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《基于非線性干擾觀測器的永磁球形電機模糊滑模軌跡跟蹤控制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、基于非線性干擾觀測器的永磁球形電機模糊滑模軌跡跟蹤控制FuzzySlidingModeTrajectoryTrackingControlofPermanentMagnetSphericalMotorBasedonNonlinearDisturbanceObserver學科專業(yè)：電氣工程作者姓名：柳文俊指導教師：李洪鳳副教授天津大學電氣自動化與信息工程學院二零一七年十二月摘要永磁球形電動機是典型的多變量、強耦合、時變的非線性系統(tǒng)。隨著球形電機技術研究的進一步深入及應用場合的擴大，傳統(tǒng)的控制算法，如PD控制、計算轉矩法等已不能滿足球形電機應
2、用領域的控制要求。各種各樣的智能控制策略的應用，使得球形電機控制系統(tǒng)的非線性等特征得到了較好的解決。然而，根據(jù)智能算法設計的控制器具有較大的保守性，使得控制器具有非常大的控制幅值，這在實際中難以實現(xiàn)，限制了智能控制策略的實際應用。針對現(xiàn)有控制策略的保守性，本文提出了一種基于非線性干擾觀測器的模糊滑?？刂撇呗?，在滿足系統(tǒng)控制精度要求的前提下，設計出一種少保守性的永磁球形電機的控制方法。利用干擾觀測器對系統(tǒng)中存在的外部干擾、摩擦、內(nèi)部參數(shù)等不確定性進行觀測，并在控制輸入端進行補償實現(xiàn)對干擾的抑制，減少了滑模控制的保守性并在一定程度上減少了滑
3、模的抖振；同時滑?？刂破骺梢缘窒蓴_觀測器的干擾觀測誤差及不可觀測部分的干擾，從而滿足系統(tǒng)跟蹤性能的要求。為了進一步減少滑模的抖振現(xiàn)象，本文利用模糊邏輯對該部分進行逼近，并利用模糊控制器的輸出增益代替滑模的切換增益，保證控制率的連續(xù)性。此外，本文針對球形電機位置檢測的問題提出了一種針對Halbach陣列永磁球形電機的位置檢測方法，通過3個旋轉角的解算獲得轉子的位置。鑒于三維磁場霍爾傳感器的產(chǎn)生及發(fā)展，本文采用了基于球形電機轉子磁場的位置檢測方法。為了避免轉子磁場諧波和定子線圈磁場對轉子位置檢測影響，本文提出了一種磁場傳感器的配置方案。根
4、據(jù)磁場模型和旋轉變換理論得到磁感應強度與旋轉角之間的非線性關系。經(jīng)仿真發(fā)現(xiàn)梯度投影法求解旋轉角的精度很高但是如果搜索初始點選擇不當，會導致該算法計算速度很慢,而粒子群算法計算速度快，但是精度相對較低。為了高精度地、快速地求解出旋轉角，本文提出了一個結合了梯度投影法和粒子群算法的位置解算算法,進而可以得到轉子的位置信息。仿真結果表明本文提出的位置檢測方法可以實現(xiàn)高精度的檢測，同時可以實現(xiàn)快速地位置檢測。關鍵詞：永磁球形電動機，非線性干擾觀測器，滑模控制，模糊控制，位置檢測，粒子群算法，梯度投影法IABSTRACTPermanentmagn
5、etsphericalmotor(PMSM)isatypicalmultivariable,stronglycoupled,time-varyingnonlinearsystem.Withthefurtherdevelopmentofsphericalmotortechnologyandtheexpansionofapplication,traditionalcontrolalgorithmssuchasPDcontrolandcomputingtorquecalculationcan’tmeetthecontrolrequiremen
6、tsofsphericalmotorapplications.Theapplicationofvariousintelligentcontrolstrategiesmakesthenonlinearcharacteristicsofsphericalmotorcontrolsystembesolvedbetter.However,thecontrollerdesignedaccordingtotheintelligentalgorithmhasgreatconservatism,whichmakesthecontrollerhaveve
7、rylargecontrolamplitude,whichisdifficulttoberealizedinpractice,whichlimitsthepracticalapplicationofintelligentcontrolstrategy.Aimingattheconservativenessoftheexistingcontrolstrategy,thispaperproposesafuzzyslidingmodecontrolstrategybasedonthenonlineardisturbanceobserver.U
8、nderthepremiseofsatisfyingtherequirementofthesystemcontrolprecision,alessconservativenesscontrolmethodw
