超声电机参数摄动与广义预测控制.pdf

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1、cDM眇研‘脚e∥棚g册d铆，^删抽船计算机工程与应用2011，47(14)17超声电机参数摄动与广义预测控制张建桃1，张铁民2，梁莉2，文晟2ZHANGJianta01，ZHANGTiemin2，LIANGLi2，、ⅣENShen921．华南农业大学信息学院，广州5106422．华南农业大学工程学院，广州5106421．Collegeofhfom哺dcs，Sou也ChinaAgricultll

2、叫umvers时，Guang吐0u510642，Chi越2．ConegeofEngi∞丽ng，SoumC1liMA酣cllnuralunive鹅时，Gu抽g曲ou510642，c：hi弛

3、ZIlANGJiantao，ZIIANGnemin，LLANGLi，etILParameterpert．1rba如nand驴ner8llzedpredic廿veconn蜘ofu蛔a_∞Ⅱicmotor．ComputerEngineeringandAppUca廿ons，201l，47(14)：17-20．Abstract：Thesp∞dofU№s伽融Motor(USM)h嬲s臼mgnonline耐ty谢bichv撕es丽血the舶qu钮cyoftwo．ph嬲edriv．ingv01衄ges，∞“isdi伍cun协give锄∞cumedyn锄ic删曲ematicmodelbytheo

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6、r；Hl咖ersteinmodel；p蹦uIleI甜penl：曲ati∞；ge鹋mlizedpredictivec∞仃D1摘要：针对超声电机速度与驱动频率具有很强的非线性。理论建模困难，难以实现高精确控制的问题，采用辨识的方法建立了旋转行波超声电机的H锄merstejn模型，并测量了该模型的参数摄动；针对电机参数在大范围内摄动，提出采用两步法广义预测控制方法，整定了广义预测控制算法的参数，并对超声电机两步法广义预测控制进行了稳定性分析和速度控制仿真．理论分析和仿真结果都表明，超声电机Hl衄珊潲tein模型参数在大范围内摄动时，两步法广义预测控制器能够准确地跟踪速度设定值的变化，证

7、明了超声电机广义预测控制的可行性，为超声电机高精度控制提供了控制模型和控制方法．关键词：超声电机；H呦娜tein模型；参数摄动；广义预测控制DOI：10．377踟．is∞．1002-8331．2011．14．006文章编号：1002-8331(2011)14-0017．04文献标识码：A中图分类号：TP391．91引言超声电机(usM)是一种新型微特电机，具有许多传统电磁电机无法比拟的优越性能，如低速大转矩、体积小、重量轻、功率密度大、响应速度快、微位移、不受电磁场的影响、断电自保持、设计自由度大等“】。自20世纪80年代以来，超声电机得到了快速的发展，并逐渐应用于航空航天、医疗

8、卫生、机器人和工业自动化等领域％但超声电机工作过程中涉及压电陶瓷片的高频振动和摩擦驱动等非线性因素，难以建立精确的控制理论模型，在对超声电机进行控制时，通常将其作为黑箱处理，采用模糊自：i酗妒l、模糊神经网络H等不需数学模型的智能控制算法进行在线调节。由于缺乏电机数学模型的约束，这些算法很难得到有针对性的优化，使控制的离散化时间(采样时间)加长，影响了控制效果，限制了智能算法优点的充分发挥m。文献【6】采用辨识的方法建立了超声电机非线性模型，并进行了广义预测控制仿真，但没有考虑超