永磁直线同步电机位置系统的模糊IP控制研究

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1、永磁直线同步电机位置系统的模糊IP控制研究ResearchofFuzzyIPControlforPermanentMagnetLinearSynchronousMotorPositionSystem研究生：高荣禄校内导师：周悦教授校外导师：单泷高级工程师学科领域：控制工程二〇一七年三月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文永磁直线同步电机位置系统的模糊IP控制研究作者姓名：高荣禄入学年份：2014年9月指导教师：周悦教授学科领域：控制工程校外导师：单泷高级工程师申请学位：工程硕士所在单位：信息与控制工程学院论文提交日期：2016年12月论文答辩日期：2017年3月学位授予

2、日期：2017年3月答辩委员会主席：刘云鹏答辩委员会组成：刘云鹏刘剑宋晓宇王永会张颖论文评阅人：张凤阎秀恪声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授

3、权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：年月日期：年月硕士研究生学位论文摘要I摘要迎接工业4.0时代，我国提出了《中国制造2025》战略规划，以实现我国由制造大国向制造强国的转变。作为机械制造和控制技术相结合的产物，数控机床技术一直是高端装备制造业的核心，是国家装备制造业的支柱，是实现制造强国战略的重要保障，也是制造业产业升级和国家综合实力的集中体现。高速加工与高精度微进给加工一直是数控机床技

4、术发展的主流，也是当今先进制造的关键装备技术之一。采用高能永磁体的永磁直直线同步电机（PermanentMagnetLinearSynchronousMotor，PMLSM），具有电磁推力强度大、损耗小、电气时间常数小、响应快速、易于实现矢量解耦控制等特点，在数控机床实现微精进给、高速与超高速加工中成为首选方案。模糊逻辑控制是基于人类思维推理的一种智能控制算法，将专家知识控制策略从本质上转变为自动控制策略，因此在自动化领域颇具发展前途而被广泛关注。模糊控制器利用模糊集的语言规则和模糊推理进行控制，与传统控制方案相比具有良好的控制鲁棒性。本论文针对永磁直线同步电机位置伺服控制系统设计开展研究：

5、首先，介绍了直线电动机的发展历程和应用情况，永磁同步直线电动机的结构、工作原理，及基于矢量控制的数学模型。然后，设计了具有并联反馈环节的积分-比例PI位置控制器，从系统结构和传递函数两个方面对比分析了IP位置控制器与传统的比例-积分PI控制器区别，结果表明前者能够同时满足指令跟踪和抗扰动性，进而设计了无超调IP位置控制器的参数，仿真实验结果验证设计的有效性。其次，阐述了模糊控制器的工作原理，考虑被控对象的变化和外界扰动，控制器的参数难于在线修订，通过将位置的偏差E及偏差的变化率EC进行模糊化处理，设计模糊推理规则，并采用重心法对控制量U去模糊化，设计了模糊/IP控制器，仿真实验结果表明模糊/

6、IP控制器在稳态精度和动态性能方面优于单纯的IP控制器和模糊控制器。最后，分析了影响永磁直线同步电机位置伺服系统中的主要扰动因素，考虑非线性摩擦力对系统性能的影响，进而设计了具有补偿摩擦力的模糊控制规则，仿真实验结果表明所设计的模糊控制器能够补偿非线性摩擦力，满足系统的性能指标和具有很强的鲁棒性。关键词：永磁直线同步电机；IP位置控制器；模糊控制器;摩擦补偿II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractTomeettheIndustrial4.0,Chinaputsforwardthe“2025madeinChina”strategicplantoreal

7、izethetransformationfromabigmanufacturingcountrytoapowerfulone.Asakindofcombinationbetweenmechanicalmanufacturingandcontroltechnology,Numericalcontrolmachinetooltechnologyisthecoreofhigh-endequipmentmanufac