哈密顿方法在永磁直线同步电机速度控制中的应用

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1、学校代码10459学号或申请号201112182136密级IMI^i硕士学位论文哈密顿方法在永磁直线同步电机速度控制中的应用作者姓名：李帅导师姓名：支长义副教4受学科门类：工学专业名称：检测技术与自动化装置培养院系：电气工程学院完成时间：2015年5月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本

2、人承担。学位论文作者：i日期：年学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印；缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时、第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：曰期：^

3、年厶月r曰Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMaster（doctor）ApplicationofHamiltonianMethodinPermanentMagnetLinearSynchronousMotorSpeedControlByShuaiLiSupervisor:Prof.ChangyiZhiDetectionTechnologyandAutomaticEquipmentSchoolofElectricalEn

4、gineering摘要摘要直线电机是重要的电气设备，由于其具备能够做高速直线运动，动态响应快，结构简单等特点，常被作为直线驱动装置广泛应用于工业自动化生产领域。然而，由直线电机构成的交流伺服驱动系统多为复杂的非线性系统，系统本身存在参数摄动，负载扰动等不确定因素，同时还受直线电机结构所产生的端部效应，齿槽效应的影响，进一步增加了伺服系统的控制难度。而哈密顿系统作为非线性科学研究中的重要领域，其为解决非线性系统控制问题提供了一种新的方式。本文就是根据广义哈密顿系统实现理论，通过系统能量成形的方式，实现对永磁直线同步电

5、机的速度控制。文章先是对直线电机的工作原理，发展及应用现状做了介绍说明，阐述了对于直线电机交流伺服系统的一些常用的控制方法。然后，在d-q坐标系下建立了永磁直线同步电机的数学模型，以此为基础，研究了基于永磁直线同步电机的电流矢量控制方式，分析并讨论了影响直线电机控制的扰动因素以及采取的扰动抑制措施。通过对广义哈密顿系统理论及其实现方式的理解，将伺服控制系统模型转化为一个反馈耗散的哈密顿系统的形式，得到系统的反馈控制率。考虑到负载阻力未知且存在扰动情况，构建了负载阻力观测器对其进行跟踪观测。同时在不改变系统结构形式的

6、前提下，为了使系统兼具快速响应能力仍拥有较强的鲁棒性，设计了永磁直线同步电机的速度滑模变结构控制器。最后运用MATLAB/Simulink仿真工具对伺服控制系统进行建模仿真。仿真结果表明，采用反馈耗散哈密顿系统的结构方式设计得到的控制器能够使系统在获得快速的动态响应同时拥有较强的扰动抑制能力，并且系统的速度滑模控制器引入能够进一步提高系统的性能。关键词：PMLSM能量成形哈密顿系统反馈耗散IAbstractAbstractLinearmotorisanimportantelectricalequipment.Bec

7、auseofitshighspeedlinearmotion，fastdynamicresponse,simplestructureandsoon，itoftenreferredtoasstraightlinedrivingdeviceiswidelyusedinindustrialautomationproduction.However，theservodrivesystemwhichcontainlinearmotoriscomplexnonlinearsystem.Systemitselfexistspara

8、meterperturbation，loaddisturbanceandotheruncertainfactors，atthesametimetheendeffectandthecoggingeffectaregeneratedduetothelinearmotorstructure，whichfurtherincreasethedifficultyofco