近似时间最优控制的离散域设计及其伺服应用.pdf

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1、电气传动2013年第43卷第12期ELECTRICDRIVE2013Vo1．43No．12近似时间最优控制的离散域设计及其伺服应用胡金高(福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350108)摘要：提出一种近似时间最优控制与扩展状态观测器相结合的快速无静差定点跟踪控制器的离散域设计。近似时间最优控制是在时间最优控制律的框架下引入一个线性工作区、并在定位误差进入这个工作区时把控制系统平滑切换到线性PD控制律；同时利用一个降阶的扩展状态观测器对系统的不可量测状态和未知扰动进行估计，而后对扰动加以补偿。把这种控制方案用于永磁同步电机位置伺服系统的

2、控制，在Matlab／Simulink中进行了仿真研究，并基于DSP在交流同步伺服系统做了实验测试，结果表明所设计的控制系统可以对给定目标位置进行快速平稳且准确的跟踪，且对负载扰动和系统参数差异具有较好的性能鲁棒性。关键词：永磁同步电机；伺服系统；时间最优控制；扰动；状态观测器中图分类号：TP273；TM381文献标识码：BDiscreteDesignofProximateTime-optimalControlwithApplicationsinServoSystemsHUJin—gao(CollegeofElectricalEngine

3、eringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，Fujian，China)Abstract：Thediscretedesignofafastandaccurateset-pointtrackingcontrollerusingproximatetime—optimalcontro1(PTOC)combinedwithextendedstateobserverwaspresented．ThePTOCcontrolincorporatesalinearworkingregionintothef

4、rameworkoftime．optimalcontrol(TOC)，andthesystemiSswitchedtoalinearPDcontrollawoneethetrackingerrorentersthisregion．Areduced-orderextendedstateobserverisadoptedtoestimatetheun—measurablestatevariablesandunknowndisturbance，andacompensationtermfortheunknowndisturbanceisinclu

5、dedinthecontrollaw．ThecontrolschemewasappliedtoaPMSMpositionservosystem．SimulationsinMaflab／SimulinkandexperimentaltestonDSP—basedACservosystemhavebeencarriedout．Theresultsconfirmthattheproposedcontrolschemecanachievefast，smoothandaccuratetrackingoftargetreference，andhasg

6、oodperformancerobustnesswithrespecttoloaddisturbanceandparametervariations．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；servosystem；timeoptimalcontrol；disturbance；stateobserver为实现撇位，考虑时间最优控制(TOC)n，1引言即在驱动电机电流的允许极限约束下，通过正方永磁交流同步伺服系统在数控加工和制造向或反方向的最大允许幅值控制信号的施加以产业升级中有着举足轻重的作用，比如

7、在服装花达到最大加速或减速的目标跟踪，这种乒乓控制样缝制中，要求主轴缝纫转速达2400r／min，每针由于在正负两个极端值之间切换，当现实系统存完成一个可编程花样长度的y绣框移动和定在模型差异或扰动时，系统就难免出现为克服偏位，这类应用中几乎都要求2030ms的高效而快差而产生颤震的现象，影响系统的应用。鉴于理速的目标位置移动和定位，以提高加工的生产效想时间最优控制在这方面的缺陷，近似时间最优率。通常采用的位置速度电流3闭环PI调节伺控制(PTOC)⋯在TOC基础上引入了一个可控的服系统却很难满足这个要求，特别在变花样长度线性工作区(或称

8、作“偏差带”)，当控制目标进入同时需要变化主轴转速时，实验反复证明容易出该偏差带时把不易稳定的最大允许幅值控制切现限定时间内的定位欠调或过冲。换到线性的PD控制，线性控制算法依据系统特基金项目