永磁直线同步电机模糊自适应分数阶piλdμ控制

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1、20t2年7月机床与液压Ju1．20l2第40卷第13期MACHINETOOL＆HYDRAULICSVo1．40No．13DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．13．032永磁直线同步电机的模糊自适应分数阶PIA控制王宏文，孙浩，荆锴，李耀婷(河北工业大学控制科学与工程学院，天津300130)摘要：分析水磁直线同步电机的数学模型。针对永磁同步直线电机(PMSLM)强耦合、非线性的特点，把整数阶PID控制扩展到分数阶，用Oustaloup递推算法对分数阶微分算子s进行拟合，用分数阶PP控制代替常规PID控制并与模糊控制相结合，提出一种模糊自适应分数阶P

2、I控制器，利用模糊逻辑实现分数阶PI控制参数的在线调整。并对该控制算法进行仿真研究，仿真结果表明：该控制算法具有较好的动态稳定性和跟踪性能，对外界干扰具有较强的鲁棒性。关键词：永磁直线同步电机；模糊自适应控制；分数阶微积分；分数阶PI控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2012)13—106—4FuzzyAdaptiveFractionalOrderplaIY'ControlforPermanentMagnetLinearSynchronousMotorWANGHongwen，SUNHao，JINGKai，LIYaoting(SchoolofCo

3、ntrolScienceandEngineering，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China)Abstract：Themathematicalmodelofpermanentmagnetlinearsynchronousmotorwasanalyzed．Forthestrongcoupling，non—linearcharacteristicsofpermanentmagnetsynchronouslinearmotor(PMSLM)，theOustaloupreeursivealgorithmwasusedtofitthe

4、fractionaldifferentialoperator．ThefractionalPID"controllerwasusedtoinsteadoftheconventionalPIDcontroller．CombiningfuzzycontrollerwithfractionalPID~controller，afuzzyadaptivefractionalPID~controllerwasdesigned，usingfuzzylogictoadjustmentthecontrolparametersoffractionalorderPIIY~controlleronline

5、．ThecontrolalgorithmWassimulated．ThesimulationresultsshowthatcomparingwiththetraditionalPIDcontroller，thiscontrolalgorithmhasbetterdynamicstability，bettertrackingperformanceandbetterrobustnesswithexternaldisturbances．Keywords：Permanentmagnetlinearsynchronousmotor；Fuzzyadaptivecontrol；Fraction

6、alordercalculus；FractionalorderPPcontrollers永磁同步直线电机在推力、动态性能、定位精度定因素带来的不利影响。作者用分数阶PI控制方面比其他直线电机更具有优越性，因而越来越多地代替常规的整数阶控制器，结合模糊控制和分数阶用于直流伺服系统中。但由于永磁直流同步电机存在PI控制的优点，设计一种模糊自适应分数阶参数摄动、负载扰动等问题，PID控制器具有结构简PI控制器，可以得到更好的控制效果。单、输出稳定和不要求精确的数学模型等优点而被广1永磁直线同步电机(PMLSM)的数学模型泛地应用，但是当系统要求比较高的动态控制精度的永磁同步直线电机是一

7、个非线性强耦合多变量的时候，PID控制器却不能很好的运行⋯。分数阶动态系统，在建模时作如下假设：磁路为线性，忽略PI控制是常规的整数阶PID控制的推广和发展，端部效应、齿槽效应及饱和效应；气隙磁场在空间按用分数阶数学模型描述的动态系统要比整数阶模型所正弦分布，忽略磁场的高次谐波；忽略环境温度和电描述的更加精确。且分数阶PI控制器引入了微机温升对电机参数的影响。定义各参数如下：u、“分、积分阶次A和，多了两个可调参数，所以控制分别为d、q轴的定子电压；ii分别为d、q轴的器参数的整