平面开关磁阻电机自适应控制研究

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1、分类号TM352学校代码10590UDC621.3密级公开i$H大學SHENZHENUNIVERSITY硕士学位论文平面开关磁阻电机自适应控制研究申请人姓名汪济欢申请人学号2120170511专业名称控制科学与工程导师姓名及职称曹广忠教授分类号TM352学校代码10590UDC621.3密级公开深圳大学硕士学位论文平面开关磁阻电机自适应控制研究学位申请人姓名汪济欢专业名称控制科学与工程学院（系、所）机电与控制工程学院指导教师姓名曹广忠教授原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导

2、下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写的作品或成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名日期：弘d年+月#学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解深圳大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属深圳大学。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其他机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文被查阅和借阅。本人授权深圳大学可

3、以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(涉密学位论文在解密后适用本授权书）日期：年+月％B年，月^日平面开关磁阻电机自适应控制研究摘要平面开关磁阻电机具有直接驱动、结构简单、成本低和响应快等突出优点，但同时也因其非线性磁路、力脉动、无机械缓冲装置等本征特性以及由于加工制造、外部扰动等引起的模型不确定性而难以获得较高精度的运动特性，解决此问题的途径之一是采取有效的控制方法。自适应控制能够自动补偿系统在模型、参数和输入信号等方面非预

4、知的变化以及不确定性，可望应用于平面开关磁阻电机的控制，从而使平面开关磁阻电机获得理想的运动。为此，本文深入研究平面开关磁阻电机的自适应控制，所做的工作主要如下：阐述了平面开关磁阻电机的运行机理，分析了电机动子的磁耦合情况以及电机控制系统结构，建立并推导了电机的数学模型。基于Lyapunov稳定性理论设计了基于输入输出的平面开关磁阻电机模型参考自适应控制器，并对模型匹配及自适应控制律的设计作了详细的推导分析。研究了平面开关磁阻电机极点配置自校正轨迹跟踪控制，针对平面开关磁阻电机系统参数辨识可能出

5、现的“数据饱和”现象，引入了带有遗忘因子的递推最小二乘算法，设计了基于极点配置的平面开关磁阻电机间接自校正控制系统，改进了自校正控制器结构，较好地解决了因物理可实现性引起的控制器饱和问题。基于dSPACE半实物实时仿真系统，构建了平面开关磁阻电机的实时在线控制实验平台，进行了平面开关磁阻电机模型参考自适应定位控制实验以及不同参考轨迹下的平面开关磁阻电机极点配置自校正轨迹跟踪控制实验。研究表明：提出的平面开关磁阻电机模型参考自适应控制方法提高了电机的定位精度，无负载时，电机的稳态位置误差小于500

6、nm，增加质量负载后，电机的稳态位置误差小于4.7µm；在不同参考轨迹下，平面开关磁阻电机极点配置自校正控制系统X、Y轴的轨迹跟踪误差在小于82µm，在电机动子平台上添加质量负载后，电机的动态跟踪误差仍小于82µm；平面开关磁阻电机自适应控制系统具有良好的运动特性和自调整能力。关键词：平面开关磁阻电机；模型参考自适应控制；极点配置自校正控制；位置精度本文受国家自然科学基金项目：开关磁阻平面直驱系统的微纳精度生成机理与控制研究（项目编号为51275312）资助。IResearchonadaptiv

7、econtrolfortheplanarswitchedreluctancemotorAbstractPlanarswitchedreluctancemotors(PSRMs)havetheadvantagesofdirectdrive,simplestructure,lowcost,quickresponse,andsoon.However,itishardtoachievehigh-precisionmotionofPSRMs,sincetheinherentcharacteristicso

8、fnonlinearmagneticcircuit,forceripple,andhavenomechanicalbufferdevice,etc,aswellasthemodelinguncertaintycausedbytheprocessingandmanufacturingandexternaldisturbance.Applyinganeffectivecontrolmethodisoneofapproachestoaddresstheseissues.Theadaptivecontr