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《基于自抗擾控制技術(shù)的高性能永磁交流伺服控制系統(tǒng)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學位論文基于自抗擾控制技術(shù)的高性能永磁交流伺服及其關(guān)鍵技術(shù)的研究控制系統(tǒng)研究帶寬擴展的研究作者姓名高孝君學科專業(yè)控制理論與控制工程指導教師杜啟亮副研究員所在學院自動化科學與工程學院論文提交日期2018.4.23ResearchonHighPerformancePermanentMagnetACServoControlSystembasedonADRCADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：GaoXiaojunSupervisor：Prof.DuQ
2、iliangSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號：TP273學校代號：10561學號：201520112383華南理工大學碩士學位論文基于自抗擾控制技術(shù)的高性能永磁交流伺服控制系統(tǒng)研究作者姓名：高孝君指導教師姓名、職稱：杜啟亮副研究員申請學位級別：工學碩士學科專業(yè)名稱：控制理論與控制工程研究方向：電力電子及運動控制技術(shù)論文提交日期：2018年4月23日論文答辯日期：2018年6月5日學位授予單位：華南理工大學學位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：
3、田聯(lián)房委員：莫鴻強王劍王孝洪杜啟亮摘要隨著“中國制造2025”的提出，“高檔數(shù)控機床和機器人”被列入第一個十年行動計劃中，成為發(fā)展和推廣的重點領(lǐng)域之一。近年來機器人的創(chuàng)業(yè)公司如雨后春筍般涌現(xiàn)，市場規(guī)模不斷擴大，其中工業(yè)機器人的市場份額最大。目前我國機器人行業(yè)缺乏核心技術(shù)，其中關(guān)鍵零部件之一的高性能伺服系統(tǒng)基本上依賴進口。通過設(shè)計永磁交流伺服系統(tǒng)控制器，提升伺服系統(tǒng)的動態(tài)和抗擾動性能，對工業(yè)機器人技術(shù)的發(fā)展有一定的意義。本文立足于廣東省科技計劃項目，對永磁交流伺服控制系統(tǒng)的電流環(huán)、轉(zhuǎn)速環(huán)進行控制器設(shè)計，分析動態(tài)性能
4、和抗擾動性能，并提出基于擴張狀態(tài)觀測器轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，改進轉(zhuǎn)速環(huán)自抗擾控制器的性能。具體內(nèi)容包括以下幾個方面：通過永磁同步電機數(shù)學模型分析可知，伺服控制系統(tǒng)設(shè)計是從最內(nèi)環(huán)的電流環(huán)開始的。首先，設(shè)計電流環(huán)的三階線性擴張狀態(tài)觀測器，消除反電動勢的影響。在此基礎(chǔ)上，通過典I型系統(tǒng)設(shè)計PI參數(shù)，構(gòu)成PI+LESO自抗擾控制器結(jié)構(gòu)。然后，對電流環(huán)控制系統(tǒng)進行動態(tài)性能分析，使用Σ/ΔADC芯片和PWM雙更新技術(shù)，優(yōu)化采樣反饋通道，減小時延提高系統(tǒng)的頻帶寬度。從理論上證明自抗擾控制器的穩(wěn)定性，能有效應對電阻和電感參數(shù)變化的情
5、況。最后，通過MATLAB仿真，測量系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差、頻帶寬度和超調(diào)量，驗證PI+LESO控制器的性能更優(yōu)。在電流環(huán)的基礎(chǔ)上，設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán)自抗擾控制器。首先，設(shè)計轉(zhuǎn)速環(huán)線性擴張狀態(tài)觀測器，并基于典II型系統(tǒng)設(shè)計PI參數(shù)，構(gòu)成PI+LESO和P+LESO結(jié)構(gòu)的自抗擾控制器。然后，對轉(zhuǎn)速環(huán)控制系統(tǒng)進行動態(tài)分析，使用M/T算法優(yōu)化反饋通道，前饋控制提升系統(tǒng)的頻帶寬度。從理論上證明轉(zhuǎn)速環(huán)自抗擾控制器的穩(wěn)定性和抗擾動性能，在此基礎(chǔ)上提出了基于LESO的轉(zhuǎn)動慣量辨識方法，在突擊負載實驗時，修正自抗擾控制器參數(shù)b，以提升轉(zhuǎn)速環(huán)控制
6、器的性能。最后，通過MATLAB仿真，對比不同控制器的動態(tài)和抗擾動性能，可知P+LESO控制器的性能最優(yōu)。最后通過設(shè)計基于DSP+FPGA的硬件平臺，在DSP上實現(xiàn)轉(zhuǎn)速環(huán)控制算法和在FPGA實現(xiàn)電流環(huán)控制算法。通過實驗結(jié)果證明自抗擾控制器的性能更優(yōu)，驗證仿真結(jié)果。關(guān)鍵詞：永磁交流伺服系統(tǒng)；自抗擾控制技術(shù)；線性擴張狀態(tài)觀測器；轉(zhuǎn)動慣量辨識IABSTRACTWiththe“MadeinChina2025”proposal,“high-endCNCmachinetoolsandrobots”wereincludedin
7、thefirstten-yearactionplanandbecameoneofthekeyareasfordevelopmentandpromotion.Inrecentyears,roboticstartupcompanieshavesprungupandthemarketscalecontinuestoexpand,whichindustrialrobotshavingthelargestmarketshare.Atpresent,China'sroboticsindustrylackscoretechno
8、logies,andoneofitskeycomponents,high-performanceservosystemsbasicallyreliesonimports.BydesigningapermanentmagnetACservosystemcontrollertoimprovethedynamicandanti-disturbanceperformanceoft
