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交流伺服電機(jī)分?jǐn)?shù)階辨識(shí)與控制研究
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） |
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課程(專業(yè))
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控制理論與控制工程 |
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關(guān)鍵詞
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交流伺服系統(tǒng)|永磁同步電動(dòng)機(jī) |
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適用年級(jí)
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大學(xué) |
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身份要求
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普通會(huì)員 |
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金 幣
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40 （金幣如何獲得？） |
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文件格式
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pdf |
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2017-09-24 05:06:00 |
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kj008 |
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
交流伺服電機(jī)分?jǐn)?shù)階辨識(shí)與控制研究，碩士學(xué)位論文，共96頁(yè)。
摘要
隨著新型永磁 材料 的發(fā)現(xiàn)和電機(jī)制造 工藝水平的 不斷提升 ，采用 永磁同步電動(dòng)機(jī) 構(gòu)建 交流 伺服系統(tǒng) 已經(jīng) 成為 當(dāng)前高 性能 領(lǐng)域的主流方向 。目前，交流伺服系統(tǒng)一般采 用傳統(tǒng)的整數(shù)階對(duì)象模型 與整數(shù)階控制器 ，但在 實(shí)際情況中大多數(shù)物理系統(tǒng)都存分?jǐn)?shù)階現(xiàn)象， 只用整微積方程并不能完全描述交流伺服系統(tǒng)的特性以整數(shù)階 模型作為對(duì)象設(shè)計(jì) 控制器 對(duì)伺服系統(tǒng)進(jìn)行控制，在一定程度上 限制了系統(tǒng)的性能 。因 此， 本文將對(duì)交流伺服電機(jī)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階模型的辨識(shí)， 得到更準(zhǔn)確的對(duì) 象模型，并針?lè)謹(jǐn)?shù)階模型 來(lái)設(shè)計(jì)分?jǐn)?shù)階控制器 ，從而 實(shí)現(xiàn)伺服系統(tǒng)性能的提高。
首先 ，本文 介紹 了交流伺服電機(jī)的整數(shù)階動(dòng)態(tài)學(xué)模型， 利用分?jǐn)?shù)階理論將 永磁同 步電機(jī) 的整數(shù)階 動(dòng)態(tài)模型推廣到分動(dòng)態(tài)模型，并將其 動(dòng)態(tài)模型，并將其 拆分 成兩個(gè)對(duì)象環(huán)節(jié)，分別是 兩個(gè)對(duì)象環(huán)節(jié)，分別是 電磁環(huán)節(jié)與機(jī)械。 針對(duì)兩個(gè)象環(huán)節(jié)的 特性 ，分別 ，分別 設(shè)計(jì) 了分?jǐn)?shù)階 模型 的辨識(shí)實(shí)驗(yàn)方 法，并 采用 基于輸出誤差 的方法 來(lái)設(shè)計(jì) 時(shí)域 辨識(shí) 算法 。
其次， 為了得到更 準(zhǔn)確的永磁同步電機(jī)分?jǐn)?shù)階模型， 本文以 DSP與 FPGA為核心 為核心 搭建起交流伺服控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) ，并在該平臺(tái)上進(jìn)行分?jǐn)?shù)階辨識(shí)實(shí)驗(yàn)。 ，并在該平臺(tái)上進(jìn)行分?jǐn)?shù)階辨識(shí)實(shí)驗(yàn)。 分別對(duì)電磁環(huán) 節(jié)以及機(jī)械環(huán)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階辨識(shí)實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)系統(tǒng)算法得到其模型然后使 節(jié)以及機(jī)械環(huán)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階辨識(shí)實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)系統(tǒng)算法得到其模型然后使 節(jié)以及機(jī)械環(huán)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階辨識(shí)實(shí)驗(yàn)，并通過(guò)系統(tǒng)算法得到其模型然后使 用同樣的辨識(shí)算法可以得到整數(shù)階模型。 然后， 采用同一約束條件下分別對(duì)數(shù)階模型 和整數(shù)階模型進(jìn)行控制器 的設(shè)計(jì)，并采用這兩組控制器 在 Matlab/Simulink環(huán)境下進(jìn)行 環(huán)境下進(jìn)行 環(huán)境下進(jìn)行 仿真 ，以及 在伺服控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 平臺(tái)上進(jìn)行。最終，將 。最終，將 。最終，將 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)按照一 定的指標(biāo)進(jìn)行比較， 發(fā)現(xiàn) 分?jǐn)?shù)階模型能 更準(zhǔn)確描述永磁同步電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的特性。
最后， 為了進(jìn)一步提高伺服系統(tǒng)的性能，本文 為了進(jìn)一步提高伺服系統(tǒng)的性能，本文 利用上述辨識(shí)實(shí)驗(yàn)得到的 永磁同步電 動(dòng)機(jī)分?jǐn)?shù)階模型 動(dòng)機(jī)分?jǐn)?shù)階模型 動(dòng)機(jī)分?jǐn)?shù)階模型 動(dòng)機(jī)分?jǐn)?shù)階模型 動(dòng)機(jī)分?jǐn)?shù)階模型 動(dòng)機(jī)分?jǐn)?shù)階模型 動(dòng)機(jī)分?jǐn)?shù)階模型 進(jìn)行 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 控制器的設(shè)計(jì)。采用頻域 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 法與時(shí)域指標(biāo)相結(jié)合的準(zhǔn)則， 分別 進(jìn)行分?jǐn)?shù)階 PID控制器與整數(shù)階 PID控制器設(shè)計(jì)，并在 控制器設(shè)計(jì)，并在 Matlab/Simulink環(huán)境下進(jìn) 行仿真研究 ，以及 在伺服控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行研究 。通過(guò) 仿真結(jié)果 與實(shí)驗(yàn)結(jié)果 的分析 對(duì)比， 表明分?jǐn)?shù)階控制 器比整器具有更好的控制效果， 可提高系統(tǒng)的快 速性、穩(wěn)定及抗擾能 ，從而提高伺服系統(tǒng)的性能。
關(guān)鍵詞： 交流伺服系統(tǒng) ；永磁同步電動(dòng)機(jī)；分?jǐn)?shù)階辨識(shí)
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT I
第一章 緒論 1
11 課題的研究背景及意義 1
12 分?jǐn)?shù)階研究現(xiàn)狀 2
121 分?jǐn)?shù)階辨識(shí)研究現(xiàn)狀 3
122 分?jǐn)?shù)階控制器研究現(xiàn)狀 4
13 本文研究?jī)?nèi)容 6
第二章 交流伺服電機(jī)矢量控制基礎(chǔ) 8
21 永磁同步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型 8
211 三相靜止坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型 8
212 兩相靜止坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型 8
213 兩相旋轉(zhuǎn) 坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型 10
22 SVPWM 空間矢量脈寬調(diào)制原理及實(shí)現(xiàn) 11
23交流伺服 系統(tǒng)三閉環(huán) 矢量 控制策略 14
24 本章小結(jié) 16
第三章 交流伺服電機(jī)的分?jǐn)?shù)階辨識(shí) 設(shè)計(jì) 17
31 分?jǐn)?shù)階基本理論 17
311 基本函數(shù) 17
312 分?jǐn)?shù)階微積定義 18
313 分?jǐn)?shù)階微積性質(zhì) 19
32 永磁同步電動(dòng)機(jī)分?jǐn)?shù)階態(tài)學(xué)模型 20
33 分?jǐn)?shù)階微積算子的近似及離散化 22
331 直接 離散化方法 22
332 間接離散化方法 23
34 分?jǐn)?shù)階積算子的近似 25
35 分?jǐn)?shù)階系統(tǒng)的近似 25
3.6 分?jǐn)?shù)階模型時(shí)域辨識(shí)算法 27
辨識(shí)實(shí)驗(yàn)方案 30
371 輸入信號(hào)的選擇 30
372 電磁環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)方案 30
373 機(jī)械環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)方案 32
38 本章小結(jié) 34
第四章 交流伺服電機(jī)的分?jǐn)?shù)階辨識(shí)實(shí)驗(yàn) 35
41 交流伺服控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) 35
411 交流伺服系統(tǒng)硬件平臺(tái) 36
412 交流伺服系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu) 38
42 分?jǐn)?shù)階時(shí)域辨識(shí)實(shí)驗(yàn) 39
421 電磁環(huán)節(jié)辨識(shí)實(shí)驗(yàn) 39
422 機(jī)械環(huán)節(jié)辨識(shí)實(shí)驗(yàn) 42
43 分?jǐn)?shù)階模型驗(yàn)證 45
431 電磁環(huán)節(jié)模型驗(yàn)證 45
432 機(jī)械環(huán)節(jié)驗(yàn)證 51
44 本章小結(jié) 56
第五章 交流伺服系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階控制仿真與實(shí)驗(yàn) 57
51 分?jǐn)?shù)階 PID控制器 57
511 分?jǐn)?shù)階 積分算子特性 57
512 分?jǐn)?shù)階微算子特性 58
52 分?jǐn)?shù)階 PID控制器結(jié)構(gòu) 58
53 分?jǐn)?shù)階 PID控制器的設(shè)計(jì) 60
531 分?jǐn)?shù)階 PI控制器參數(shù)整定 控制器參數(shù)整定 60
532 整數(shù)階 PI控制器參數(shù)整定 63
54 分?jǐn)?shù)階 PID控制器的實(shí)現(xiàn) 64
55 基于分?jǐn)?shù)階 PI控制器的交流伺服系統(tǒng)仿真 控制器的交流伺服系統(tǒng)仿真 65
551 電流環(huán)仿真分析 65
552 空載啟動(dòng)性能仿真分析 66
553 負(fù)載突變 仿真分析 67
554 電機(jī)參數(shù)擾動(dòng)仿真分析 68
555 位置控制仿真分析 69
56 交流伺服控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn) 平臺(tái)與 69
561 電流環(huán)階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn) 69
562 空載實(shí)驗(yàn) 70
563 負(fù)載實(shí)驗(yàn) 72
564 位置跟蹤實(shí)驗(yàn) 76
57 本章小結(jié) 77
結(jié) 論 79
1、本文總結(jié) 79
2、工作展望 80
參考文獻(xiàn) 81
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果 87
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