基于分?jǐn)?shù)階PIλ的交流伺服系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、交流伺服系統(tǒng)因控制精度高，性能好在工業(yè)生產(chǎn)中得到了普遍的應(yīng)用，然而隨著工業(yè)自動(dòng)化的快速發(fā)展，人們對(duì)交流伺服系統(tǒng)控制性能的要求也在不斷提高。PID控制器依舊是交流伺服系統(tǒng)普遍采用的控制方式，雖然其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但在系統(tǒng)參數(shù)變化以及外部干擾存在時(shí)其魯棒性不夠理想。近年來(lái)，由于分?jǐn)?shù)階微積分理論的快速發(fā)展，分?jǐn)?shù)階控制器得到了廣泛的研究，它表現(xiàn)出了比傳統(tǒng) PID控制器更為優(yōu)越的性能。本文以提高交流伺服系統(tǒng)控制性能為目標(biāo)，研究分?jǐn)?shù)階控制器在交

2、流伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用。
　　首先，本文介紹了分?jǐn)?shù)階控制理論和永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，探討了永磁同步電機(jī)交流伺服系統(tǒng)的矢量控制原理，分析了伺服系統(tǒng)的電流環(huán) PI控制器、速度環(huán)PI控制器和分?jǐn)?shù)階 PIλ控制器的設(shè)計(jì)方法，研究了空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上搭建了永磁同步電機(jī)交流伺服系統(tǒng)的仿真模型。通過(guò)對(duì)分別使用整數(shù)階 PI控制器和分?jǐn)?shù)階 PIλ控制器的伺服系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)果表明分?jǐn)?shù)階 PIλ控制器可以有效地提高伺服系統(tǒng)的抗

3、干擾能力。
　　其次，針對(duì)伺服系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)階 PIλ控制器參數(shù)較多，整定困難，設(shè)計(jì)了一種基于差分進(jìn)化算法的控制器參數(shù)優(yōu)化方法。由于標(biāo)準(zhǔn)的差分進(jìn)化算法存在著不足，通過(guò)改變初始進(jìn)化群體的選取方式，為變異因子和交叉概率設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)的調(diào)節(jié)策略來(lái)改進(jìn)算法，并利用測(cè)試函數(shù)驗(yàn)證了算法改進(jìn)的正確性。之后，將改進(jìn)的算法運(yùn)用于交流伺服系統(tǒng)分?jǐn)?shù)階 PIλ控制器的參數(shù)尋優(yōu)上，仿真實(shí)驗(yàn)表明，改進(jìn)的算法能夠快速的搜索到伺服系統(tǒng)理想的控制器參數(shù)值，實(shí)現(xiàn)控制器參數(shù)的離