永磁球形電動機(jī)軌跡跟蹤控制研究.pdf

1、永磁球形電動機(jī)動力學(xué)系統(tǒng)是一個多變量、非線性、強耦合系統(tǒng),外部擾動和模型誤差的存在嚴(yán)重影響了其運動控制的效果,本文圍繞這一熱點問題展開了相應(yīng)的研究工作。本文以永磁球形電動機(jī)軌跡跟蹤控制為切入點,提出了兩種相應(yīng)的軌跡跟蹤控制策略,分別是基于計算力矩法的永磁球形電動機(jī)軌跡跟蹤控制策略,以及基于魯棒控制法的永磁球形電動機(jī)軌跡跟蹤控制策略,并且仿真驗證了所提方法的有效性和可行性。
　　本文首先推導(dǎo)了兩套笛卡爾坐標(biāo)系,在此基礎(chǔ)之上針對永磁球

2、形電動機(jī)的結(jié)構(gòu)特征,分別推導(dǎo)了永磁球形電動機(jī)的簡化動力學(xué)模型以及較完整的動力學(xué)模型,并對兩種模型的準(zhǔn)確性進(jìn)行了仿真比較分析,結(jié)果表明,較完整模型顯著提高了模型的準(zhǔn)確性。
　　其次以永磁球形電動機(jī)的較完整動力學(xué)模型為研究對象,采用了計算力矩法對其展開了軌跡跟蹤控制方面的研究。分別從軌跡跟蹤效果、軌跡跟蹤誤差比較、解耦效果、魯棒性等角度展開分析,并且和傳統(tǒng)的PD控制算法以及直接前饋補償法在軌跡跟蹤誤差以及解耦效果方面進(jìn)行了比較分析。仿

3、真結(jié)果表明,此方法可有效地削弱各軸向間非線性交叉耦合的影響,對外部擾動和模型誤差具有良好的魯棒性,實現(xiàn)較理想的軌跡跟蹤控制效果。
　　最后采用了魯棒控制法對其完整的動力學(xué)模型進(jìn)行了軌跡跟蹤控制方面的研究。分別從系統(tǒng)的軌跡跟蹤效果、軌跡跟蹤誤差比較、魯棒性等角度展開相應(yīng)的研究,并且與傳統(tǒng)的PD控制算法、直接前饋補償法以及計算力矩法進(jìn)行了比較分析研究。仿真結(jié)果顯示,此方法對外部干擾和模型誤差具有優(yōu)良的魯棒性,實現(xiàn)較理想的軌跡跟蹤控制效