滑模变结构理论及其在交流伺服系统中的应用研究

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1、浙江大学博士学位论文摘要白80年代以来，永磁交流伺服技术得到了迅速发展，利用交流伺服电动机构成的系统也越来越呈现多样化和复杂化，对伺服控制提出了更高的要求：即希望伺服系统具有一定的自适应能力和较强的抗干扰能力。滑模变结构控制器由于具有响应快、鲁棒性好、设计实现方便等优点，已被逐步应用于电力传动控制领域。该理论在工程应用中最大的障碍是高频开关控制带来的抖动现象。本文在对永磁同步电动机(PMSM)的数学模型和控制理论进行全面、深入研究的基础上，应用滑模变结构控制理论，克服系统的参数变化和外界扰动的不良影响，以实现具有一定自适应能力的高性能交流伺服系统。本论文的研

2、究内容包括：1、首先建立一套交流伺服系统试验研究装置。选用产品化的交流伺服电动机及其驱动器作为控制对象，以上位计算机作为伺服控制器，并研制了一个位控接口模板将二者联系起来，从而构成灵活的伺服控制系统，各种控制算法均可通过微机中的软件编程来实现。2、对交流伺服系统及滑模变结构理论的发展现状进行了较为详细的评述，分析了在交流伺服系统中应用滑模变结构策略的优缺点。3、在对永磁同步电动机(PMSM)的数学模型进行分析的基础上，利用矢量控制原理，设计了一种新型等效滑模电流控制器，以改善PMSM的相电流波形，减少转矩脉动，仿真结果验证了该方法的有效性。4、为解决传统变结

3、构控制的抖动问题，本文采用动态滑模变结构方法，利用输出的积分特性消除抖动，同时加入误差积分项改善系统的稳态误差。通过对交流伺服系统速度控制器的仿真试验，结果表明该方法能有效削弱抖振。5、将模糊控制与滑模变结构控制相结合，提出一种基于“距离”的模糊滑模变结构控制策略，并利用自学习算法改善系统性能，在试验装置基础上对该方法进行了试验研究，仿真与试验结果表明该方法能消除抖振，具有较好的鲁棒性，且控制简单易实现，具有一定的实用性。关键词：永磁交流伺服系统，滑模变结构，电流控制器，模糊控制肇墨作糟、导师闻慧■垒文公书浙江大学博士学位论文ABSTRACTPermanen

4、tmagnetACservotechniquehasgrownrapidlysince1980’s．BecausetheapplicationsofACservomotorsbecomemoreandmorecomplex，manyhigherrequestsareoffered．Theservosystemsarehopedtohavetheabilityofadaptationandbeaerperformanceagainstdisturbance．Variablestructureslidingmodecontrollerhasbeenapplied

5、graduallyintheelectricdrivesbecauseofitsadvantageofrobustandeasyrealization．Themostimportantdrawbackinengineeringapplicationisthechatteringcausedbyhighfrequencyswitchingcontr01．BasedonthecomprehensivelydeepresearchonthePMSM’smathematicsmodelandcontroltheory,inordertoovercometheblig

6、htcausedbyparametervariantandoutsidedisturbance，the“VariableStructureSlidingMode’’theoryisadoptedtorealizehighperformanceACservosysteml●j曲adaptation．Thecontentofthisresearchfailsintothefollowing：1．AsetofresearchequipmentofACservosystemwasbuiltupfirstly．TheproductofACservomotoranddr

7、ivesareselectedasthecontrolledobject，PCactedastheservocontroller,bothofthemwasconnectedwithainterfaceboardforpositioncontr01．Theequipmentwassoflexiblethatanyservocontrolalgorithmcanberealizedbytheprograminthecomputer．2．ItgivesadetailedcommentonthepresentdevelopmentoftheACservosyste

8、mandvariablestructureslidi