伺服系统的性能日益变高,为了满足控制要求,对现有的控制策略及硬件 条件必须进行改善。但是由于物理条件的限制,在硬件方面的伺服电机转子、 定子、绕组、逆变装置、材料以及反馈信号接收装置等等,它们的性能不能无 限提高。但在软件方面,可以发挥主观能动性,控制方法是多种多样的,可以 根据具体情况采用最佳的策略,最近几年又出现了许多新的控制策略,它们使 控制变得更加平稳,快速,抗干扰,更加智能化。除此之外,计算机与微电子 技术的发展也为控制伺服系统提供了软件基础,技术与理论相结合,为现代先 进控制理论打下了坚实的基础,实际应用方面也有很大突破。文献综述

交流伺服系统中的无刷直流电机是非线性的系统,系统复杂程度高,系统 特性随着时间的变化而变化。对于交流伺服系统中的被控对象,不仅自身具有不确定性,而且在实际中也存在许多不可忽略的干扰,因此传统的控制算法很 难达到理想的控制目标,会降低系统的性能指标。为了解决这个问题,必须发 展新的控制理论,在现有理论的基础上进行突破,设计新型的控制律和控制器, 将理论运用于实际。

1。3 自适应鲁棒滑模控制

滑模变结构控制研究的对象是非线性的,非线性系统用传统的控制方法难 以控制,滑模变结构控制与其他控制方法的不同之处在于控制的间断性。因为 系统本身参数的摄动或外界的扰动,使其具有不确定性,它会由系统现在所处 环境改变而改变,从而迫使系统遵循设计的运行方式运动,保持运动在状态轨 迹上,称之为滑动模态。滑动模态的建立与系统的自身的参数摄动和外界的干 扰无关,这就使得滑模控制对干扰有一定的不敏感性。这对于控制非线性交流 伺服系统是非常有利的,在控制过程中有目的地变换控制,系统运行的更加稳 定,响应速度更快,可以大大提高系统性能。同时还省去了传统控制中在线识 别这一过程,简化控制过程,提高了控制效率[5]。

滑模变结构控制解决了非线性系统不确定性所带来的问题,在控制过程中, 对于外界的干扰和系统参数的变化具有很好的鲁棒性,能使系统达到较高的性 能要求。传统的控制算法不仅对非线性系统控制效果差,而且相对复杂。滑模 变结构控制原理简单易懂,用于被控系统,系统运行稳定,响应迅速,具有强 鲁棒性。运用在许多新的方面,随着现代化进程的加快,机器人的研究也有简 单变得复杂,滑模控制理论甚至应用于机器人方向,提出空间机器人控制等新 的概念。滑模变结构控制原理中有一个重要的部分,那就是抑制抖动。由于在 控制过程中不断的切换控制状态,系统难免会出现抖动,但是剧烈的抖动会影 响控制效果。许多学者为此进行深入的研究,并且取得了一定的成果,提出了 等效控制,切换控制与模糊控制为一体的综合控制理论,集各种控制策略的优 点于一身,运用等效控制合理配置系统极点,切换控制可以在外界带有干扰的 情况下维持系统控制过程中的稳定,模糊控制可以有效的减少由于变换控制所 带来的抖动,这三种控制方式相结合大大提高系统的性能。除此之外基于滑模 控制理论中的模糊控制,还研究出一种滑模变结构控制与传统 PI 控制相结合的 模糊逻辑控制理论,这种理论综合了两种控制的优势,可以抑制系统颤动。对于一般的 Terminal 滑模控制,一种新型的快速 Terminal 滑模控制被提出,它可 以在很短的时间内达到快速响应。还研究出一种对外界扰动不敏感的 Terminal 滑模控制方法,这种方法适用于系统自身参数颤动大或系统带有强干扰的情况, 而且还采取逐级控制,简化控制器,提高控制效率,快速响应[6]。上面提及的 这些控制策略在实际的应用中虽然相比于传统的控制都有各自的优势,但各种 控制律、控制器的结合,无可避免的增加了设计的复杂性,增加了成本,使控 制变得繁琐,同时也受到物理条件的制约,找到一种既高效又简洁的控制方式 还需要不懈努力,继续深入研究。

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