基于模糊CMAC的PMSM位置伺服系统的分析和研究

摘要

在交流伺服系统中,永磁同步电动机(PMSM)作为执行元件具有高效、节能、便于维修的特点,广泛应用于数控机床的进给伺服单元及机器人等需精确定位的装置中.由于PMSM驱动系统受电机参数变化、外部负载扰动、对象未建模和非线性动态特性等不确定性的影响,因此,采用并发展先进的控制技术,不断改善与提高位置伺服系统的稳态精度、动态响应特性及对系统参数变化的自适应性和抗干扰性是一个必然趋势.该文对PMSM的控制机理和特性作了较为深入的分析;建立了PMSM的数学模型,并采用了id=0的矢量控制策略;对控制系统组成及控制方式作了分析和比较,在此基础上建立了电流环、速度环和位置环的三闭环控制系统,对作为反馈主回路的位置环采用了模糊CMAC神经网络控制方法,该方法兼具模糊控制器的快速性和神经网络的自学习能力;构建了针对PMSM位置伺服系统的模糊CMAC控制器结构及其相应的算法;利用先进的计算机仿真工具(Matlab下的Simulink)对所提出的控制策略进行了数字仿真和分析;仿真和实验结果表明本文所提出的控制策略对PMSM位置伺服系统进行控制具有良好的鲁棒性能和快速性.该文首次提出将兼具快速性和自学习能力的模糊CMAC神经网络控制器应用于PMSM位置伺服系统中,可以说该文为发展高性能PMSM位置伺服系统提供了充分的技术资料,也为今后进一步提高其性能提出了新的思路和方法.

目录

文摘

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第一章 绪论

1.1 永磁同步电动机在交流伺服中的应用及其发展概述

1.2 控制理论的研究现状和发展

1.3 智能控制理论在PMSM中的应用

1.4 本文研究方向及意义

1.5 本文所作的主要工作

第二章PMSM交流伺服系统

2.1 PMSM数学模型

2.2 PMSM的矢量控制

2.3 PMSM位置伺服系统

第三章 模糊CMAC神经网络控制基本原理

3.1 模糊控制（FC）原理及模糊控制器的设计

3.2 采用神经网络实现模糊控制器的原因

3.3 人工神经网络基本原理

3.4 小脑模型连接控制器(CMAC)基本原理

3.5 模糊CMAC神经网络基本原理

3.6 模糊CMAC神经网络技术的意义

3.7本章小结

第四章 模糊CMAC控制器的设计及仿真、实验分析

4.1引言

4.2 Matlab及Simulink仿真工具简介

4.3 模糊CMAC位置控制器的设计

4.4 数字仿真与分析

4.5 仿真结果分析

4.6 基于模糊CMAC神经网络的PMSM伺服系统构成及运行实验

4.7本章小结

第五章 结论

参考文献

发表学术论文和参加科研情况

致谢