探析交流伺服系统的滑模控制研究

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1、分类号：U4910710—20050688该孝太海硕士学位论文交流伺服系统的滑模控制研究导师姓名职称申请学位级别刘梦溪巨永锋教授硕士学科专业名称交通信息工程及控制论文提交日期2008年4月21日论文答辩日期2008年5月7日学位授予单位长安大学答辩委员会主席汪贵平教授学位论文评阅人虞鹤松教授荆便顺教授摘要随着现代化工业的不断发展，交流伺服系统在许多领域的应用目益广泛，对其性能要求也越来越高。由于交流伺服系统本质上具有非线性、多变量、参数时变的性质，因此要实现高品质的控制，对控制策略就提出了很高的要求。本文针对在交流伺服驱动系统中一些尚待解决的的控制问题将一些新的控制方法引

2、入交流伺服系统，力求以新的控制方式和策略提高整个系统的鲁棒性。滑模控制对系统模型不精确和外部扰动具有较强的鲁棒性，因此获得了广泛应用。但滑模控制的高频抖振现象却成为限制其应用的主要障碍。模糊控制作为利用专家知识和经验的有效方法，特别适用于复杂、非线性、时变的系统，但大多数模糊控制系统缺少保证系统性能的分析方法。将模糊控制与滑模控制相结合的模糊滑模控制中，滑模控制用来克服模型不精确和扰动的影响，而模糊控制用来消除抖振。本文研究的是以永磁同步电动机为执行元件的交流伺服系统，主旨为实现高品质的控制策略。文章首先对永磁同步电动机的数学模型和矢量控制策略进行了分析，指出了传统控制的

3、不足之处。然后在此基础上提出了滑模控制方案，并与传统的控制方案相比较以显示其控制的优越性。最后通过模糊控制来估计系统不确定量的边界值，从而使得系统既能充分发挥滑模控制对参数变化和干扰不灵敏的特点，又具有模糊自调节的能力，进而达到削弱抖振的目的。为了验证本文提出方法的有效性，文中用MATLAB／Simulink进行仿真，仿真结果表明，理论分析和仿真的结果相一致，本文采用的模糊滑模控制器设计方法基本上取得了比较满意的控制效果。关键词：永磁同步电机，滑模控制，抖振，模糊控制，模糊滑模控制器AbstractWiththedevelopmentofmodemindustrializ

4、ation，highperformanceACservodrivesystemiswidelyusedinvariousareas．ACservodrivesystemisahighorder,nonlinear,couplingsystem，inordertorealizebettercharacteristicofthesystem，thehigherperformancecontrolstrategyisexpected．Inthedissertation，someneweffortsaremadetoovercometheparametervariationsof

5、ACservodrivesystem．ThepurposeofthestudyistoimprovetherobustnessofACservodrivesystemandtomeettheincreasingdemandofhighperformanceonACservodrivesystem．SlidingModeControl(SMC)hasbeenknownforitsrobustnessinaccountingformodelingimprecisionandboundeddisturbances．However,inpractice，thehighfreque

6、ncychatteringphenomenonbecomesasevereproblemwhenitcomestoSMC．FuzzyLogicControl(FLC)hasexcelledindealing诵thsystemwhichiscomplex，non·linear,ortime-varyingasitconvertthelinguisticcontrolstrategyofhumanexperienceorexperts’knowledgeintoanautomaticcontrolstrategy．Atthesametime，themajordrawbacko

7、fFLCisthelackofdesigntechniques．MergingoftheFLC、ⅣithSMCCanformaFuzzySlidingModeController(FSMC)．Inthishybridcontrolsystem，theadvantageoftheSMCliesinitsabilitytoaccountformodelingimprecisionandexternaldisturbanceswhiletheFLCcallreducedchatteringandprovidesbetterdampi