基于滑模变结构的相邻交叉耦合同步控制方法研究与实现

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1、分类号TM351密级基于滑模变结构的相邻交叉耦合同步控制方法研究与实现研究生姓名：文龙指导教师姓名、职称：张昌凡教授学科专业：控制理论与控制工程研究方向：智能控制理论及其工程应用湖南工业大学二0一四年六月五日万方数据万方数据万方数据摘要近年来，关于多轴同步控制的研究受到越来越多的关注，同时，多轴同步控制已广泛应用于工业生产领域，解决了许多工程中的实际问题，获得了很大的经济效益。然而，多轴同步系统是一个多变量、非线性的模型，因此对系统的控制提出了更高的要求。论文围绕着以提高多轴系统的同步性能和鲁棒性能这个核心问题，从理论分析，算法设计，仿真研究到技术实现等方面进行了较为系统和深入的

2、研究。论文的主要研究内容如下：在广泛查阅国内外关于多轴同步控制的理论与技术发展现状的基础上，归纳总结了多轴同步控制的方法及目前存在的问题。指出相邻交叉耦合同步方式是解决轴的数目与控制复杂度之间矛盾的有效方法。针对现有的相邻交叉耦合同步控制收敛性存在的问题，从理论上证明出能使得同步误差唯一收敛到零的条件，为相邻交叉耦合同步方式应用于多轴同步系统提供理论依据。针对多轴同步系统强鲁棒性和工程实用性的控制要求，以永磁同步电机为执行器，分别设计了基于滑模变结构的单轴跟随控制器和同步误差控制器，实现了对外部扰动不灵敏以及工程实现简单的要求。针对多轴同步控制系统实现的问题，设计了基于数字信号处

3、理器的同步控制实验系统。提出了硬件和软件的总体设计方案，详细分析了硬件电路的原理，给出了一些重要的源程序。实验研究结果表明本文所提方法正确有效。论文的研究工作对于多轴同步控制的理论方法研究，以及工程技术的应用研究具有较为重要的参考价值和指导意义。关键词：同步控制，相邻交叉耦合控制，滑模变结构，永磁同步电机I万方数据ABSTRACTInrecentyears,theResearchonMulti-axissynchronizationcontrolhavedrawnmoreandmorepublicinterest,andithasbeenwidelyusedinindustria

4、lproduction,solvedmanypracticalproblemsinengineeringandgainedgreateconomicbenefits.However,theMulti-axissynchronizat-ionsystemisamodelwithmultiplevariablesandnonlinearity,therefore,ithasputforwardhigherrequirementsforthecontrolofthesystem.Thepaperfocusonthesynchronizationperformanceandrobustn

5、essforthemulti-axissynchronizationsystem,asystematicanddeepinvestigationisdonefromtheoreticalanalysis,algorithmdesign,simulationstudytotechnologyimplementetc.Themajorcontentscanbesummarizedasfollows:ThemethodandexistingproblemsinMulti-axissynchronizationcontrolaregeneralizedandsummarizedafter

6、anwidelysurveyofitscurrenttheoriesandtechnologicaldevelopment．Itproposesthatadjacentcrosscouplingsynchronousmethodiseffectivetosolvethecontradictionbetweenthenumberofaxisandcontrolcomplexity.Fortheconvergenceofexistingadjacentcrosscouplingsynchronouscontrol,conditionsthatthesynchronizationerr

7、orscanjustconvergetozerohavebeengottheoretically.Itprovidesatheoreticalbasisfortheadjacentcrosscouplingsynchronizationmethodusedinmulti-axissynchronizationsystem.Forthecontrolrequirementsofmulti-axissynchronizationsystemstrongrobustnessandeng