一、高精度永磁直线同步伺服系统鲁棒位置控制器的设计（论文文献综述）
金鸿雁[1]（2021）在《高精度永磁直线同步电动机互补滑模控制策略研究》文中认为永磁直线同步电动机（PMLSM）作为直驱传动机构的核心单元,以其高速度、高精度、高效率的优点被广泛应用于高档数控机床、微电子设备、精密测量和IC制芯等高端制造领域中,具有十分广阔的应用前景。然而,由于在结构上省去了中间机械传动环节,参数变化、负载扰动和摩擦力等不确定性因素会直接作用于电机动子上,增加了电气控制的难度,从而直接影响高精度数控加工系统的性能。因此,在高精度微进给控制领域,必须站在高层次,在考虑不确定性对系统影响的前提下,研究直线电机伺服进给系统的控制策略,对于理论分析和工程实践均具有十分重要的意义。本文面向高速高精密加工,以PMLSM为研究对象,重点解决其易受不确定性因素影响而降低伺服性能的问题。以滑模控制（SMC）为基础,结合反推控制、神经网络控制等方法对直线伺服系统位置跟踪展开研究,以兼顾高档数控机床对高精度伺服系统的鲁棒性和跟踪性的双重要求。主要研究内容如下:（1）在阐述PMLSM基本结构和工作原理的基础上,对PMLSM的电压、磁链、电磁推力和运动方程等进行分析与推导,建立含有参数变化、负载扰动等不确定性因素的机电耦合系统模型,并对影响电机伺服性能的不确定性因素逐一分析,为控制系统的研究与总体设计提供理论基础。（2）针对PMLSM伺服系统易受参数变化、负载扰动等影响的问题,在SMC的基础上,通过引入互补滑模面的方式,设计互补滑模控制（CSMC）方法克服不确定性因素对系统的影响,提高系统位置跟踪精度。同时,为解决CSMC固定边界层内鲁棒性差的问题,引入接近角的概念对边界层进行优化,提出全局CSMC方法,在不影响系统快速性和跟踪性的前提下,有效地削弱了抖振,提高系统对不确定性因素的鲁棒性。仿真结果表明,同SMC和CSMC相比,全局CSMC可以有效减小位置跟踪误差,提高系统的位置跟踪精度。（3）为实现系统的全局稳定性和完全鲁棒性,同时解决控制器参数选取困难的问题,提出将反推控制理论、二阶SMC思想与CSMC相结合的自适应反推二阶CSMC方法,确保PMLSM伺服系统的位置跟踪性能。通过利用位置误差和虚拟变量误差设计滑模面,自适应反推二阶CSMC既继承了反推控制全局稳定性和二阶SMC完全鲁棒性的优点,又拥有了CSMC的跟踪误差减半的优点。此外,针对系统中不确定性因素上界值难以选取的难题,设计自适应律估计系统不确定性因素并在线对控制器参数进行调整。仿真结果验证了该方法可行有效,能够提高系统的位置跟踪精度,对于不确定性因素有较强的鲁棒性。（4）为进一步估计系统不确定性因素,提升PMLSM系统的伺服性能,设计了基于Gegenbauer递归模糊神经网络（GRFNN）和鲸鱼优化算法（WOA）的智能反推二阶CSMC方法,从而提高系统对不同参考轨迹的跟踪性能。在自适应反推二阶CSMC的基础上,采用GRFNN替换原有的自适应律,用于逼近系统不确定性因素,实时反馈动态信息,避免经验选取控制器参数而无法保证最优性能的问题。同时利用WOA优化网络权重,加快神经网络学习速率,结合离线训练、在线学习的方式,解决神经网络在线训练影响系统动态性能的问题,进一步提高系统的伺服性能。仿真结果表明,智能反推二阶CSMC方法在提高系统位置跟踪精度和鲁棒性方面具有明显的优越性。（5）最后,搭建基于Links-RT的PMLSM系统实验平台以验证所提出的控制算法的有效可行性。Links-RT是基于实时仿真机和电机,辅以软件、硬件配置而成的实时仿真实验设备,具有高可靠性和强实时性。采用两台直线电机对拖的加载实验方案,针对本文设计的控制方案开展了额定参数实验、参数变化实验和变载实验等,实验结果验证了所提出的控制方法的可行性和有效性。
冯利军[2]（2021）在《阀控伺服系统的非线性模型和控制技术研究》文中研究说明阀控伺服系统具有功率密度大、响应速度快、抗冲击能力强等特点,在航空、军事及民用工业等各个领域广泛使用。尽管近年来机电伺服系统的性能得到了显着提升,但是在材料试验机、负载模拟器等一些大功率系统中,阀控伺服系统仍起着不可替代的作用。随着我国装备制造业水平的不断提高,对阀控伺服系统的性能提出了愈来愈加苛刻的要求,同时也促进了阀控伺服系统的理论研究发展。通过对已有文献进行归纳和整理可知,阀控伺服系统的模型非线性是制约其性能提升的关键因素。基于上述问题,本文对阀控伺服系统的非线性模型和控制技术进行了深入研究,具体研究内容包括阀控伺服系统的非线性模型、位置控制方法和加载控制方法。为了提高阀控伺服系统的模型精度,建立了基于Yang-Tobar和Trikha管路模型的系统综合模型。该模型在现有非线性简化模型的基础上引入了液压泵站、伺服阀和连接管路（包含液压泵站与伺服阀之间的管路以及伺服阀与液压缸之间的管路）的动态特性,使建立的模型能够较好地吻合实际系统。为了更好地反映系统的真实动态响应,利用MATLABSimulink、AMESim和Adams软件建立了阀控伺服系统的联合仿真模型。该模型不仅能够反映阀控伺服系统的实际工作特性,还能模拟机械平台的结构刚度以及装配间隙对系统性能的影响。最后,利用正弦信号对所建立的非线性简化模型、系统综合模型和联合仿真模型的模型精度进行了测试,精度测试结果分别为72%、84%和92%。通过分析可以得到如下结论:非线性简化模型仅适用于控制器的设计,综合模型可用于系统的定性分析和控制器的初步验证,而联合仿真模型由于具有较高的模型精度,可用于实际系统的定量分析和控制器的硬件在环测试。自适应鲁棒控制可用于处理系统存在的模型不确定性,但存在反步设计过程中的“微分爆炸”和高控制增益带来的抖振问题。因此,本文提出了基于正切跟踪微分和自适应输出滤波反馈的自适应鲁棒控制方法,在简化控制器设计过程的同时提高了位置系统的跟踪精度。为了进一步改善阀控位置系统的控制性能,提出了基于离散扰动观测器的自适应鲁棒控制方法,将难以观测和建模的干扰项作为总扰动,利用离散扰动观测器进行实时估计和补偿。所设计的控制器不仅改善了位置系统的跟踪精度,而且避免了自适应鲁棒控制在外界扰动增大时出现的控制增益激增问题,充分发挥了自适应鲁棒控制的渐近跟踪优势。三种控制方法的性能都进行了仿真分析与验证。结果表明,相较于传统的自适应鲁棒控制方法,改进后的自适应鲁棒控制方法和基于离散扰动观测器的自适应鲁棒控制方法的位置跟踪精度均得到明显提升,从而证明了所提出的控制方法的合理性和有效性。针对阀控加载系统的位置扰动和多余力问题,基于结构不变性原理设计的控制器由于只能近似物理实现而无法完全补偿。基于此,本文按照位置扰动的内部结构是否已知的情形分别设计了两种加载控制器。针对位置扰动的内部结构已知的情形,提出了基于静态增益补偿和正切跟踪微分的双回路控制器,实现了位置扰动补偿和加载控制的动态解耦,改善了系统的控制精度。针对位置扰动的内部结构未知的情形,提出了基于阻抗控制和自适应积分鲁棒控制的混合控制器,并设计了相应的切换策略。混合控制方法可以有效缓解加载过程中的多余力和机械间隙造成的换向冲击问题,并提高了系统控制精度。上述控制方法的有效性都通过仿真分析进行了验证。为了验证上述控制方法在工程应用中的实际效果,搭建了负载模拟实验平台。介绍了实验平台的基本组成以及控制器数字实现的关键技术。利用搭建的实验平台对本文所提出的位置控制方法和加载控制方法分别进行了实验测试。实验结果表明,相较于现有的控制方法,本文所提出的控制方法具有更好的动态性能和鲁棒性,达到了预期效果。
张康,王丽梅[3]（2021）在《基于位置偏差解耦的直驱H型平台滑模同步控制》文中认为在永磁直线同步电机驱动的H型平台伺服系统中,为了克服机械耦合对系统同步控制性能的影响,提出一种基于位置偏差解耦的滑模同步控制策略。首先建立含有机械耦合动力学特性的同步运动系统数学模型;其次为削弱耦合刚度摄动对解耦性能的影响,利用单轴位置跟踪误差设计位置偏差解耦控制器,提高系统对耦合刚度摄动的鲁棒性;然后,将耦合刚度摄动造成的不完全解耦和外部扰动视为系统扰动,设计积分滑模位置控制器,在保证系统控制性能的同时,进一步提高系统的解耦能力;最后,进行仿真分析与实验验证,结果表明该控制策略实现了平行轴间的完全解耦,能有效提高系统同步控制精度,增强系统鲁棒性。
袁宏哲[4]（2021）在《基于无源性理论和自抗扰的机械臂柔性关节伺服控制》文中研究说明空间机械臂在太空中要完成许多复杂的任务,而且真空、失重、温差大的恶劣运行环境也为空间机械臂带来了很强的外扰,因此为空间机械臂设计精度高、抗扰能力强的位置控制策略是很有意义的。关节作为空间机械臂的核心组件,对空间机械臂的平稳运行起着至关重要的作用。关节的柔性、驱动电机的输出平稳性均影响空间机械臂的控制精度,因此本文考虑以上因素,对柔性关节机械臂系统的高精度位置控制开展研究。首先采用了基于端口受控哈密顿理论的互联和阻尼分配的无源性控制方法研究了永磁同步电机的速度控制问题。研究表明,相比于传统的矢量控制,无源性控制方法具有更出色的动态性能,并对负载转矩的变化有一定的鲁棒性,但该方法同时存在动态响应速度不能随设计要求任意调节的缺陷。为增强永磁同步电机的动态响应、鲁棒性和抗扰能力,将线性自抗扰控制和互联和阻尼分配的无源性控制相结合,为永磁同步电机设计了双闭环位置反馈控制系统。仿真结果表明,通过合理配置注入阻尼和控制器带宽参数,电机位置控制系统的调节时间可按照设计要求任意调节,具有很好的控制性能与抗扰能力。其次,研究了柔性关节机械臂的位置控制。以单连杆柔性关节机械臂为研究对象,在建立动力学模型的基础上,采用线性自抗扰控制方法设计了双闭环位置反馈控制系统。其中外环为关节的位置控制,采用线性自抗扰控制;内环为电机的位置控制,采用线性自抗扰控制和互联和阻尼分配的无源性控制。仿真表明,通过配置内外环线性自抗扰控制的控制器带宽参数,机械臂具有较高的轨迹跟踪精度与鲁棒性。最后,为提高柔性关节机械臂的位置控制系统在低带宽增益下的控制性能,将分数阶PD控制与线性自抗扰控制相结合,为柔性关节机械臂设计了基于分数阶自抗扰控制的位置控制系统。仿真结果表明,相比基于线性自抗扰控制的位置控制,分数阶自抗扰控制位置控制系统具有更快的响应速度与更高的控制精度,且在低带宽增益下也具有很好的控制性能与鲁棒性。
谢文坷[5]（2020）在《两轴无铁芯永磁同步电机高精度位置控制研究》文中研究指明在高级数控机床、工业机器人、复杂加工设备中存在大量的轮廓控制过程,轮廓控制的目标是使被控对象按照期望轨迹运动。轮廓精度直接影响产品加工质量,因此,实现高精度的轮廓控制,对高精密加工制造业来说具有重要意义。本文以无铁芯永磁同步直线电机（Ironless permanent magnet synchronous linear motor,IPMSLM）为对象,以d SPACE实时控制平台、商用电流驱动器以及两轴IPMSLM二维运动平台等硬件为基础,开展两轴IPMSLM高精度位置控制研究:1.论述课题的研究背景及应用价值,系统地综述了IPMSLM的结构原理和以及轮廓控制研究现状,讲述本论文中双轴IPMSLM高精度位置控制系统的应用创新点和主要研究内容。2.建立IPMSLM数学模型,基于自适应控制算法设计单轴IPMSLM控制器,提高系统的抗扰性,为取得更好的轮廓精度做好前提保障。3.针对双轴IPMSLM的高精度位置控制系统开展研究,设计了一种改进的变增益交叉耦合控制器,提高系统的轮廓跟踪精度,且在不同的期望轨迹下均能取得良好的控制效果。利用d SPACE平台进行了四种期望轨迹下的实验,实验结果表明采用本文所提出的双轴IPMSLM高精度位置控制策略能够使双轴IPMSLM系统的最大轮廓跟踪精度在10μm以内,平均轮廓跟踪精度在5μm以内。
吴嘉欣[6]（2020）在《永磁交流伺服系统若干控制问题研究》文中研究说明永磁同步电机因具有机械结构简易、功率密度高、转矩平稳和运行可靠性高等优点,逐步成为中小功率等级高性能交流伺服领域驱动电机的首选。高性能的永磁同步电机伺服系统需具备响应快速、定位精确、抗干扰能力强的控制品质。目前,永磁同步伺服控制系统还有两个问题等待解决,一是非线性因素和不确定性扰动下的伺服系统动态响应与鲁棒性问题,另一个是非刚性负载连接设备引发的伺服系统机械谐振问题。为此,本文结合永磁同步伺服控制系统的需求及实践经验,以永磁同步电机为研究对象,对其控制系统的相关问题展开研究,主要工作包括:（1）分析永磁交流伺服系统的构成,建立永磁同步电机的数学模型,依次通过解耦控制及坐标变换,电流控制器,速度控制器及位置控制器的设计来分析永磁交流伺服系统的矢量控制方法。通过对永磁交流伺服系统的论述,为后续的永磁交流伺服系统的若干控制问题的研究奠定基础;（2）介绍自抗扰控制器的优势及标准自抗扰控制器模型,将自抗扰控制器应用到永磁交流伺服控制系统的电流环中,设计由线性扩张状态观测器和状态误差反馈率组成的电流环自抗扰控制器,在此之后对加入了控制器的电流环进行性能分析,最后对电流环的抗扰动性能进行分析;（3）进行转速环复合PI控制器设计并进行其性能的分析,同时针对抑制超调的方法选择输出微分负反馈及IP控制器,进一步设计变结构PI控制器,最终得到最优PI控制器及变给定增益PI控制器。通过对转速环复合PI控制器的设计提高系统对连续变化输入的跟踪性能;（4）对永磁交流伺服系统机械谐振进行分析,得到对谐振产生影响的主要因素,进一步地采用快速傅里叶变换对谐振系统进行频率在线辨识,最后采用陷波滤波器对系统谐振频率进行滤波。其中对陷波滤波器对系统的影响进行分析并且对滤波器的参数进行确定,最终实现陷波滤波器的数字化;（5）搭建基于永磁同步电机的伺服系统实验平台。阐述本文提出的伺服系统电流环、转速环以及振动抑制控制算法的实验结果。实验结果会验证本文提出的伺服系统电流环、转速环以及振动抑制控制算法的有效性和实用性。本文的研究完善了永磁交流伺服控制系统的控制方法,对实际工程中伺服控制系统的设计具有一定的指导意义和借鉴价值。
杨瑞[7]（2020）在《精密永磁直线同步电机系统扰动抑制方法研究》文中指出为满足高端制造装备对直线电机系统提出的高速、高加速度和高精度等严苛指标需求,直线电机系统必须具备快速、精密和平稳的推力输出能力。高动态响应和高稳态精度的电流调控是推力输出品质的基本保障,而快速准确的推力波动抑制是实现平稳推力输出的关键所在,这就对控制系统的设计提出了苛刻要求。然而,高带宽的反馈控制对系统参数变化和各种复杂扰动的抑制性能有限,因此必须同时构建强扰动抑制策略。本文针对永磁直线同步电机（PMLSM）系统扰动抑制问题,以实现高品质推力输出为目标,分别从电气和机械两个子系统的角度出发展开扰动抑制方法研究。系统建模和模型参数辨识是后续控制器设计的基础,本文首先建立了考虑扰动时PMLSM电气和机械子系统的数学模型,并分别对其扰动特征进行了分析;研究了机械子系统动力学模型参数辨识方法并进行了参数辨识实验;在位置控制模式下,对推力波动进行了估计和特征分析;研究了两个子系统扰动的共性特征,并对扰动及其各阶导数进行扩张状态建模,建立了整个电机系统的扩张状态模型。电流调控品质直接决定了推力输出品质和外环稳定性及其可实现的性能,其设计非常关键。无差拍预测电流控制（DPCC）动态响应快,但其参数鲁棒性较差。为此,本文在对电气子系统扰动及其导数扩张状态建模下,分别研究了卡尔曼滤波器（KF）和考虑电流采样噪音下通用比例积分观测器（GPIO）的设计方法,以实现对扰动和下一时刻电流的估计,并利用估计值对传统的DPCC进行改进;分析了KF和GPIO性能与其参数的关系,并给出了简单易实施的参数整定策略。进一步,设计了参数时变实验,在电流闭环下对上述算法的有效性进行了实验验证并对其性能进行了对比分析,结果表明提出的算法有效提高了DPCC参数鲁棒性。直线电机定位力和线缆力等构成的推力波动直接影响了推力输出平稳性,进而降低了位置控制性能。基于观测器的推力波动估计和补偿方法轨迹适应性强,但对快速时变扰动估计性能有限,因此本文对此展开了深入研究。针对扩张状态建模下KF参数繁多且难整定的不足,研究了增量式建模下KF设计方法;为进一步降低参数整定和算法实现难度,研究了考虑位置测量噪音下的GPIO设计方法,以实现对机械子系统扰动的准确估计;同样分析了KF和GPIO性能与其参数的关系,并给出了简单易实施的参数整定策略。将上述方法下的扰动估计值前馈,设计了三自由度的位置控制系统,在不同速度下对上述算法的有效性进行了实验验证并进行了性能对比分析,结果表明所提观测器方法可有效提高轨迹跟踪精度。虽然上述基于观测器的方法轨迹适应性强,但却难以实现高速下的高精度扰动估计和补偿。针对PMLSM重复运动这一类特殊场合下的高精度位置控制问题,本文研究了一类分数阶迭代学习控制（ILC）的应用及参数频域整定问题,以期从提高控制性能的角度出发实现对推力波动的间接抑制。首先,给出了P+纯相位超前型ILC的参数频域整定方法,并进一步分析了比例增益的设计方法;分析了分数阶Dα型和PDα型ILC的基本原理和不足,分别研究了分数阶Dα和PDα+纯相位超前型ILC并给出了其参数频域整定方法;针对以上ILC算法的不足和参数难整定的问题,研究了一种分数阶相位超前补偿型ILC并给出了其参数频域整定方法,该ILC算法具有相位补偿灵活性高且分数阶算子有理化实现精度高的优势;最后在不同轨迹速度下对所提方法及其参数整定的有效性进行了实验验证,结果表明所提出的ILC算法可有效提高高速下的轨迹跟踪精度。本文所提扰动抑制方法可分别实现高动态响应、高稳态精度且强参数鲁棒性的电流内环设计和变轨迹、重复轨迹下的高性能推力波动抑制以及高精度运动控制,研究成果对高性能需求直线电机系统设计意义重大。
傅子俊[8]（2020）在《永磁同步电机自抗扰控制策略研究》文中进行了进一步梳理永磁同步电机因其高转矩惯性比、高能量密度、高效率、高可靠性等优良特点,受到广泛关注,在航空航天、船舶工业、数控机床、纺织制造领域得到了广泛的应用。且近年来,随着新能源汽车、移动机器人等行业的快速发展,为永磁同步电机的研究带来了新的热潮。因此,对于永磁同步电机高性能控制策略的研究有着重大意义。本文的主要内容为自抗扰控制策略在永磁同步电机在调速、伺服等方向的应用研究。首先介绍了本课题研究的背景与意义,永磁同步电机的特点优势等,并综述了自抗扰控制技术在国内外的研究现状。然后推导了永磁同步电机在静止ABC坐标系、静止αβ坐标系以及同步旋转dq坐标系上的数学模型,随后详细介绍了空间矢量脉宽调制的原理以及具体实现方法。之后分析了传统PI控制器的优点与不足,为增强了电机控制系统的抗干扰能力,动态性能等,将自抗扰控制技术应用于电流环、速度环、位置环控制器设计。分析了转动惯量参数对于扩张状态观测器性能的影响。针对无位置传感器控制系统速度环的带宽低,动态性能差等问题,设计了基于扩张状态观测器的无位置传感器控制系统,实现了负载转矩的实时观测与补偿。针对高精度、快速定位的伺服系统需求,提出了一种基于扩张状态观测器的有限时间吸引律控制策略。通过在Matlab/Simulink下搭建永磁同步电机控制系统仿真模型,验证了所提控制策略的可行性。最后,设计了基于数字控制芯片DSP28335的永磁同步电机伺服驱动器,完成空间矢量脉宽调制,三环自抗扰控制器等C语言算法程序。并在此永磁同步电机驱动平台上,完成了论文中所提的控制策略实验,验证所提三环自抗扰控制器相比传统PI控制器,具有抗干扰能力强,动态响应快等优点。
张翠艳[9]（2020）在《多电机同步驱动伺服系统位置跟踪控制算法研究》文中进行了进一步梳理随着武器装备朝着更高精度、更高速度方向发展,对武器装备伺服系统的动态性能、控制精度、鲁棒性等也提出了更高的要求。针对武器伺服系统大功率、高精度、强鲁棒性的控制需求,本文研究了一类多电机同步驱动伺服系统,具体内容如下:首先,在对单电机伺服系统和齿隙、摩擦非线性模型详细研究的基础上,建立了四电机同步驱动伺服系统动力学模型。其次,针对传统多电机同步控制策略存在的不足,设计了一种基于虚拟主轴和改进相邻交叉耦合相结合的同步控制策略和一种基于虚拟主轴和改进偏差耦合相结合的同步控制策略,对两种同步控制策略进行了仿真对比分析,结果表明基于虚拟主轴和改进偏差耦合相结合的同步控制策略同步效果更好,但是它结构复杂,计算量过大,不便于工程应用。为此,设计了一种基于虚拟主轴和均值耦合相结合的同步控制策略,并进行了仿真分析,结果表明该同步控制策略克服了计算量大的缺点,具有更好的同步控制效果。再次,针对四电机动力学模型阶数高带来的控制器设计困难的问题,采用特征建模理论,建立了四电机特征模型,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法对特征参数进行在线辨识。针对系统中测量噪声导致的特征参数不收敛问题,设计了基于特征模型的EKF和STF滤波算法,并对两种滤波算法进行了仿真对比分析,结果表明基于特征模型的STF算法滤波效果更好。然后,针对基于特征模型的四电机同步驱动伺服系统高精度位置跟踪问题,设计了全系数自适应位置控制器,并在三种典型输入信号下进行了仿真分析,结果表明该控制器在跟踪斜坡信号和正弦信号下跟踪误差较大。为此,本文设计了离散自适应鲁棒滑模位置控制器,证明了系统稳定性,并进行了仿真实验,结果表明该控制器能够提高对斜坡信号和正弦信号的跟踪精度。最后,在实验平台上进行了位置跟踪实验,实验结果表明本文所提出的控制方法是可行的。
王翔[10]（2020）在《一类交流伺服系统特征建模与自适应控制技术研究》文中认为现代战场上,高速导弹、智能弹药等精确制导空中目标呈现出速度更快、机动性更强、可探测概率更小的发展趋势,给国土防空系统带来巨大压力。在对抗机动目标方面,车载防空武器具有反应迅速、火力转移快、效费比高等优点,能够在现代防空体系中发挥重要作用;在远程精确打击方面,车载多管火箭炮等射程越来越远,精度越来越高,可配备高爆弹、燃烧弹、子母弹等,能够承担对地面要害目标的远程压制任务。这对车载武器伺服系统的快速性、精确性、鲁棒性、动态性能等提出了更高的要求,给伺服系统的设计和控制带来严峻挑战。针对车载武器伺服系统新的需求,本文研究了一类交流伺服系统的特征建模和自适应控制方法。研究了伺服系统的特征建模方法,具有阶次低、辨识参数少且收敛快、能够反映系统参数大范围变化的优点;研究了系统非线性因素和扰动的速度内环补偿方法,能够对转矩强扰动、齿隙非线性等因素进行快速抑制;将特征建模与自适应终端滑模控制相结合,研究了高性能位置控制器设计方法,并通过实验平台验证了控制策略的有效性。本文主要内容如下:（1）针对一类交流伺服系统的特征建模问题,给出了特征模型的推导方法和特征参数的范围,分析了影响特征建模的因素。分别采用两种无限逼近的平滑模型,代替伺服系统动力学模型中的摩擦Lu Gre模型和齿隙死区模型。利用微分几何理论,将动力学模型通过微分同胚变换为标准形式,并对其进行离散化,推导出伺服系统的离散二阶时变特征模型,结合伺服系统特点和采样时间范围,给出了特征参数范围和约束条件。通过仿真验证了特征模型与动力学模型之间的等价性,分析了影响特征建模的因素。仿真结果表明,特征模型能够反映不同负载转动惯量,为基于特征模型的自适应控制器设计提供了基础,但转矩扰动和传动机构齿隙对特征参数辨识和建模精度有较大影响,需要寻求新的方法来克服其不利影响。（2）针对转矩强扰动伺服系统中存在的摩擦非线性环节、转矩强扰动和系统惯量大范围变化等问题,提出了一种基于集总扰动三阶扩张状态观测器（TESO）的电流给定补偿器和基于特征模型的离散自适应终端滑模位置控制器（DATSMC）设计方法。将伺服系统动力学模型中的摩擦力矩、冲击力矩和系统参数不确定性归入集总扰动,设计了一种集总扰动三阶扩张状态观测器和电流给定补偿器,利用观测结果在速度环内进行补偿,证明了观测器的收敛性,给出了观测器参数的取值方法。在补偿后的动力学模型基础上建立了系统的特征模型,提出了一种基于特征模型的离散自适应终端滑模位置控制器,证明了闭环系统的有限时间稳定性,给出了控制器参数的取值范围。通过仿真验证了所提控制方法能够适应系统惯量大范围变化,所提电流给定补偿器能够快速抑制转矩强扰动的影响。（3）针对含齿隙伺服系统中存在的齿隙非线性环节、传动环节柔性和负载转动惯量变化等问题,提出了一种基于集总扰动五阶扩张状态观测器（FESO）的电流给定补偿器和基于特征模型的离散自适应二阶终端滑模位置控制器（DASTSMC）设计方法。将伺服系统动力学模型中的齿隙环节非线性部分看作等效扰动,与系统其它扰动和不确定性一同归入集总扰动,设计了一种集总扰动五阶扩张状态观测器和电流给定补偿器,利用观测结果在速度环内进行补偿,证明了观测器的收敛性,给出了观测器参数的取值方法。在补偿后的动力学模型基础上建立了系统的特征模型,提出了一种基于特征模型的离散自适应二阶终端滑模位置控制器,证明了闭环系统的有限时间稳定性,给出了控制器参数的取值范围。通过仿真验证了所提控制方法满足阶跃、斜坡和正弦三种典型指令信号下的性能指标,并能够适应不同的负载转动惯量和抑制系统扰动,所提电流给定补偿器能够进一步抑制齿隙非线性的影响。（4）基于自行研制的全数字化伺服系统实验平台,提出了一种复杂条件下伺服系统综合控制算法的实验验证方法。设计了改变负载转动惯量和产生强转矩扰动的方法,并通过调节电机与负载之间的齿隙宽度和引入传动环节柔性、摩擦非线性等因素,来模拟武器伺服系统在复杂条件下的运行状态。在全数字化伺服系统实验平台上,分别从电流环、速度环、位置环层面,对伺服系统综合控制算法进行了实验验证。进行了快速精确调炮和抗扰模拟实验,实验结果表明所提DATSMC+TESO能够适应大范围的惯量变化并快速抑制转矩强扰动的影响。进行了高精度跟踪机动目标模拟实验,实验结果表明所提DASTSMC+FESO能够高精度地跟踪变化的指令信号,并适应不同的负载惯量和快速抑制齿隙非线性的影响。
二、高精度永磁直线同步伺服系统鲁棒位置控制器的设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高精度永磁直线同步伺服系统鲁棒位置控制器的设计（论文提纲范文）
（1）高精度永磁直线同步电动机互补滑模控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景、目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 直线伺服系统在数控加工中的应用现状 |
| 1.2.2 永磁直线同步电动机高精度控制策略研究现状 |
| 1.3 永磁直线同步电动机直接驱动方式的特点 |
| 1.4 滑模控制在永磁直线同步电动机伺服系统中的应用 |
| 1.5 论文主要研究内容 |
| 第2章 永磁直线同步电动机数学模型及其矢量控制 |
| 2.1 永磁直线同步电动机的结构和工作原理 |
| 2.2 永磁直线同步电动机的数学模型 |
| 2.3 永磁直线同步电动机的矢量控制系统 |
| 2.4 永磁直线同步电动机伺服系统扰动因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 永磁直线同步电动机全局互补滑模控制系统 |
| 3.1 永磁直线同步电动机互补滑模控制 |
| 3.1.1 滑模控制 |
| 3.1.2 互补滑模控制 |
| 3.2 永磁直线同步电动机全局互补滑模控制 |
| 3.2.1 互补滑模控制器设计 |
| 3.2.2 全局互补滑模控制器设计 |
| 3.3 系统仿真及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 永磁直线同步电动机自适应反推二阶互补滑模控制系统 |
| 4.1 永磁直线同步电动机自适应反推互补滑模控制 |
| 4.1.1 反推控制 |
| 4.1.2 自适应反推滑模控制器设计 |
| 4.1.3 自适应反推互补滑模控制器设计 |
| 4.2 永磁直线同步电动机自适应反推二阶互补滑模控制 |
| 4.2.1 二阶滑模控制 |
| 4.2.2 自适应反推二阶互补滑模控制器设计 |
| 4.3 系统仿真及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 永磁直线同步电动机智能反推二阶互补滑模控制系统 |
| 5.1 模糊神经网络 |
| 5.2 永磁直线同步电动机智能反推二阶互补滑模控制 |
| 5.2.1 智能反推二阶互补滑模控制器设计 |
| 5.2.2 Gegenbauer递归模糊神经网络 |
| 5.2.3 鲸鱼优化算法 |
| 5.3 系统仿真及分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 基于Links-RT的永磁直线同步电动机系统实验研究 |
| 6.1 基于Links-RT的实时仿真平台 |
| 6.2 基于Links-RT的 PMLSM实验系统 |
| 6.2.1 系统硬件构成 |
| 6.2.2 系统软件构成 |
| 6.2.3 实验流程 |
| 6.3 系统实验验证与分析 |
| 6.3.1 永磁直线同步电动机全局互补滑模控制系统实验研究 |
| 6.3.2 永磁直线同步电动机智能反推二阶互补滑模控制系统实验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（2）阀控伺服系统的非线性模型和控制技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源、研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景及意义 |
| 1.2 阀控伺服系统模型研究综述 |
| 1.2.1 融合机理模型 |
| 1.2.2 软件仿真模型 |
| 1.3 阀控伺服系统控制方法综述 |
| 1.3.1 线性控制方法 |
| 1.3.2 非线性控制 |
| 1.3.3 智能控制 |
| 1.4 基于模型的自适应鲁棒控制 |
| 1.4.1 基于模型的控制方法 |
| 1.4.2 自适应和鲁棒控制 |
| 1.5 论文结构和主要内容 |
| 2 阀控伺服系统的非线性模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统组成 |
| 2.3 简化非线性模型 |
| 2.4 基于YANG-TOBAR和 TRIKHA管路模型的综合模型 |
| 2.4.1 液压泵站 |
| 2.4.2 直驱伺服阀 |
| 2.4.3 液压缸及负载 |
| 2.4.4 液压管路 |
| 2.4.5 综合模型 |
| 2.5 联合仿真模型 |
| 2.5.1 联合仿真基础 |
| 2.5.2 联合仿真模型建立 |
| 2.6 本章小节 |
| 3 阀控伺服系统的位置控制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 控制器设计难点 |
| 3.2.1 时变参数 |
| 3.2.2 非线性特性 |
| 3.2.3 负载扰动 |
| 3.3 自适应鲁棒控制 |
| 3.3.1 自适应鲁棒控制原理 |
| 3.3.2 阀控位置系统的自适应鲁棒控制器设计 |
| 3.3.3 自适应鲁棒控制器的改进 |
| 3.3.4 仿真研究 |
| 3.4 基于离散扰动观测器的自适应鲁棒控制 |
| 3.4.1 数学模型简化 |
| 3.4.2 非线性自适应鲁棒控制器设计 |
| 3.4.3 仿真研究 |
| 3.5 控制器性能评价 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 阀控伺服系统的加载控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多余力分析及解决方法 |
| 4.2.1 多余力的产生机理 |
| 4.2.2 结构不变性补偿 |
| 4.3 阀控加载系统的双回路控制 |
| 4.3.1 双回路控制原理 |
| 4.3.2 基于双回路的自适应鲁棒控制器设计 |
| 4.3.3 双回路自适应鲁棒控制器的改进 |
| 4.3.4 仿真研究 |
| 4.4 非线性混合自适应积分鲁棒控制 |
| 4.4.1 混合控制原理 |
| 4.4.2 阻抗控制器设计 |
| 4.4.3 控制切换策略和自适应积分鲁棒控制器设计 |
| 4.4.4 仿真研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 实验验证与控制方法性能分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台组成 |
| 5.2.1 机械平台 |
| 5.2.2 液压系统 |
| 5.2.3 控制系统 |
| 5.3 控制器数字实现关键技术 |
| 5.3.1 高精度定时技术 |
| 5.3.2 多线程数据采集技术 |
| 5.3.3 控制器代码生成技术 |
| 5.4 控制器实验验证和性能分析 |
| 5.4.1 位置控制器实验验证 |
| 5.4.2 加载控制器实验验证 |
| 5.4.3 性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（4）基于无源性理论和自抗扰的机械臂柔性关节伺服控制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景和意义 |
| 1.2 柔性关节机械臂的国内外研究现状 |
| 1.2.1 柔性关节机械臂动力学建模 |
| 1.2.2 柔性关节机械臂的位置控制 |
| 1.3 永磁同步电机的国内外研究现状 |
| 1.4 论文研究的主要内容 |
| 2 基于无源性理论的永磁同步电机速度控制 |
| 2.1 无源性理论及端口受控哈密顿系统 |
| 2.1.1 系统的无源性 |
| 2.1.2 端口受控哈密顿系统 |
| 2.1.3 基于互联和阻尼分配的无源性控制方法 |
| 2.2 永磁同步电机动力学模型以及端口受控哈密顿实现 |
| 2.3 基于互联和阻尼分配无源性控制的永磁同步电机速度控制 |
| 2.3.1 控制器设计 |
| 2.3.2 负载转矩观测器设计 |
| 2.4 仿真分析 |
| 2.4.1 控制器参数对性能的影响 |
| 2.4.2 电机转速控制的IDA-PBC法与矢量控制法的对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于线性自抗扰和无源性理论的永磁同步电机位置控制 |
| 3.1 线性自抗扰控制 |
| 3.1.1 线性自抗扰控制的结构 |
| 3.1.2 线性自抗扰控制的性能分析 |
| 3.2 永磁同步电机位置控制器设计 |
| 3.2.1 位置环的线性自抗扰控制器设计 |
| 3.2.2 电流环基于互联和阻尼分配的无源性控制器设计 |
| 3.3 仿真分析 |
| 3.3.1 控制器参数对性能的影响 |
| 3.3.2 与矢量控制的对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于线性自抗扰控制的柔性关节机械臂位置控制 |
| 4.1 考虑电机特性的柔性关节机械臂动力学建模 |
| 4.2 柔性关节机械臂双闭环位置控制器设计 |
| 4.2.1 关节位置反馈控制器设计 |
| 4.2.2 电机位置反馈控制器设计 |
| 4.3 仿真分析 |
| 4.3.1 控制器参数对性能的影响 |
| 4.3.2 控制器的抗扰性能与鲁棒性 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于分数阶线性自抗扰控制的柔性关节机械臂位置控制 |
| 5.1 分数阶微积分 |
| 5.1.1 分数阶微积分定义 |
| 5.1.2 分数阶微积分性质 |
| 5.1.3 分数阶PID控制 |
| 5.2 基于分数阶线性自抗扰的柔性关节机械臂位置控制设计 |
| 5.2.1 分数阶线性自抗扰控制结构 |
| 5.2.2 分数阶线性自抗扰控制的性能分析 |
| 5.2.3 基于分数阶线性自抗扰控制的位置控制器设计 |
| 5.3 仿真分析 |
| 5.3.1 分数阶线性自抗扰与线性自抗扰系统的对比 |
| 5.3.2 分数阶线性自抗扰控制器的优越性 |
| 5.3.3 分数阶线性自抗扰控制器的抗扰性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）两轴无铁芯永磁同步电机高精度位置控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 课题相关国内外研究现状 |
| 1.2.1 IPMSLM研究现状 |
| 1.2.2 轮廓控制研究现状 |
| 1.3 本文创新点及主要研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 IPMSLM的基本结构及工作原理 |
| 2.1 直线电机概述 |
| 2.1.1 直线电机的结构 |
| 2.1.2 直线电机的工作原理 |
| 2.1.3 直线电机的分类 |
| 2.2 IPMSLM的结构 |
| 2.2.1 IPMSLM的特点 |
| 2.2.2 IPMSLM的结构 |
| 2.3 IPMSLM的数学模型 |
| 2.3.1 矢量控制方法介绍 |
| 2.3.2 矢量控制实现 |
| 2.3.3 矢量空间下IPMSLM的数学模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 单轴IPMSLM自适应位置控制器设计 |
| 3.1 自适应控制系统简介 |
| 3.2 系统辨识 |
| 3.3 极点配置自适应控制 |
| 3.4 极点配置自适应控制器仿真 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于遗传算法优化的两轴IPMSLM交叉耦合控制研究 |
| 4.1 交叉耦合控制器设计 |
| 4.1.1 轮廓误差估计方法 |
| 4.1.2 轮廓误差控制量分配方法 |
| 4.2 基于遗传算法优化交叉耦合控制器 |
| 4.2.1 遗传算法概述 |
| 4.2.2 遗传算法设计 |
| 4.3 交叉耦合控制器仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于d SPACE的两轴IPMSLM高精度位置控制实验 |
| 5.1 IPMSLM协同控制软硬件系统搭建 |
| 5.2 两轴IPMSLM高精度位置控制实验 |
| 5.2.1 正圆形期望轨迹控制实验 |
| 5.2.2 椭圆形期望轨迹控制实验 |
| 5.2.3 菱形期望轨迹控制实验 |
| 5.2.4 “8”圆形期望轨迹控制实验 |
| 5.3 负载实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 深圳大学指导教师对研究生学位论文的学术评语 |
| 深圳大学研究生学位(毕业)论文答辩委员会决议书 |
| 致谢 |
（6）永磁交流伺服系统若干控制问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 永磁伺服抗扰动控制策略研究现状 |
| 1.2.2 永磁伺服振动抑制研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 永磁交流伺服系统控制原理 |
| 2.1 永磁交流伺服系统的构成 |
| 2.2 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.3 永磁交流伺服矢量控制系统 |
| 2.3.1 解耦控制与坐标变换的实现 |
| 2.3.2 电流控制器的设计 |
| 2.3.3 速度控制器的设计 |
| 2.3.4 位置控制器的设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 永磁交流伺服系统电流环自抗扰控制器设计 |
| 3.1 标准自抗扰控制器模型 |
| 3.2 电流环自抗扰控制器设计 |
| 3.2.1 线性扩张状态观测器 |
| 3.2.2 状态误差反馈律设计 |
| 3.3 电流环性能分析 |
| 3.3.1 电流环动态性能分析 |
| 3.3.2 电流环抗扰动性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 转速环复合PI控制器设计 |
| 4.1 转速环PI控制器设计及分析 |
| 4.1.1 引入前馈补偿的转速环PI控制器设计 |
| 4.1.2 引入前馈补偿的转速环复合PI控制器性能分析 |
| 4.2 抑制超调的方法 |
| 4.2.1 输出微分负反馈 |
| 4.2.2 IP控制器 |
| 4.2.3 变结构PI控制器 |
| 4.3 转速环复合PI控制器 |
| 4.3.1 最优IP控制器 |
| 4.3.2 变给定增益PI控制器 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 永磁交流伺服系统机械谐振抑制控制 |
| 5.1 永磁交流伺服系统机械谐振分析 |
| 5.2 谐振频率在线辨识 |
| 5.2.1 快速傅里叶变换 |
| 5.2.2 按时间抽选的基-2FFT算法 |
| 5.2.3 按频率抽选的基-2FFT算法 |
| 5.3 陷波滤波器设计 |
| 5.3.1 陷波滤波器对系统性能的影响 |
| 5.3.2 陷波滤波器参数确定方法 |
| 5.3.3 陷波滤波器数字化实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 实验研究与验证 |
| 6.1 实验平台介绍 |
| 6.2 电流环控制算法实验验证 |
| 6.3 转速环控制算法实验验证 |
| 6.3.1 基于测功机恒负载转矩的转速环控制算法验证 |
| 6.3.2 基于摆锤时变负载的转速环控制算法验证 |
| 6.4 振动抑制控制算法实验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利 |
| 致谢 |
（7）精密永磁直线同步电机系统扰动抑制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题背景 |
| 1.1.3 研究的目的和意义 |
| 1.2 永磁直线同步电机系统扰动抑制方法研究现状 |
| 1.2.1 电机系统扰动分类 |
| 1.2.2 电气子系统扰动抑制研究现状 |
| 1.2.3 机械子系统扰动抑制研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第2章 永磁直线同步电机系统建模及扰动分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电气子系统建模及扰动分析 |
| 2.2.1 电气子系统建模 |
| 2.2.2 电气子系统扰动分析 |
| 2.3 机械子系统建模及扰动分析 |
| 2.3.1 机械子系统建模 |
| 2.3.2 机械子系统模型辨识 |
| 2.3.3 推力波动估计和分析 |
| 2.4 电机系统扩张状态建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 考虑扰动动态下基于观测器的无差拍预测电流控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传统无差拍预测电流控制及问题分析 |
| 3.2.1 传统无差拍预测电流控制 |
| 3.2.2 问题分析 |
| 3.3 基于卡尔曼滤波器的无差拍预测电流控制 |
| 3.3.1 扩张状态建模下卡尔曼滤波器设计 |
| 3.3.2 基于ESM-KF的DPCC设计 |
| 3.3.3 ESM-KF性能分析及参数整定 |
| 3.3.4 基于ESM-KF的DPCC参数鲁棒性实验结果 |
| 3.4 基于通用比例积分观测器的无差拍预测电流控制 |
| 3.4.1 扩张状态建模下GPIO设计及收敛性分析 |
| 3.4.2 基于ESM-GPIO的DPCC设计 |
| 3.4.3 ESM-GPIO参数整定 |
| 3.4.4 基于ESM-GPIO的 DPCC参数鲁棒性实验结果 |
| 3.5 两种改进的DPCC性能对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 考虑扰动动态下基于观测器的推力波动抑制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于卡尔曼滤波器的推力波动抑制 |
| 4.2.1 IESM-KF设计 |
| 4.2.2 IESM-KF参数整定 |
| 4.2.3 基于IESM-KF的推力波动抑制实验结果 |
| 4.3 基于通用比例积分观测器的推力波动抑制 |
| 4.3.1 GPIO推力波动观测器设计及收敛性分析 |
| 4.3.2 ESM-GPIO参数整定 |
| 4.3.3 基于ESM-GPIO的推力波动抑制实验结果 |
| 4.4 两种推力波动观测和抑制方法对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 分数阶迭代学习控制及其参数频域整定 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 迭代学习控制 |
| 5.3 PD~α改进型ILC及其参数频域整定 |
| 5.3.1 分数阶PD~α型 ILC |
| 5.3.2 PD~α改进型ILC |
| 5.3.3 参数频域整定方法 |
| 5.4 分数阶相位超前补偿型ILC及参数频域整定 |
| 5.4.1 分数阶相位超前补偿型ILC |
| 5.4.2 参数频域整定方法 |
| 5.5 实验研究 |
| 5.5.1 P+纯相位超前型ILC实验结果 |
| 5.5.2 D~α+纯相位超前型ILC实验结果 |
| 5.5.3 分数阶相位超前补偿型ILC实验结果 |
| 5.5.4 高速下三种ILC算法性能对比 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）永磁同步电机自抗扰控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景和意义 |
| 1.2 国内外关于本课题的研究现状及趋势 |
| 1.2.1 滑模控制 |
| 1.2.2 自抗扰控制 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 第2章 永磁同步电机数学模型及矢量控制原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁同步电机数学模型 |
| 2.2.1 坐标变换 |
| 2.2.2 数学模型 |
| 2.3 电压空间矢量脉宽调制技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于自抗扰控制的永磁同步电机电流环设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传统PI电流控制器 |
| 3.3 基于自抗扰控制器的电流环设计 |
| 3.3.1 跟踪微分器 |
| 3.3.2 扩张状态观测器 |
| 3.3.3 非线性反馈控制律 |
| 3.4 两种方法仿真和实验对比分析 |
| 3.4.1 仿真结果与分析 |
| 3.4.2 实验结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于自抗扰控制的永磁同步电机速度环设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统PI速度控制器 |
| 4.3 基于自抗扰控制器的速度环设计 |
| 4.3.1 跟踪微分器 |
| 4.3.2 速度环扩张观测器 |
| 4.3.3 非线性反馈控制律 |
| 4.4 ESO中参数对于系统的影响 |
| 4.5 两种方法仿真和实验对比分析 |
| 4.5.1 仿真结果与分析 |
| 4.5.2 实验结果与分析 |
| 4.6 自抗扰控制在永磁同步电机无位置传感器控制中的应用 |
| 4.6.1 改进型高频注入法 |
| 4.6.2 滑模观测器(SMO)位置估计方法 |
| 4.6.3 高频注入法与滑模观测器的滞环平滑切换策略 |
| 4.6.4 实验结果与分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于自抗扰控制的永磁同步电机位置环设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 传统PI位置控制器 |
| 5.3 基于自抗扰控制器的位置环设计 |
| 5.3.1 跟踪微分器 |
| 5.3.2 三阶扩张状态观测器 |
| 5.3.3 位置、速度复合控制器 |
| 5.4 两种方法仿真和实验对比分析 |
| 5.4.1 仿真结果与分析 |
| 5.4.2 实验结果与分析 |
| 5.5 基于ESO负载转矩补偿的有限时间吸引律位置控制 |
| 5.5.1 有限时间吸引律 |
| 5.5.2 控制律设计 |
| 5.5.3 仿真与实验结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 永磁同步电机系统的DSP实现 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 硬件设计 |
| 6.2.1 DSP最小系统设计 |
| 6.2.2 三相逆变电路 |
| 6.2.3 电流采样电路设计 |
| 6.2.4 过流过压保护电路 |
| 6.2.5 PWM隔离电路 |
| 6.3 软件设计 |
| 6.3.1 ADC采样软件设计 |
| 6.3.2 QEP位置与速度信号计算 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
（9）多电机同步驱动伺服系统位置跟踪控制算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 多电机同步驱动伺服系统国内外研究现状 |
| 1.2.1 多电机同步驱动伺服系统建模方法研究现状 |
| 1.2.2 多电机同步驱动伺服系统同步控制结构研究现状 |
| 1.2.3 多电机同步驱动伺服系统齿隙和摩擦非线性研究现状 |
| 1.2.4 多电机同步驱动伺服系统位置控制算法研究现状 |
| 1.3 多电机同步驱动伺服系统面临的问题与挑战 |
| 1.4 本文研究的内容和章节安排 |
| 2 多电机同步驱动伺服系统动力学建模研究 |
| 2.1 永磁同步电机数学模型简介 |
| 2.2 理想情况下的多电机驱动系统动力学建模 |
| 2.2.1 单电机驱动系统动力学建模 |
| 2.2.2 四电机驱动系统动力学建模 |
| 2.3 齿隙和摩擦非线性建模 |
| 2.3.1 齿隙非线性建模 |
| 2.3.2 摩擦非线性建模 |
| 2.4 含齿隙和摩擦非线性的四电机同步驱动伺服系统动力学建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 多电机同步驱动伺服系统同步控制策略设计 |
| 3.1 多电机同步驱动伺服系统同步控制概述 |
| 3.2 传统同步控制结构分析 |
| 3.2.1 主从同步控制结构 |
| 3.2.2 虚拟主轴同步控制结构 |
| 3.2.3 偏差耦合同步控制结构 |
| 3.2.4 相邻交叉耦合同步控制结构 |
| 3.3 同步控制策略的改进设计 |
| 3.3.1 一种基于虚拟主轴和改进相邻交叉耦合相结合的同步控制策略设计 |
| 3.3.2 一种基于虚拟主轴和改进偏差耦合相结合的同步控制策略设计 |
| 3.3.3 仿真实验与结果分析 |
| 3.4 一种基于虚拟主轴和均值耦合相结合的同步控制策略设计 |
| 3.4.1 同步控制结构设计 |
| 3.4.2 复合同步控制策略设计 |
| 3.4.3 仿真实验与结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多电机同步驱动伺服系统特征建模研究 |
| 4.1 特征建模理论简介 |
| 4.2 多电机同步驱动伺服系统特征模型建立 |
| 4.3 特征模型参数辨识与模型验证 |
| 4.3.1 辨识算法简介 |
| 4.3.2 特征模型仿真验证 |
| 4.4 基于特征模型的滤波算法设计 |
| 4.4.1 基于特征模型的EKF滤波算法设计 |
| 4.4.2 基于特征模型的STF滤波算法设计 |
| 4.4.3 仿真实验与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于特征模型的多电机同步驱动伺服系统位置控制算法设计 |
| 5.1 基于特征模型的多电机同步驱动伺服系统总体结构 |
| 5.2 基于特征模型的全系数自适应位置控制器设计 |
| 5.2.1 系统控制律设计 |
| 5.2.2 仿真实验与结果分析 |
| 5.3 基于特征模型的离散自适应鲁棒滑模位置控制器设计 |
| 5.3.1 离散滑模控制原理简介 |
| 5.3.2 系统控制律设计 |
| 5.3.3 稳定性分析 |
| 5.3.4 仿真实验与结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 多电机同步驱动伺服系统实验研究 |
| 6.1 实验平台简介 |
| 6.2 实验结果与分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 工作总结与展望 |
| 7.1 主要完成的工作 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）一类交流伺服系统特征建模与自适应控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号索引 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 伺服系统动力学建模和特征建模研究现状 |
| 1.2.1 伺服系统动力学建模问题 |
| 1.2.2 特征建模研究现状 |
| 1.3 高性能交流伺服系统关键问题研究现状 |
| 1.3.1 摩擦非线性补偿和控制研究现状 |
| 1.3.2 齿隙非线性补偿和控制研究现状 |
| 1.3.3 转矩扰动补偿和控制研究现状 |
| 1.3.4 转动惯量不确定性补偿和控制研究现状 |
| 1.4 车载武器伺服系统面临的问题和挑战 |
| 1.5 研究内容和章节安排 |
| 2 永磁同步电机数学模型和电流、速度控制器设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁同步电机基本结构和工作原理 |
| 2.3 永磁同步电机数学模型 |
| 2.3.1 三相静止坐标系下数学模型 |
| 2.3.2 坐标变换 |
| 2.3.3 两相旋转坐标系下数学模型 |
| 2.4 永磁同步电机矢量控制 |
| 2.5 电流控制器设计 |
| 2.6 速度控制器设计 |
| 2.7 仿真研究 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 伺服系统特征建模和影响因素分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 伺服系统特征建模 |
| 3.2.1 伺服系统动力学模型 |
| 3.2.2 平滑摩擦模型和平滑死区模型 |
| 3.2.3 伺服系统特征建模 |
| 3.3 特征参数辨识和模型验证 |
| 3.3.1 特征参数辨识 |
| 3.3.2 特征模型验证 |
| 3.4 特征建模影响因素分析 |
| 3.4.1 负载转动惯量的影响分析 |
| 3.4.2 负载转矩扰动的影响分析 |
| 3.4.3 传动机构齿隙的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 转矩强扰动伺服系统特征建模和离散自适应终端滑模位置控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 伺服系统动力学模型和问题描述 |
| 4.2.1 伺服系统动力学模型 |
| 4.2.2 问题描述 |
| 4.3 集总扰动三阶扩张状态观测器设计和收敛性分析 |
| 4.3.1 集总扰动分析 |
| 4.3.2 集总扰动三阶扩张状态观测器设计 |
| 4.3.3 收敛性分析 |
| 4.3.4 电流给定补偿器和速度控制器设计 |
| 4.4 补偿后伺服系统被控对象的特征建模 |
| 4.4.1 特征建模和模型验证 |
| 4.4.2 辨识模型 |
| 4.5 位置控制器设计和稳定性证明 |
| 4.5.1 位置控制器设计 |
| 4.5.2 稳定性证明 |
| 4.6 仿真研究 |
| 4.6.1 仿真条件和对比方法 |
| 4.6.2 仿真结果和分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 含齿隙伺服系统特征建模和离散自适应二阶终端滑模位置控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 含齿隙伺服系统动力学模型和问题描述 |
| 5.2.1 含齿隙伺服系统动力学模型 |
| 5.2.2 问题描述 |
| 5.3 集总扰动五阶扩张状态观测器设计和收敛性分析 |
| 5.3.1 集总扰动分析 |
| 5.3.3 集总扰动五阶扩张状态观测器设计 |
| 5.3.4 收敛性分析 |
| 5.3.5 电流给定补偿器和速度控制器设计 |
| 5.4 补偿后伺服系统被控对象的特征建模 |
| 5.4.1 特征建模和模型验证 |
| 5.4.2 辨识模型 |
| 5.5 位置控制器设计和稳定性分析 |
| 5.5.1 位置控制器设计 |
| 5.5.2 稳定性证明 |
| 5.6 仿真研究 |
| 5.6.1 仿真条件 |
| 5.6.2 对比方法 |
| 5.6.3 仿真结果和分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 基于特征模型的伺服系统位置控制实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 伺服系统实验方案 |
| 6.2.1 实验平台总体设计 |
| 6.2.2 实验方案设计 |
| 6.2.3 综合控制算法实现 |
| 6.3 转矩强扰动伺服系统位置调节和抗扰实验 |
| 6.3.1 实验条件和对比方法 |
| 6.3.2 实验结果和分析 |
| 6.4 含齿隙伺服系统位置跟踪实验 |
| 6.4.1 实验条件和对比方法 |
| 6.4.2 实验结果和分析 |
| 6.5 本章小节 |
| 7 总结和展望 |
| 7.1 本文主要工作 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、高精度永磁直线同步伺服系统鲁棒位置控制器的设计（论文参考文献）
- [1]高精度永磁直线同步电动机互补滑模控制策略研究[D]. 金鸿雁. 沈阳工业大学, 2021(02)
- [2]阀控伺服系统的非线性模型和控制技术研究[D]. 冯利军. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]基于位置偏差解耦的直驱H型平台滑模同步控制[J]. 张康,王丽梅. 中国电机工程学报, 2021(21)
- [4]基于无源性理论和自抗扰的机械臂柔性关节伺服控制[D]. 袁宏哲. 北京交通大学, 2021(02)
- [5]两轴无铁芯永磁同步电机高精度位置控制研究[D]. 谢文坷. 深圳大学, 2020(10)
- [6]永磁交流伺服系统若干控制问题研究[D]. 吴嘉欣. 江苏科技大学, 2020(03)
- [7]精密永磁直线同步电机系统扰动抑制方法研究[D]. 杨瑞. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [8]永磁同步电机自抗扰控制策略研究[D]. 傅子俊. 浙江工业大学, 2020(08)
- [9]多电机同步驱动伺服系统位置跟踪控制算法研究[D]. 张翠艳. 南京理工大学, 2020(01)
- [10]一类交流伺服系统特征建模与自适应控制技术研究[D]. 王翔. 南京理工大学, 2020(01)