PMSM神经网络平滑轨迹跟踪控制的研究

摘要

永磁同步电动机(PMSM)是典型的非线性、多变量、强耦合系统,其伺服控制方法分为线性PID控制和非线性控制两大类.线性控制算法简单、易于实现,但不能满足更高精度的动态性能场合的控制要求；非线性控制可以获得高质量的动态和稳态性能,可使系统具有很强的鲁棒性,但非线性控制算法一般较为复杂,实现困难. 针对PMSM伺服控制系统中不确定非线性因素引起的电磁转矩波动,以及伺服系统要求快速响应平滑跟踪的关键问题,本文提出了一种PMSM的神经网络平滑轨迹跟踪控制方法,实现了PMSM伺服控制系统的快速鲁棒平滑跟踪控制.这是一种非线性控制和线性控制相结合的方法,体现了控制算法简单、实现容易的优点,同时又能较好的满足高精度的动态性能的要求. 本文阐述了神经网络反步控制和二阶平滑轨迹跟踪滤波器的基本原理.结合永磁同步电动机的数学模型,在实现电流闭环线性控制后,运动系统可以等效为典型的二阶系统,利用神经网络对非线性函数具有良好的逼近特性,并根据Lyapunov方程建立权值在线调整规则,保证系统全局渐进稳定,然后将二阶非线性平滑轨迹跟踪滤波器应用于永磁同步电动机的位置伺服控制. 另外,本文设计了一种简单有效的伺服系统负载平台,得到了该负载平台的负载特性. 通过实验(带负载)结果证明了所提控制方法的有效性,以及负载平台的可靠性.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1电气伺服系统概述

1.2控制理论在PMSM控制中的应用

1.3主要贡献和创新点

1.4论文安排

第二章文献综述

2.1交流电机控制系统概述

2.2永磁同步电动机控制研究现状

2.3总结

第三章PMSM的数学模型

3.1 PMSM驱动系统的构成

3.2 PMSM的数学模型

第四章PMSM神经网络平滑轨迹跟踪控制

4.1神经网络反步控制原理

4.2平滑轨迹滤波的基本原理

4.3 PMSM神经网络平滑轨迹跟踪控制器的设计

第五章伺服系统负载平台的设计

5.1伺服系统负载平台的设计要求

5.2伺服系统负载平台的设计流程

5.3伺服系统负载平台的机械图

5.4伺服系统负载平台的示意图

5.5伺服系统负载平台的负载特性

5.6总结

第六章实验结果

6.1实验设备

6.2实验结果（带变负载实验）

第七章总结

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢