鲁棒控制理论的应用研究——直线感应电机的鲁棒控制系统设计

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1、浙江大学硕士学位论文摘要摘要／f鲁棒控制是针对模型的不确定问题提出的，其研究重点是讨论控制系统的某种性能或某个指标在某种扰动下保持不变的程度。假定系统的传递函数属于一个集合(因为系统不确定性存在，所以传递函数可能有多个)，考察反馈系统的特性，给定一个控制器，如果集合中的每一个对象都能保持对这种特性成立，则称该控制器对此性能是鲁棒的。鲁棒性能的一般含义是指集合中的所有对象都满足内稳定和另外特性的性能。鲁棒控制引入权函数和增广系统的概念，使得控制系统可以同时考虑模型不确定性、稳定性、灵敏度和抗干扰能力的指标。j本论文进行的是鲁棒控制理论的应用研究，选

2、择直线感应电机驱动的邮政分捡系统为控制对象，主要工作集中在建模和控制研究方面，满足了速度跟随迅速、抗负载扰动和抗模型摄动等控制要求。目前对直线感应电机的控制，仍缺乏方便而有效的办法。因为直线感应电机磁极呈水平展开放置，有部分磁链不闭合，具有横向和纵向的边缘效应，表现出比旋转感应电机更强的非线性。在使用中，大多只考虑电机的静态设计性能，例如起动推力等，而对推力纹波、磁场畸变等动态性能不予考虑；在控制策略方面，也仅仅停留在开环阶段。这样的研究现状远远不能满足快速动作、精确定位、推力适当的系统控制要求，同时【!王不利于发挥直线感应电机推力大、速度快的性

3、能优势。通过探索，本文得出了一种简化直线感应电机模型的方法，可以在此基础上应用现代控制方法：1)应用矢量控制，建立直线感应电机的动态方程，并线性化输入量(电流、电压)和输出量(推力、磁通)的关系；2)建立并简化直线感应电机驱动的邮政分捡系统的动态模型；31基于该线性动态模型，对邮政分捡系统进行控制研究。由于直线感应电机简化模型的建立，使得我们在直线感应电机的控制策略研究方面，进展了一大步。因为由电机统一原理，可以参照旋转感应电机的各种控制方法，来进行直线感应电机的控制。而且，可踢实现控制器和控制对象的一体化，使得直线感应电机的设计性能大为优化。j

4、在本论文所述系统的鲁棒控制研究中，应用了JV。控制理论和权函数的概念，进行系统增广，同时满足了系统速度跟随快速、抗扰动、抗模型摄动的性能要求。还引入了内模控制进行系统动态性能的改善。内模控制是将干扰信号的特征传递函数作为控制器的一个环节添加到闭环系统中去，使得控制系统有较好的对该类扰动的抑制能力。本文还研究了鲁棒控制的另一个分支——基于内模控制浙江大学硕士学位论文摘要的鲁棒极点配置方法，设计了二自由度的鲁棒极点配置控制器，使得被控系统有很好的干扰的抑lllilJJ。将基于内模原理的鲁棒极点配置方法、日。控制方法设计的控制系统做了仿真研究，将控制结

5、果与由PID控制方法得到的控制结果相比较，分析了它们对此系统的控制优势和各自的适用性。关键词：鲁棒控制。日。控制理论，鲁棒极点配置，内模控制，邮政分捡系统直线感应电机，矢量控制，PID控制Ⅱ塑垩查兰堡主兰堡丝苎——羔!苎!坚AbstractRobustControlisbroughtouttodealwithsystemuncertainty,whoseresearchemphasisistodiscusstheresistanceofthesystem’Scertaincharacteristicsorindextosomedisturbanc

6、eSupposingthesystem’Stransferfunctionsbelongtoaset，wejudgethenatureofthefeedbacksystem：givenacontroller,ifalltheobjectsinthesetCanfulfillthedemandsofthenature．wesaythatthecontrollerisrobustictothenatureThegeneralmeaningofrobustionisthatallobjectsinasetcanmeettherequirementsof

7、inner—stabilityandothercharacteristicsRobustcontrolincludestheconceptofweightfunctionandaugment—system，whichleadstothatthecontrolledsystemcantakesomenatures，likemodeluncertainty,stability，sensibility,disturbance-resistance，intoconsiderationatthesametimeWedotheapplyingresearch

8、ofrobustcontroltheoryinthispaper,choosePostDistributionSystem(PDS)us