直线电机的复合控制算法研究

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1、万方数据分类号：TP273单位代码：11232密级：◆f京信息科技太争工学硕士学位论文直线电机的复合控制算法研究学院：自动化学院学科(专业)：检测技术与自动化装置学号：2011020169作者：刘世贞指导教师：曹荣敏完成日期：2014年1月13日万方数据学位论文版权使用授权书本人完全了解北京信息科技大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本。学校有权保留学位论文并向中国科学技术信息研究所等国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编

2、学位论文。学校有权适当复制、公布论文的全部或部分内容。学校有权将本人的学位论文加入《中国优秀硕士学位论文全文数据库》和编入《中国知识资源总库》。学位论文作者签名：壶l世良洳N年1只

3、≥Et日≤开口保密(——年——月)(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)指导教师签名：J仞／≯年／月／乒日学位论文作者签名：参＼坦良五l埠年f月侈日万方数据硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文题目为《直线电机的复合控制算法研究》学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加以标注的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何

4、他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。作者签字：葫1位良矽l峰年1月l乡日万方数据摘要直线电机能直接直线运动输出，而且具有高速、高精度、响应速度快等优点，丌始获得越来越多的关注和广泛的应用。直线电机除了一般的非线性影响如负载变化、系统参数摄动和摩擦力等，还由于其本身开断的端部结构特点会引起端部效应。端部效应引起的波动推力对于直线电机的精密运动控制的实现具有重要意义，它可能产生震荡等稳定性问题。需要控制

5、系统具有很强的鲁棒性，所以本文主要研究针对这些扰动予以抑制或补偿的先进的控制策略。首先介绍了直线电机基于速度、位移的数学动态建模，根据建立的数学模型，采用传统的PID控制方法对其进行仿真研究；然后在此基础上，结合自适应控制理论采用前馈补偿+PID+白适应波动补偿的复合控制算法对直线电机的轨迹跟踪效果进行仿真，并对该算法的稳定性进行推导分析。由于直线电机的非线性动态特点，使电机难以建模，即使建立了模型，模型信息也会随着条件的变化而变化，导致系统难以控制，所以本文进一步研究采用不依赖于模型信息的无模型控制理论与自适应反馈相结合的控制思路对直线电机

6、轨迹跟踪进行控制研究。采用前馈补偿+无模型控制+自适应波动补偿的复合控制算法对直线电机的控制进行仿真，并分析其算法的稳定性与收敛性。本文还通过半实物实时仿真系统cSPACE半实物仿真平台结合matlab系统辨识工具箱，采用最小二乘算法，对永磁直线电机进行传递函数辨识；根据辨识出的传递函数模型，对永磁直线电机分别进行了PID控制算法、PID复合控制算法以及无模型复合控制算法的在线调试，取得了比较满意的结果，验证了仿真结果的可靠性。最后，采用TI公司的DSP芯片TMS320F28035为控制器，DRV8301为逆变器驱动芯片并结合其外围电路，采用

7、PID控制算法，对直线电机进行控制，取得了较好的控制效果。关键词：永磁直线电机；PID复合控制；无模型复合控制；cSPACE；TMS320F28035万方数据ABSTRACTDifferentfromthetraditionalrotarymotoLlinearmotorcandirectlyoutputrectilinearmotion．Inaddition，ithastheadvantagesofhighspeed，hi曲precisionandfastresponse．Inadditiontogeneralnonlineareffect

8、ssuchasloadchangesandthefrictionforceandSOon，alsobecauseofthelinearmotoritselfopencircuitstructurewhichleadtotheendeffect．Thestrongrobustnessisneededforthecontrolsystem，SOtheadvancedcontrolstrategiesthatabouthowtoinhibitorcompensatethesedisturbancesareresearchedinthisarticl

9、e．Inthispaper,firstlyaccordingtotheestablishedmathematicalmodel，thesimulationstudy