同步电机在位置随动系统中跟踪误差分析与研究

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1、ELECTRICDRIVE2016Vo1．46No．4电气传动2016年第46卷第4期同步电机在位置随动系统中跟踪误差的分析与研究王宏文，孟立新，吴红星，侯美杰(河北工业大学控制科学与工程学院，天津300130)摘要：位置随动系统的任务是使被控量按同样规律变化并与输入信号的误差保持在规定范围内。同步电机具有响应快、定位准确特点，将其作为执行机构，满足系统要求。在建立位置随动系统的等效数学模型基础上，考虑到跟踪最终位置过程的不确定性和传统PID控制器超调量大，调节时间长的缺点，设计了Fuzzy-LQR-PID控制算法来提高位置跟踪精度，通过Matlab软件对该算法进行仿真，并由STEP7编程软

2、件编写程序在自主研发的无头轧制多级传动系统的模拟实验台上进行了实验验证。实验结果表明：该方法设计的系统控制精度明显提高，可实现同步电机快速精确地跟踪，位置跟踪误差小于PID控制算法的1／4，同时优化了控制输入信号，有着广阔的应用前景。关键词：线性二次型调节器；PID控制器；模糊控制；跟踪误差；Simulink仿真；STEP7中图分类号：TP275文献标识码：AAnalysisandResearchonSynchronousMotorTrackingErrorinthePositionServoSystemWANGHongwen，MENGLixin，wUHongxing，HOUMeijie(S

3、choolofControlScienceandEngineering，Hebei(，n矗ofTechnology，Tianjin300130，China)Abstract：PositionservosystemStaskistochangecontrolledvariablebythesamelawsandkeeptheerroroftheinputsignalwithinaspecifiedrange．Synchronousmotorwithfastresponseandaccuratepositioningfeatures，whichasanactuator，canmeetthesys

4、temrequirements．Onthebasisoftheestablished‘‘equivalent'’mathematicalmodelsofthepositionservocontrolsystem，takingintoaccounttheuncertaintyofthefinalpositionofthetrackingprocessandthetraditionalPIDcontrollerhasmanyshortcomingssuchaslargeovershoot，longregulationtime，presentsedFuzzy—LQR-PIDcontrolalgor

5、ithmtoimprovethetrackingaccuracy．ThisarithmeticwassimulatedbyMatlabsoftware．UsedSTEP'／programmingsoftwaretocompletethedesignprocessofFuzzy·LQR—PIDcontrolalgorithm，andexperimentwascarriedoutonthesimulationplatformoftheendlessroilingmulti·drivetransmissionsystem，whichwasdevelopedbyourselves．Theexperi

6、mentalresultsshowthat：thecontrolprecisionofthesystemdesignedbythemethodisimprovedsignificantly，theproposedmethodCanrealizesynchronousmotorquicklyandaccuratelytracking，locationtrackingerrorislessthan1／4ofPIDcontrolalgorithm，whileoptimizingthecontrolinputsignal，hasbroadapplicationprospects．Keywords：l

7、inearquadraticregulator(LQR)；PIDcontroller；fuzzycontrol；trackingerror；Simulinksimul~ion；STEP7在随动控制系统中的驱动电机要求具有响完成，整个过程是一个位置随动系统⋯。焊机的应速度快、定位准确、转动惯量小等特点。在本移动速度与钢坯的轧制速度必须严格同步来减实验台的无头轧制工艺过程中，当后一根钢坯追小焊接和轧制钢坯间的机械