基于以太網(wǎng)的直流電機(jī)自適應(yīng)控制研究.pdf

1、近年來，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速地發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)控制領(lǐng)域逐漸的開始引入網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，這種控制方式解決了傳統(tǒng)工業(yè)控制無法突破的空間和地域的難題，也使得電機(jī)控制開始向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。然而，由于以太網(wǎng)中不確定的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的存在，所以，這必然會(huì)引起直流電機(jī)控制系統(tǒng)的性能不穩(wěn)定或者可能引起系統(tǒng)振蕩。
　　本文首先介紹了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的特性和引起系統(tǒng)的問題，探究了網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，同時(shí)搭建以直流電機(jī)為控制對象的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的仿真模型，分析

2、其延時(shí)對直流電機(jī)控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響。然后，針對網(wǎng)絡(luò)時(shí)延對系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響，設(shè)計(jì)了新型Smith單神經(jīng)元自適應(yīng)PID和新型Smith模糊免疫自適應(yīng)PID兩種控制算法，以達(dá)到補(bǔ)償消除時(shí)延的目的。由于閉環(huán)系統(tǒng)的前向通道和反饋通道都有時(shí)延的存在，針對前向通道的時(shí)延，分別采用了單神經(jīng)元自適應(yīng)PID和模糊免疫自適應(yīng)PID的控制方法，自適應(yīng)控制的特點(diǎn)是能修正自己的特性以適應(yīng)被控對象和擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性變化，來滿足控制系統(tǒng)的要求，使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)控制。單神

3、經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器是通過對加權(quán)系數(shù)的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)、自組織功能，使其能夠隨著控制環(huán)境的不斷變化，滿足網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的要求；模糊免疫自適應(yīng) PID控制器具備模糊控制的非線性特點(diǎn)和免疫反饋控制的自適應(yīng)性、自學(xué)習(xí)性和抗干擾性，完成對PID參數(shù)的在線修正，最終達(dá)到自整定的目的，以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的變化。而對于反饋通道的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延，采用新型Smith預(yù)估器對網(wǎng)絡(luò)時(shí)延進(jìn)行預(yù)估補(bǔ)償，以便延遲的被控制量能提前反映到控制器中，使控制器提前動(dòng)作，這樣能減

4、少超調(diào)量，加速調(diào)節(jié)過程。分析仿真結(jié)果可知，本文所采用的復(fù)合的控制算法能減小網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延對系統(tǒng)產(chǎn)生的不穩(wěn)定因素，改善網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的性能。最后，以直流電機(jī)為控制對象，利用Matlab\simulink的網(wǎng)絡(luò)控制仿真工具箱構(gòu)建基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)仿真模型進(jìn)行仿真，通過改變網(wǎng)絡(luò)延時(shí)的大小，觀察在不同的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)下系統(tǒng)的仿真圖，并對仿真結(jié)果進(jìn)行分析，根據(jù)結(jié)果可知，本文所提出的控制策略能有效補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中時(shí)延對系統(tǒng)產(chǎn)生影響，是一種有效的控制方法。同時(shí)