交流伺服電機及其控制第6章

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1、24828F第6章　交流伺服系統(tǒng)常用的控制策略6.1　基于滯回單元的有限時間整定控制6.2　非線性規(guī)范模型跟蹤控制6.3　2自由度控制24828F第6章　交流伺服系統(tǒng)常用的控制策略6.4　H∞控制6.5　自適應控制6.6　滑模變結構控制6.7　智能控制6.8　交流伺服電機的高性能控制——機械諧振系統(tǒng)的振動控制24828F6.1　基于滯回單元的有限時間整定控制6.1.1　基于滯回單元的有限時間整定控制的原理6.1.2　滯回(HYS)單元24828F6.1.1　基于滯回單元的有限時間整定控制的原理圖6-1　速度控制系統(tǒng)24828F

2、6.1.1　基于滯回單元的有限時間整定控制的原理圖6-2　輸出響應波形24828F6.1.2　滯回(HYS)單元1)系統(tǒng)輸入改變的瞬間，作為滯回單元輸入的速度偏差也隨之變化為X1，從而滯回單元的輸出變?yōu)镵1X1。2)隨著時間的經過，速度偏差逐漸變小，滯回單元的輸出保持最大值K1X1。3)當速度偏差變?yōu)?時，滯回單元的輸出也切換到0，系統(tǒng)重新回到穩(wěn)態(tài)。24828F6.1.2　滯回(HYS)單元圖6-3　包含滯回單元的速度控制系統(tǒng)24828F圖6-4　滯回單元的動作過程24828F6.2　非線性規(guī)范模型跟蹤控制6.2.1　非線性規(guī)

3、范模型跟蹤控制的原理6.2.2　魯棒補償器的設計24828F6.2.1　非線性規(guī)范模型跟蹤控制的原理圖6-5　非線性規(guī)范模型跟蹤系統(tǒng)24828F6.2.2　魯棒補償器的設計圖6-6　非線性規(guī)范模型跟蹤控制系統(tǒng)的等價變換24828F6.2.2　魯棒補償器的設計圖6-7　跟蹤系統(tǒng)部分24828F6.2.2　魯棒補償器的設計圖6-8　前饋型2自由度控制系統(tǒng)24828F6.2.2　魯棒補償器的設計圖6-9　反饋控制系統(tǒng)24828F6.3　2自由度控制6.3.1　2自由度控制系統(tǒng)的定義6.3.2　2自由度控制系統(tǒng)的結構形式6.3.3　2

4、自由度控制系統(tǒng)的設計6.3.4　2自由度PID控制24828F6.3.1　2自由度控制系統(tǒng)的定義圖6-10　反饋串聯補償控制系統(tǒng)(單自由度控制系統(tǒng))24828F6.3.1　2自由度控制系統(tǒng)的定義圖6-11　具有目標值前饋的控制系統(tǒng)(2自由度控制系統(tǒng))24828F6.3.2　2自由度控制系統(tǒng)的結構形式圖6-12　各種形式的2自由度控制系統(tǒng)a)目標值前饋型　b)環(huán)路補償型　c)反饋補償型　d)目標值濾波型　e)一般型24828F6.3.3　2自由度控制系統(tǒng)的設計(1)2自由度控制系統(tǒng)的參數表現(2)魯棒位置伺服系統(tǒng)的構成(3)參數

5、Q的設計24828F(1)2自由度控制系統(tǒng)的參數表現①Gry∈Rs(s)，并且(1-Gry)/F為R(s)的單元；②Q∈Rs(s)，并且(1-Q)/D∈R(s)。①是對目標指令值r(s)不存在定常偏差的充分必要條件，目標值響應Gry(s)能夠在滿足該條件的范圍內任意確定；②是內部穩(wěn)定性條件，意味著需要把控制對象的不穩(wěn)定極點用(1-Q)的零點抵消掉。24828F圖6-13　2自由度控制系統(tǒng)的構成24828F圖6-14　參數Q(s)的頻率特性a)　N=3　b)　N=424828F6.3.4　2自由度PID控制(1)目標值前饋型(2

6、)反饋補償型(3)目標值濾波型24828F圖6-15　反饋補償型2自由度PID控制系統(tǒng)24828F圖6-16　I-PD控制系統(tǒng)24828F圖6-17　微分先行型PID控制系統(tǒng)24828F圖6-18　要素分離型PID控制系統(tǒng)24828F圖6-19　濾波-微分先行型2自由度PID控制系統(tǒng)24828F表6-1　2自由度化系數α、β、γ推薦值表24828F6.4　H∞控制6.4.1　交流伺服系統(tǒng)的靈敏度函數和補靈敏度函數6.4.2　H∞混合靈敏度問題6.4.3　加權函數的選擇及H∞魯棒控制器的設計24828F6.4.1　交流伺服系統(tǒng)的

7、靈敏度函數和補靈敏度函數圖6-20　線性時不變SISO跟蹤控制系統(tǒng)24828F6.4.2　H∞混合靈敏度問題圖6-21　混合靈敏度系統(tǒng)24828F6.4.3　加權函數的選擇及H∞魯棒控制器的設計1)性能加權函數W１(s)代表了干擾的頻譜特性，反映了對系統(tǒng)靈敏度函數S的形狀要求，使其具有低頻高增益的特性，可增強干擾的抑制能力。2)W2(s)表示加法攝動的范數界，起到對控制器輸出限幅的目的。3)魯棒性加權函數W3(s)是不確定函數，由模型的非結構不確定性即高頻未建模動態(tài)特性和模型參數不確定性所決定，反映了被控對象本身的固有特性。

8、24828F6.5　自適應控制6.5.1　自校正控制系統(tǒng)(STCS)6.5.2　模型參考自適應控制系統(tǒng)(MRACS)24828F6.5.1　自校正控制系統(tǒng)(STCS)自校正控制系統(tǒng)也可以看作由兩個控制回路組成：內環(huán)由被控對象和常規(guī)的控制器組成;外環(huán)由參數估計器和控制器設計計算