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平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)自適應(yīng)控制研究
平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)具有直接驅(qū)動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低和響應(yīng)快等突出優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也因其非線性磁路、力脈動(dòng)、無(wú)機(jī)械緩沖裝置等本征特性以及由于加工制造、外部擾動(dòng)等引起的模型不確定性而難以獲得較高精度的運(yùn)動(dòng)特性,解決此問(wèn)題的途徑之一是采取有效的控制方法。

平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)自適應(yīng)控制研究
自適應(yīng)控制能夠自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)在模型、參數(shù)和輸入信號(hào)等方面非預(yù)知的變化以及不確定性,可望應(yīng)用于平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的控制,從而使平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)獲得理想的運(yùn)動(dòng)。為此,本文深入研究平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的自適應(yīng)控制,所做的工作主要如下:闡述了平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理,分析了電機(jī)動(dòng)子的磁耦合情況以及電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),建立并推導(dǎo)了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。基于Lyapunov穩(wěn)定性理論設(shè)計(jì)了基于輸入輸出的平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制器,并對(duì)模型匹配及自適應(yīng)控制律的設(shè)計(jì)作了詳細(xì)的推導(dǎo)分析。研究了平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)極點(diǎn)配置自校正軌跡跟蹤控制,針對(duì)平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)辨識(shí)可能出現(xiàn)的“數(shù)據(jù)飽和”現(xiàn)象,引入了帶有遺忘因子的遞推zui小二乘算法,設(shè)計(jì)了基于極點(diǎn)配置的平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)間接自校正控制系統(tǒng),改進(jìn)了自校正控制器結(jié)構(gòu),較好地解決了因物理可實(shí)現(xiàn)性引起的控制器飽和問(wèn)題。基于d SPACE半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng),構(gòu)建了平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)的實(shí)時(shí)在線控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái),進(jìn)行了平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模型參考自適應(yīng)定位控制實(shí)驗(yàn)以及不同參考軌跡下的平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)極點(diǎn)配置自校正軌跡跟蹤控制實(shí)驗(yàn)。研究表明:提出的平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)模型參考自適應(yīng)控制方法提高了電機(jī)的定位精度,無(wú)負(fù)載時(shí),電機(jī)的穩(wěn)態(tài)位置誤差小于500nm,增加質(zhì)量負(fù)載后,電機(jī)的穩(wěn)態(tài)位置誤差小于4.7μm。

平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)自適應(yīng)控制研究
在不同參考軌跡下,平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)極點(diǎn)配置自校正控制系統(tǒng)X、Y軸的軌跡跟蹤誤差在小于82μm,在電機(jī)動(dòng)子平臺(tái)上添加質(zhì)量負(fù)載后,電機(jī)的動(dòng)態(tài)跟蹤誤差仍小于82μm;平面歐瑪爾OMAL開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)自適應(yīng)控制系統(tǒng)具有良好的運(yùn)動(dòng)特性和自調(diào)整能力。