基于自抗扰的三电机同步系统无速度解耦控制

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1、分类号UDCTM343621．3密级坌五编号!Q222墨!!Q2QZ呈硕士学位论文基于自抗扰的三电机同步系统无速度解耦控制SensorlessDecouplingControlofThree·motorSynchronousSystemBasedonActiveDisturbanceRejectionController申请学位级别亟±专业名称蕉剑堡途量控壹4王猩论文提交日期窒Q!垒生墨旦论文答辩日期圣Q!垒生鱼旦学位授予单位和日期堑菱太堂呈Q!垒生鱼旦评阅人学位论文版权使用授权书㈣本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位

2、论文的规定，同意学校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，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。书。本学位论文属于学位论文作者签名：保密口，在年解密后适用本授权不保密■。细。甘甘签字日期：≯／哗臼占日罴：宏哺导师签名：伊I哳签字日期：z·7斗晕6月f『日＼独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，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个

3、人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：驭峙寸日期：州缉乡月窘Et江苏大学硕士学位论文摘要多电机同步协调控制被广泛应用于工业生产中，如何提高系统的同步控制性能成为研究的热点问题。本课题研究对象是一个多变量、时变、强耦合的三电机同步控制系统，针对系统中电机速度和皮带张力之间的耦合，采用自抗扰控制技术进行解耦控制，同时引入全阶状态观测器对主电机的转速进行估计，实现无速度传感器的矢量控制。分析三电机同步协调控制系统

4、的物理模型，根据虎克定律得到系统的动力学方程，确定系统采用主从控制策略。在分析经典PID控制器优缺点的基础上，引入自抗扰控制技术应用到三电机控制系统中。自抗扰控制技术可以将系统的外扰、张力与速度之间的耦合、模型内扰等统一视为总扰动，运用扩张状态观测器对总扰动进行估计并给予补偿，从而实现系统的同步协调控制。本文中还构造以定子电流和转子磁链作为状态变量的全阶状态观测器，利用观测器极点配置的原理设计反馈增益矩阵H，并运用Lyapunov稳定性理论进行转速自适应律的设计，从而准确有效地实现了对主电机速度的估计。采用PC机为上位机、S7

5、—300PLC作为主控制器搭建控制系统的实验平台，工控机和PLC之间通过MPI适配器连接进行MPI通讯，完成程序的下载、上传、调试和故障检测。PLC和变频器通过Profibus．DP进行通讯，实现了PLC对变频器的设置。系统采用结构化编程的思想，在西门子STEP7软件中编写全阶状态观测器算法、一阶速度自抗扰控制器算法、二阶张力自抗扰控制器算法、系统通讯等程序。在实验平台上首先进行速度估计实验，实验结果表明，所设计全阶状态观测器的速度估计方法观测精度高，能很好地实现主电机的速度估计。再进行张力动态性能实验、解耦实验、负载实验，将

6、实验结果与PID控制结果对比可知，所设计的控制器具有较好的稳态精度、较强的解耦能力和抗负载扰动能力。因此，文中所提出的控制方案满足工业控制要求，实用性好，具有较好的应用前景。关键字：同步协调控制，速度估计，全阶状态观测器，自抗扰控制，解耦控制基于自抗扰的三电机同步系统无速度解耦控制II江苏大学硕士学位论文ABSTRACTThemulti—motorsynchronouscontrolhasbeenwidelyusedinindustrialproduction．Howtoimprovethesynchronouscontrol

7、performanceofsystembecomesaresearchhotspotissue．Theobjectinthissubjectisamulti—variable，time—varying，s订ongcouplingthree-motorsynchronizedcontrolsystem．Aimingatthecouplingbetweenmotorspeedandbelttensionsinthesystem，thispaperusesactivedisturbancesre!jectioncontrollert

8、echnologytorealizethedecouplingcontr01．Atthesametime，themainmotorspeedisestimatedbyintroductionfull·orderstateobservertoachievespeedsensor