【摘 要】
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为了抑制基于永磁同步电机的机电伺服系统中存在的由电机波动力矩导致的周期性干扰,本文将传统的重复控制推广到位置域,在此基础上,提出位置域重复控制的补偿方法,并开展应用
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为了抑制基于永磁同步电机的机电伺服系统中存在的由电机波动力矩导致的周期性干扰,本文将传统的重复控制推广到位置域,在此基础上,提出位置域重复控制的补偿方法,并开展应用研究。分析了永磁同步电机中存在的波动力矩,建立了永磁同步电机机电伺服系统的扰动模型,以某型转台为被控对象,将重复控制推广至位置域,并对其进行了补偿,通过仿真验证了方法的有效性。本文的主要工作如下:首先,从产生原理上,对永磁同步电机中存在的齿槽波动力矩和电磁波动力矩进行了理论分析,得出波动力矩具有恒定位置周期的结论。随后,通过实验验证了永磁同步电机机电伺服系统中存在的周期性扰动,利用域变换验证了扰动的位置周期特性,并建立了仿真中使用的扰动模型。其次,引入传统重复控制方法,给出了使系统稳定的两种方法,选择二阶低通滤波器作为稳定控制器。利用域转换的方式将重复控制推广到位置域,给出了利用时间采样实现位置延迟的具体方法,并配合位置域重复控制器设计了位置域稳定控制器,通过仿真验证了位置域重复控制器的有效性。然后,通过灵敏度分析和相频特性分析,得出稳定补偿器存在的相位滞后会使重复控制的补偿点发生漂移的结论,基于此,提出了一种基于位置采样的相位补偿方法,并给出了补偿参数的整定方式和实现方式,分析了补偿后系统的稳定性,并通过仿真验证了补偿方法的有效性。最后,针对重复控制的局限性,将前馈控制与补偿后的位置域重复控制相结合,构成复合控制结构,给出了一种可实现的前馈控制器设计方法,将复合控制系统应用至某型转台的模型,通过仿真验证了复合控制的有效性。
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