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《基于自抗擾控制技術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，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、碩士學位論文基于自抗擾控制技術的高性能永磁交流伺服及其關鍵技術的研究控制系統(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，其中關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)、轉速環(huán)進行控制器設計，分析動態(tài)性能
4、和抗擾動性能，并提出基于擴張狀態(tài)觀測器轉動慣量辨識方法，改進轉速環(huán)自抗擾控制器的性能。具體內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)設計是從最內環(huán)的電流環(huán)開始的。首先，設計電流環(huán)的三階線性擴張狀態(tài)觀測器，消除反電動勢的影響。在此基礎上，通過典I型系統(tǒng)設計PI參數(shù)，構成PI+LESO自抗擾控制器結構。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，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、頻帶寬度和超調量，驗證PI+LESO控制器的性能更優(yōu)。在電流環(huán)的基礎上，設計轉速環(huán)自抗擾控制器。首先，設計轉速環(huán)線性擴張狀態(tài)觀測器，并基于典II型系統(tǒng)設計PI參數(shù)，構成PI+LESO和P+LESO結構的自抗擾控制器。然后，對轉速環(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。從理論上證明轉速環(huán)自抗擾控制器的穩(wěn)定性和抗擾動性能，在此基礎上提出了基于LESO的轉動慣量辨識方法，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)。最后通過設計基于DSP+FPGA的硬件平臺，在DSP上實現(xiàn)轉速環(huán)控制算法和在FPGA實現(xiàn)電流環(huán)控制算法。通過實驗結果證明自抗擾控制器的性能更優(yōu)，驗證仿真結果。關鍵詞：永磁交流伺服系統(tǒng)；自抗擾控制技術；線性擴張狀態(tài)觀測器；轉動慣量辨識IABSTRACTWiththe“MadeinChina2025”proposal,“high-endCNCmachinetoolsandrobots”wereincludedin
7、thefirstten-yearactionplanandbecameoneofthekeyareasfordevelopmentandpromotion.Inrecentyears,roboticstartupcompanieshavesprungupandthemarketscalecontinuestoexpand,whichindustrialrobotshavingthelargestmarketshare.Atpresent,China'sroboticsindustrylackscoretechno
8、logies,andoneofitskeycomponents,high-performanceservosystemsbasicallyreliesonimports.BydesigningapermanentmagnetACservosystemcontrollertoimprovethedynamicandanti-disturbanceperformanceoft
