永磁同步电机伺服系统自适应迭代学习控制

《永磁同步电机伺服系统自适应迭代学习控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、、分类号：ＴＰ２７３密级：么开ＵＤＣ１０１４２：单位代码：硕士学位论文永磁同步电机伺服系统自适应迭代学习控制ｇ２０１４２２２，＾学雷鸣凯作者：的ｉ程学科名称：２０１７年０５月３１曰沈阳工业大学硕士学位论文永磁同步电机伺服系统自适应迭代学习控制AdaptiveIterativeLearningControlforPermanentMagnetSynchronousMotorServoSystem作者：雷鸣凯单位：电气工程学院指导教师：朱国昕高级工程师单位：沈阳工业大学协助指导教师：赵希梅副教授单位：沈阳工业大学单位：

2、论文答辩日期：2017年05月20日学位授予单位：沈阳工业大学独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工。作及取得的研究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方夕卜，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得沈阳工业大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。签名喵嗲ｂ２〇ｌｌ．５ＪＩ：，日期：关于学位论文使用授权的说明本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳工业大学有关保留、使用学位论文的规定，ｇ卩：学校有权

3、保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权沈阳工业大学可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、交流，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）＾〇ｎｓ．ｉ：ｉ＼签名导师签名：日期：摘要永磁同步电机（PMSM）以其体积小、结构简单、转动惯量低、功率密度高等优点在工业机器人、高精度数控机床等伺服控制领域获得了广泛的应用。迭代学习控制（ILC）适用于执行重复任务的伺服控制系统，理论上可以达到完美的跟踪效果。然而实际系统中存在的各类扰动、建模误差、参数时变等不

4、确定性会对ILC的收敛性和系统的跟踪性产生不利影响。因此针对PMSM伺服系统在ILC过程中处理不确定性问题方面的缺陷进行研究，采用自适应控制与ILC相结合的方法，即自适应迭代学习控制（AILC），其兼具了ILC解决重复跟踪问题和自适应控制解决系统不确定性问题上的双重优势，提高了PMSM伺服系统的跟踪精度，并加快了系统的收敛速度。首先，介绍了PMSM的结构及分类，根据坐标变换建立了PMSM在dq坐标系下的数学模型。采用id=0控制建立了PMSM矢量控制系统并分析了摩擦转矩、齿槽转矩、模型误差、参数时变等不确定因素对控制系统的影响，建立了系统的状态方程。其次，针对PMSM伺服系统受

5、模型不确定性影响导致的跟踪精度下降，误差发散等问题，提出了一种参数自适应迭代学习律。其主要是在PD反馈控制的基础上增加自适应迭代项，通过沿迭代轴进行参数学习，辨识出控制律未知参数。然后提出一种改进型自适应迭代学习律，相当于在前一种学习律的基础上增加了对未知参数的时域估计，充分利用了时域和迭代域的信息。基于Lyapunov稳定性理论，分析了两种方案的收敛性。仿真结果表明，在存在模型不确定性的情况下，AILC比传统型ILC收敛速度快，跟踪精度高，可有效改善系统的性能。最后，针对PMSM伺服系统运行过程中受动态参数不确定性影响的问题，提出一种L1自适应反馈与ILC相结合的方法。其中L

6、1自适应控制器用来处理系统的动态参数不确定性，并对时域上的外加扰动进行补偿以便于学习控制器可以在标称系统上设计。而学习控制器用来提高系统对周期性输入的跟踪能力，并对摩擦、齿槽转矩等迭代域重复不确定性进行补偿。仿真结果表明，该方案对于减小系统动态参数不确定性对系统的影响，提高系统的性能有良好的效果。关键词：永磁同步电机，不确定性，迭代学习控制，自适应迭代学习控制，L1自适应迭代学习控制IAbstractPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasbeenwidelyusedinthefieldofindustrialrobot,highprec

7、isionCNCmachinetoolsandsoonbecauseofitssmallvolume,simplestructure,lowinertiaandhighpowerdensity.Iterativelearningcontrol(ILC)issuitableforservocontrolsystemsthatperformrepetitivetasksandcanachievetheperfecttrackingeffectintheory.However,theuncerta