随着微电子技术、电力电子技术、传感器技术、永磁材料与控制理论的发展,70年代末期进入了伺服技术的交流化时代。相继开发出各种类型的交流伺服系统,并广泛用于自动化领域,在相当广泛的范围内取代了步进电机和直流伺服电机驱动系统。时至今日,交流伺服系统已成为伺服系统的主流。 在交流伺服系统控制中,依据经典的以及各种现代控制理论提出的控制策略都有一个共同的问题,即控制算法依赖于电动机模型。当系统受到参数变化和扰动作用的影响时,系统性能将受到影响,如何抑制这种影响一直是控制领域一大课题。近年来,十分受控制界重视的智能控制,由于它能摆脱对控制对象模型的依赖,能够在处理有不精确性和不确定性的问题中有可处理性、鲁棒性,因而将智能控制引入交流伺服控制成为一个必然的趋势。 针对永磁交流伺服系统的参数时变和非线性,本文基于生物免疫系统的调节机制提出将一种免疫控制器应用于永磁交流伺服系统的速度和位置控制,以实现具有一定自适应能力的高性能交流伺服系统。本论文主要做了以下工作。 首先分析永磁同步电机的工作原理,建立其数学模型,深入剖析其运行特点及控制机理。并对其控制系统进行了整体分析,针对PMSM非线性、强耦合的特点,利用矢量变换进行电机模型的解耦,建立三种不同(PWM、SPWM、SVPWM)变频方式下的永磁同步电机的位置环、速度环、电流环三闭环控制系统并利用Matlab/Simulink对其进行仿真研究。 从PID控制本身的特点出发,分析其优缺点,介绍常规PID控制的原理及其参数整定方法和智能PID控制及其参数整定。 探讨生物免疫系统的调节规律,并对免疫系统复杂精细的自我调节机制进行抽象和简化,得到免疫响应中的调节机理。并把免疫系统与控制系统类比提出一种新型的免疫控制器。该控制器把免疫控制器与常规PID控制和模糊推理结合构成模糊免疫PID控制器,以改善控制性能。仿真结果表明,这种控制器与常规PID控制相比,具有较好的动态性能、抗扰动能力以及较强的鲁棒性能,且算法简单易实现,具有一定的实用性。