 控制策略方案

1．4 论文的主要研究内容及章节安排

第2章 分数阶微积分与控制器

2．1 理论基础知识

2．1．1 Grünwald-Letnikov定义

2．1．2 分数阶微积分的性质

2．1．3 分数阶微积分的拉普拉斯变换

2．1．4 分数阶微积分的傅里叶变换

2．2 分数阶控制器

2．2．1 分数阶控制器概述

2．2．2 分数阶控制器结构

2．2．3 分数阶控制器的实现

2．3 分数阶控制器参数整定

2．4 本章小结

第3章 基于智能控制的交流伺服系统

3．1 概述

3．2 交流伺服系统

3．2．1 交流伺服系统结构

3．2．2 交流伺服系统的性能指标

3．3 自适应模糊PID和基于遗传算法整定的PID控制器设计

3．3．1 自适应模糊PID控制器设计

3．3．2 基于遗传算法整定的PID控制器设计

3．4 自适应模糊PID与GAPID控制器的仿真与分析

3．5 本章小结

第4章 基于分数阶控制的交流伺服系统

4．1 分数阶比例积分控制器设计

4．1．1 分数阶比例积分(FOPI)控制器参数整定

4．1．2 分数阶比例积分(FO[PI])控制器参数整定

4．1．3 FOPI和FO[PI]控制器的仿真与分析

4．2 分数阶比例微分控制器设计

4．2．1 分数阶比例微分(FOPD)控制器参数整定

4．2．2 分数阶比例积分(FO[PD])控制器参数整定

4．2．3 FOPD和FO[PD]控制器的仿真与分析

4．3 分数阶PID控制器设计与多种控制器的比较

4．3．1 分数阶比例积分微分(FOPID)控制器设计

4．3．2 FOPID与FOPI，FO[PD]控制器的比较

4．3．3 FOPID与模糊PID控制器，GAPID控制器的比较

4．4 本章小结

第5章 总结与展望

参考文献

致谢