直驱龙门平台伺服系统自适应互补滑模控制

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1、：：無」＾密紙—＇？、＇＼２ＵＤＣ＊单位代码：剛—＿＿＿＿＿應霉硕士学位论文直驱龙门平台伺服系统自适应互补滑模控制．．．；：．；ｔｍａｎ、、＇．■－．．．２０１４３０１学号：程浩作者：学位类别：工程硕士领域：电峙工程论文类型：研究论文＇＇．．Ｖ、．■＇：、＇２０１７年＿月３１日■■．．沈阳工业大学硕士学位论文直驱龙门平台伺服系统自适应互补滑模控制AdaptiveComplementarySlidingModeControlf

2、orDirectDriveGantryPlatformServoSystem程浩电气工程学院作者：单位：指导教师：赵希梅副教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：朱国昕高级工程师单位：沈阳工业大学单位：论文答辩日期：2017年05月20日学位授予单位：沈阳工业大学■独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方夕卜，论文中不包含其他人己经发表或撰写的研宄成果，也不包含为获得沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡

3、献均己在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名．：ｉｔ冷日期：如７．Ｓ３！关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、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的复印件和电子版，允许论文被查阋和借阅人授权沈阳工业大学可；本以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：ＩＩ■涪导师签名：日期：Ｍ１ＡＩ１摘要为了满足产品高精度的加工要求，直线电机的直接驱

4、动方式逐渐替代了“旋转电机+滚珠丝杠”的驱动方式，广泛应用于龙门精密加工平台中。与传统驱动方式相比直接驱动方式可以获得更加优秀的伺服控制性能。然而，缺少了中间传动机构的直接驱动伺服系统更容易受外部扰动和系统参数变化等非线性因素的影响。本文以龙门平台的直驱伺服系统为研究对象，提出了永磁直线同步电机（PMLSM）的自适应互补滑模控制方法，来降低不确定扰动对系统的影响，以提高伺服控制系统的位置跟踪精度和系统鲁棒性。而且，为了提高龙门平台中双轴直线电机的同步控制性能，提出了基于Elman神经网络的同步控制器，以降低双轴控制的同步误差。首先，介绍了采用PMLSM直驱控制的龙门

5、平台的结构和PMLSM的工作原理。利用坐标变换简化了PMLSM的动态方程，建立了dq坐标系下PMLSM的数学模型。同时，根据矢量控制原理，建立了PMLSM的矢量控制系统，并在MATLAB/Simulink中建立了PMLSM伺服控制系统的仿真模型。其次，为了提高单轴PMLSM伺服系统的鲁棒跟踪性能，设计了一种自适应互补滑模控制器。互补滑模控制将积分切换面与互补切换面相结合，将系统状态限制在两个切换面的交线上，缩短了系统状态到达切换面的时间，提高了位置跟踪精度和响应时间。另外，利用自适应控制律对不确定性的边界值进行准确估计，更加有效地减小了不确定扰动对系统的影响。仿真结

6、果表明，所提出的自适应互补滑模控制方法不仅减小了系统稳态下的位置跟踪误差，还提高了系统响应速度。最后，为了提高龙门平台中双轴直线电机的同步控制性能，减小双轴控制的同步误差，提出了Elman神经网络同步控制器，利用Elman神经网络动态及时的参数调整能力，达到减小同步误差的目的。仿真结果表明，在不同位置给定下，Elman神经网络同步控制器可以有效地降低不确定扰动对双轴控制的相互影响，减小双轴间的同步误差，从而提高了双轴直线电机控制的同步性和鲁棒性。关键词：永磁直线同步电机，互补滑模控制，自适应控制，同步控制，Elman神经网络IAbstractInordertomee

7、ttherequirementsofhighprecisionmachining,thedirectdrivemodeoflinearmotorhasgraduallyreplacedthedrivingmodeof“rotarymotor+ballscrew”,whichiswidelyusedingantryprecisionmachiningplatform.Comparedwiththetraditionaldrivingmethod,thedirectdrivemethodcanobtainbetterservocontrolperformance.H