高性能交流伺服系统及其复合控制策略研究

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1、摘要当前交流传动已成为传动领域的主要方式，伺服技术正在迅速地由直流伺服系统转向交流伺服系统，交流伺服技术的应用越来越广，人们对其要求也越来越高，研究高性能的交流伺服系统，具有重要的现实意义。交流电动机模型是强耦合、时变的非线性系统，控制策略在交流伺服系统中发挥着至关重要的作用，单一的某种控制策略很难取得理想的控制效果，将各种控制策略相互结合，取长补短而形成的复合控制策略，能提高控制性能，取得更好的控制效果。本文针对交流伺服系统中一些尚待解决的控制问题(如当系统参数变化较大时，传统的PID控制方法难以得到满意的控制性能等)，将一些新的控制

2、方法引入交流伺服系统，并与常规方法相结合，力图以新的控制方式和策略提高整个系统的控制性能。PID控制是历史最悠久、生命力最强、应用最广的控制方式，但传统的PID控制算法具有一定的局限性，不能适应交流伺服系统复杂的工况和高指标的控制要求。第三章首先介绍PID控制的基本原理，然后提出了一种基于GA优化参数的非线性PID控制策略，并应用于交流伺服控制系统中，其控制效果远远超过常规PID控制，取得了良好的控制效果。模糊控制是智能控制的一个重要分支，其发展迅速，应用广泛，实效显著，引人关注。模糊控制具有较强的鲁棒性，且算法简洁，实时性强，但常规模

3、糊控制器存在着精度不高、自适应能力有限等缺点，在第四章里，本文设计了一种高性能的复合模糊控制器，控制效果令人满意。本文的第五章提出了一种多模智能协调控制策略，充分利用了各种控制方法的优点，并将其应用于交流伺服系统，同常规切换控制相比，它把前者的点切换改为相对平滑的智能切换，大大提高了伺服控制的动、静态性能，取得了满意的效果。第六章首先介绍了当代交流伺服系统全数字化的发展趋势，然后简要交代了本文实验交流伺服系统的软、硬件的基本情况，并给出了实验结果。本文在结尾对全文做了一个全面总结，并指出了有待继续研究的一些问题。关键词：交流伺服系统矢量

4、控制直接转矩控制复合控制PID控制GAIGA模糊控制切换控制协调控制高性能DSPABSTRACTACmotorisahighorder，nonlinear，couplingsystem，SOthecontrolstrategyismostimportantinACservosystems．Asinglecontrolstrategycarlhardlygetidealcontroleffect，butifwetaketheadvantagesofdifferentcontrolmethodsandcombinethemtogethert

5、oformmixedcontrolsystem，highercontrolperformanceisexpected．Inthisdissertation，toovercometheparametervariationsinACdrivesystems，someneweffortsaremade．ThegoalofthestudyistoimprovetherobustnessofACdrivesystemandmeettheincreasingdemandofhighperformanceonACdrivers．PIDcontroli

6、stheeldestandmostwidelyusedcontrolmethod．However,traditionalPIDcontrolhasitsowndefects．Togetbettercontroleffect，thispaperdesignssuchallACservosystemwithanonlinearPIDcontrollerbasedonIGAoptimization．Bothdynamicandsteadyperformancesareimprovedevidentlyandtheresultsaresatis

7、factory．Fuzzycontrolisoneofmostimportantintelligentcontrols，ithasbeendevelopingrapidlyandbeenusedwidelywithremarkableachievementduetoitsslTongrobustness，succinctalgorithmandreal-timecharacteristic．Butitisapitythat在aditionalfuzzycontrolhasdisadvantagessuchaslowprecisionan

8、dlimitedadaptabilityatthesalnetime．Inchapter4，animprovedmixedfuzzycontrolisputforwardwithmuchbettercont