交流伺服系统单神经元PID自适应预测联合控制.pdf

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1、J⋯vJ，一●●⋯⋯⋯，⋯一一-2015年12月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueDec．2015文章编号：1001—2265(2015)12—0046—03DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．12．013交流伺服系统单神经元PID自适应预测联合控制水张营，巩永光，陈立锋(1．济宁学院物理与信息工程系，山东曲阜273155；2．南京理工大学机械工程学院，南京210094)摘要：针对交流伺服系统转动惯量、负载力矩变化大的特点，提出了联合控制策略。设计自适应预测控制器

2、和单神经元PID控制器，自适应预测控制可实现较好的跟踪特性和鲁棒性，单神经元PID控制可对传统PID控制器的比例、积分、微分系数进行实时调整，抑制了参数摄动和负载扰动。仿真结果表明，所设计的联合控制器能够保证系统的静、动态性能。关键词：单神经元PID控制；自适应预测控制；交流伺服系统；联合控制中图分类号：TH166；TG65文献标识码：AJointControlofSingleNeuronPIDandAdaptivePredictioninACServoSystemZHANGYing．GONGYong．guang．CHENLi．feng(1．Departm

3、entofPhysicsandInformationEngineering，JiningUniversity，QufuShandong273155，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)Abstract：AimingatwidevariationsinloadsandmomentsofinertiaofACservosystem，jointcontrolstrat—egywasdeveloped．Th

4、eadaptivepredictioncontrolandthesingleneuronPIDcontrolleraredesigned，adap—tivepredictioncontrollerhastrackingperformanceandgoodrobustness，singleneuronPIDcontrolcanadjustproportiona1．integralandderivativecoefficientsofthetraditionalPIDcontrolinrealtime，thencaninhibitparameterpertur

5、bationandloaddisturbance．Simulationresultsshowthatthejointcontrolstrategycanguar-anteethestaticanddynamicperformanceofthesystem．Keywords：singleneuronPID；adaptiveprediction；ACservosystem；jointcontrol压方程如下：0引言f=砜PLdidp竹一⋯数控机床伺服系统传动的执行机构主要是永磁同LUq=Rig+pLqiq+步电机，在其自动控制系统中，主要由电流环、速度环式中，

6、和。分别是d轴、q轴同步电感(L=L：及位置环组成。传统的机床伺服控制系统中，PID控L)，tO是电机速度，和是在d轴、g轴的磁链，，制器经常用于速度环及位置环控制，由于传统PID控是转子磁链，R是定子绕组内阻。制并没有考虑模型的时变性、非线性因素和不确定性利用永磁同步电机矢量控制方法，d轴电流控制参数，因此不能获得满意的控制效果u。为零时有最大输出转矩。电机转矩如下：近几年，在交流伺服系统中单神经元PID控制、预测=}p=i(2)控制的应用较多。预测模型的多样性、滚动优化的时序性和在线校正的适应性是预测控制的优点。而单神经其中，是转矩常数，P是电机磁极对

7、数。元PID控制简单，且其加权系数可实时调节。一般情况下，永磁伺服电机的机械方程表达如下：本文结合自适应预测控制、单神经元PID控制，自=++Bto(3)适应预测控制提高系统的追踪性能，而模型参数干扰、其中，I，是转动惯量，B是摩擦系数，是负载力矩。外界扰动的影响，使用单神经元PID加以解决。仿真2联合控制器设计实验结果表明，联合控制策略与传统控制相比，追踪特性更好，系统鲁棒性较强。2．1自适应预测控制器设计智能预测模型采用受控自回归积分滑动平均模1线性化条件下的数学模型型。模型如下：假设永磁同步电机是不饱和的且涡流和磁滞损耗y㈤=u㈤+㈩(4)可以忽略，

8、由此，在同步旋转坐标系下，定子d，q轴电收稿日期：2015—03—