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

平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機自適應(yīng)控制研究
自適應(yīng)控制能夠自動補償系統(tǒng)在模型、參數(shù)和輸入信號等方面非預(yù)知的變化以及不確定性,可望應(yīng)用于平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機的控制,從而使平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機獲得理想的運動。為此,本文深入研究平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機的自適應(yīng)控制,所做的工作主要如下:闡述了平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機的運行機理,分析了電機動子的磁耦合情況以及電機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu),建立并推導(dǎo)了電機的數(shù)學(xué)模型。基于Lyapunov穩(wěn)定性理論設(shè)計了基于輸入輸出的平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機模型參考自適應(yīng)控制器,并對模型匹配及自適應(yīng)控制律的設(shè)計作了詳細(xì)的推導(dǎo)分析。研究了平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機極點配置自校正軌跡跟蹤控制,針對平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機系統(tǒng)參數(shù)辨識可能出現(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)計了基于極點配置的平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機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現(xiàn)性引起的控制器飽和問題?；赿 SPACE半實物實時仿真系統(tǒng),構(gòu)建了平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機的實時在線控制實驗平臺,進(jìn)行了平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機模型參考自適應(yīng)定位控制實驗以及不同參考軌跡下的平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機極點配置自校正軌跡跟蹤控制實驗。研究表明:提出的平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機模型參考自適應(yīng)控制方法提高了電機的定位精度,無負(fù)載時,電機的穩(wěn)態(tài)位置誤差小于500nm,增加質(zhì)量負(fù)載后,電機的穩(wěn)態(tài)位置誤差小于4.7μm。

平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機自適應(yīng)控制研究
在不同參考軌跡下,平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機極點配置自校正控制系統(tǒng)X、Y軸的軌跡跟蹤誤差在小于82μm,在電機動子平臺上添加質(zhì)量負(fù)載后,電機的動態(tài)跟蹤誤差仍小于82μm;平面歐瑪爾OMAL開關(guān)磁阻電機自適應(yīng)控制系統(tǒng)具有良好的運動特性和自調(diào)整能力。