一、交流伺服系统及其先进控制策略综述（论文文献综述）
孙盟[1]（2021）在《基于模糊自适应策略下的多电机同步控制优化》文中研究说明在目前科学发展繁盛期,对各种产品质量与产量的要求不断提高。多电机同步控制协调技术已经广泛应用于各种工业场合中,在包装机械行业中,针对产品的好坏,多电机同步控制协调技术起了决定性的作用。信封机是由多个部分模块组成的自动化机器,每个功能模块分别靠不同电机驱动,各个部分模块相互协调运动完成信封机的整体工作,本论文以优化信封机同步控制为目的,分析单台永磁同步电机速度控制系统并提出一种经过灾变遗传优化的模糊PID控制策略,提升单电机的响应速度与响应精度。为了进一步提升多电机同步控制性能,模拟信封机单元模块以四台永磁同步电机同步控制系统为对象,提出一种改进型偏差耦合速度补偿结构,具体研究成果主要包括以下内容:首先,对信封机工作状态进行分析,剖析永磁同步电机内部构造并转化成数学模型,按照数学模型研究控制方法,选择空间矢量脉宽调制技术达成电机速度控制目的,并且综合以上方法策略搭建永磁同步电机控制系统的Simuink仿真模型。分析常见的电机控制策略,将灾变遗传模糊PID控制方法,替换原始PID控制策略,针对原始模糊控制方法存在的不足,运用灾变遗传算法优化模糊控制器中的模糊规则,针对原始遗传算法面对非线性、复杂问题时具有陷入局部最优解、“早熟”等缺点,添加了灾变操作。并且通过仿真证明控制方法的可行性与有效性。针对现有的多电机同步控制方法进行结构分析,提出一种新型速度补偿器,用Simulink软件对各个同步控制策略进行仿真比较,验证改进型偏差耦合速度补偿器的可行性与优化性能。最后,将基于灾变遗传模糊PID的永磁同步电机按照改进型偏差耦合的同步控制连接方法搭建四电机并联仿真模型,仿真结果表明:各个电机间同步误差减小,更快达到速度同步,提升了信封机的同步控制性能。
邵蒙[2]（2020）在《基于永磁同步电机的大型望远镜预测跟踪控制技术的研究》文中研究说明望远镜系统是一种在天文观测、空间通信、空间目标监测等领域均发挥了重要作用的综合型远程观测设备。望远镜的口径直接决定了其远程观测能力,随着望远镜口径的不断增大,伺服系统驱动电机承载的负载也随之增大。一方面,直接驱动方式以其连接刚度高、无齿轮间隙等优点,近年来在大型望远镜中得到了较多的应用。另一方面,较大口径的望远镜系统要求驱动电机提供更大的力矩来带动望远镜负载转动。相比直流有刷电机,交流永磁同步电机（Permanent magnet synchronous motor,PMSM）以其较高的转矩惯量比、更强的可靠性以及优良的低速性能成为望远镜直驱系统驱动电机的首选。近年来,国际上已经有多款建成的或计划在建的大型望远镜系统选择了永磁同步电机直接驱动的传动方式。但是国内对采用永磁同步电机直驱形式的大型望远镜系统的研制工作相对较少,相关技术的研究相对还不够完善。因此,开展采用永磁同步电机直驱形式的望远镜系统的研制工作,并对其伺服系统的关键技术和相关控制策略进行深入研究,具有重要的工程意义。本课题将以中科院长春光机所某地基光电望远镜为依托,对永磁同步电机伺服控制系统进行研究。通过采用预测控制等复合控制策略,在保证跟踪精度的同时,改善望远镜控制系统的动态响应性能,并增强系统的鲁棒性、提高系统的抗扰动能力。为大型望远镜伺服控制系统设计与研发,提供一些思路并积累相关的工程经验。本文的研究内容主要包括以下几方面:首先,完成了永磁同步电机的驱动控制器硬件装置研制,并在此装置基础上完成了基于矢量控制策略的永磁同步电机驱动算法的嵌入式实现,为工程项目提供了硬件平台。采用正弦扫频法对望远镜方位轴转台系统进行频率测试,获得了望远镜方位轴转台系统的频率特性曲线。另一方面,为了获得系统的控制模型,设计了基于滑模参数观测器的机械参数辨识方法,对望远镜方位轴转台系统的主要机械参数—转动惯量进行辨识,该结果可以用于本文设计的预测控制器中。在滑模观测器的设计过程中,通过一定的结构改进,使参数的调整变得简单。然后分析了滑模观测器其自身的低通滤波特性,分析了观测器增益参数对其观测输出效果的影响。通过该方法设计的观测器,十分利于工程在线调整,并且获得了良好的观测效果。为了提升系统动态响应性能和鲁棒性,提出了一种基于广义预测和滑模补偿的鲁棒跟踪控制方法,该方法利用广义预测控制（Generalized predictive control,GPC）策略改善系统动态响应性能。为了克服模型失配、参数摄动等未建模扰动对控制效果的影响,引入了滑模控制补偿结构。该方法可以在不损害预测控制器原有性能的前提下,对由模型失配、参数摄动等系统内部扰动造成的影响有较好的抑制效果。详细介绍了PMSM控制系统各环路控制器的设计思路和实现方法。对望远镜系统预测控制方法实现过程中可能遇到的各类扰动进行总结,分析了各类扰动对传统广义预测控制方法造成的影响。为了克服各类扰动对系统控制性能的影响,提出了基于预测控制和观测器补偿的抗扰动复合控制方法。设计了基于高阶终端滑模观测器（High-order terminal sliding mode observer,HTSMO）的速度预测跟踪控制器和基于扩张状态观测器（Extended state observer,ESO）的位置预测跟踪控制器。该方法通过设计扰动观测器并行于预测控制器的复合控制结构,实现对系统扰动的在线估计和前馈补偿,来抑制系统扰动对控制效果的不利影响。该控制策略可以在保证预测控制器原有良好动态性能的同时,较大程度地增强了系统的抗扰动能力和鲁棒性,并最终提高了系统跟踪精度。仿真和实验证明了该方法的有效性,相比于传统的PI控制方法,系统跟踪0.001°/s位置斜坡信号和正弦信号的跟踪误差RMS值分别降低了46.2%和30.4%。理论分析和实验证明,本文提出的基于鲁棒广义预测控制和观测器补偿的永磁同步电机跟踪控制策略,不仅具有设计简单,易于实现,调试方便等结构优势,同时可以使被控系统具有更快的动态性能和更强的抗扰动能力,使系统的控制性能得到了较为全面的提升。
周梦迪[3]（2020）在《永磁同步电机伺服系统的单控制环模型预测算法研究》文中指出永磁同步电机因其调速范围宽、运行效率高、维护方便等优点,已成为交流伺服系统的主要执行机构。但由于其存在多变量、强耦合、非线性等特点,且在实际工况中会受到参数摄动、外部干扰和摩擦等因素的影响,传统的线性控制方法无法实现高精度控制。近些年来,由于科学技术迅速发展、现代控制理论不断丰富,众多先进控制算法被提出并在运动控制领域得到了较好的应用。作为其中的一种优化算法,模型预测控制不仅可以有效利用系统模型,还能够充分考虑约束条件。此外,不同于一般的串级控制,单控制环模型预测算法以一个控制环替代速度环和电流环,不但结构简单、待调节的参数少,而且可以克服串级结构动态响应慢的缺点。本文以改善控制系统的综合性能为目标,将深入研究基于永磁同步电机伺服系统的单控制环模型预测算法。基于矢量控制策略,本文首先利用永磁同步电机电压和转速的二阶模型关系设计了单环模型预测控制器。接着,为提高伺服系统的速度环带宽,在单环MPC反馈控制的基础上引入了速度参考信号的前馈补偿,设计了单环MPC与参考信号前馈的复合控制方法。仿真和实验结果表明,相比于串级PI控制,单环MPC方法的各项性能均有所提高。同时,所提出的复合控制方法能够有效提升伺服系统的速度带宽。针对强干扰工况下电机参数变化、外部负载突变问题,本文研究了基于扰动观测器的单环MPC控制方法。首先设计了二阶线性扰动观测器估计由模型参数不确定性和外部负载扰动组成的集总干扰,然后将扰动估计值引入预测模型中以获得精确地预测输出,并在此基础上设计单环MPC控制器。仿真结果表明,该方法具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。考虑到摩擦是实际系统中必然存在的因素且会对伺服系统的控制性能造成不利影响,尤其是低速时跟踪性能的下降,为此本文研究了基于摩擦补偿的单环MPC控制方法。第一步对摩擦模型进行分段线性辨识,第二步利用扰动观测器估计由摩擦补偿偏差、负载扰动等组成的集总干扰,最后将摩擦力矩与扰动估计值引入电机的运动方程中,从而建立更加准确的预测模型,并在此基础上进行单环MPC的设计。通过仿真和实验验证了该方法能够有效地提升电机在做低速、往返运动时的速度跟踪性能。
盛方[4]（2020）在《四足机器人伺服电机控制方法研究》文中认为随着全球工业自动化的不断进步发展,机器人作为辅佐人类工作生产的帮手,极大地提高了人类社会的生产效率,逐渐地将人类从体力劳动中解放了出来。如今,机器人渐渐开始向人类社会的各个领域发展,其中就包括四足机器人。四足机器人从仿生学的意义上讲,模拟了自然界中的四足动物,可以灵活的工作在各种复杂的地形,帮助人们完成高难度和高强度的工作。正因其如此广泛的应用前景,四足机器人在最近几年逐渐成为了研究热点。永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）具有结构简单,功率密度高,效率高等优点,近些年以其作为驱动电机,采用高性能控制策略的全数字化交流伺服系统是电气传动领域的研究热点,也为四足机器人的动力驱动提供了更加高效、可靠、数字化的选择方案。因此,针对永磁同步电机的交流伺服系统的研究对于四足机器人的开发研究具有重要的意义。本文首先阐述了永磁同步电机的数学模型,详细介绍了完整的永磁同步电机的伺服控制系统所包含的各部分内容,其中包括:常用坐标系的变换,矢量控制的原理以及空间矢量脉宽调制（Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM）技术。其次,针对SVPWM技术在过调制区所存在的问题,本文提出了一种新颖的弱磁控制算法,有效地抑制了电机运行在过调制区时会产生的转速波动以及电流畸变,并且通过MATLAB/Simulink的仿真实验,与传统弱磁过调制策略进行了比较,验证了本文算法的有效性。最后,对矢量控制中的电流环控制方法进行了研究。为提高电流环动态响应性能,本文采用了电流预测控制算法。针对传统电流预测控制对电机参数较为依赖的情况,本文提出了改进型的电流预测控制,可以在参数失配的情况下仍能正常工作。后续分别通过MATLAB/Simulin的仿真实验以及实际样机实验对该算法进行了验证,结果证明了改进型电流预测控制算法的优越性与有效性。
陈昀[5]（2020）在《基于半桥级联型多电平逆变电路的交流伺服电机驱动方法研究》文中认为在半桥级联型多电平逆变器的基础上对交流伺服电机驱动方法展开的深入研究,无论是对我国伺服驱动控制技术的发展、装备制造业的发展还是工业生产中所需的技术来说都具有重要的理论价值和重大的现实意义,其不仅为交流伺服系统的发展奠定了坚实的理论基础,而且拥有广阔的应用前景。而在一众交流伺服电机中,因永磁同步伺服电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）转子材料所具有的其他电机无法比拟的卓越特性,已成为交流伺服电机的第一选择。本文以TMS320F2812芯片为控制核心,分别采用了id=0的矢量控制算法、基于半桥级联型三电平逆变电路的控制算法以及基于反正切函数的传统滑模观测器控制算法,设计了PMSM的伺服控制系统,搭建硬件实验系统,结合所提控制理论,验证理论的正确性。本文的主要研究内容如下:首先,分析交流伺服控制系统的组成并建立其在不同坐标系下的数学模型,和其数学模型在不同坐标系下相互转换时的变换关系。阐述并比较几种较为普遍使用的矢量控制方法,确定选用id=0的矢量控制方法,并简述矢量控制策略的基本方法和控制原理。其次,研究基于半桥级联型多电平逆变器的永磁同步电机的SVPWM控制策略,主电路采用课题研究中发明的半桥级联型三电平逆变电路。从电路的拓扑结构、开关组合方式到控制策略逐步展开研究,分析SVPWM技术并进行全方位研究,包括其调制原理、矢量的分布、扇区划分和选择等,并在Matlab/Simulink环境下建模,分别在突加负载和突减负载两种情况下进行实验验证。最后,以半桥级联型多电平逆变电路为基础,采用滑模控制方法对永磁同步电机的控制策略进行研究。介绍了滑模控制策略的基本定义及方法,分析并研究以滑模观测器算法为驱动方法的永磁同步电机的控制策略,具体以滑模观测器中的反正切函数控制方法基础,基于反正切函数方法对永磁同步电机的转子位置进行设计,并在Matlab/Simulink环境下根据反正切函数原理框图建模进行仿真试验,验证所提理论。以文中所提出的永磁同步电机的驱动方法为理论基础,在此基础上搭建硬件实验系统,配合TMS320F2812芯片为控制核心设计的软件程序,对文中所提的永磁同步电机驱动方法进行实验研究,实验结果验证了所提理论的可行性。
曹书鹏[6]（2020）在《双电动缸起竖同步控制策略研究》文中指出双电动缸同步伺服系统具有体积小、大负载、控制精度高、便于布局、响应速度快、便于维修等众多优点,因此在国防装备、航空航天和民用重工业等领域都有广泛的应用。但双电动缸同步伺服系统是一个复杂的非线性系统,它的非线性特性和模型不确定性直接影响着伺服系统控制性能,本文针对双电动缸同步伺服系统中存在的耦合扰动、参数不确定性、时变扰动和死区非线性等问题,展开了以下几个方面的研究工作:（1）介绍了双电动缸同步伺服系统的组成和工作原理,并分析计算了系统的主要参数。基于电动缸伺服系统非线性数学模型,综合考虑两个电动缸之间运动同步和负载力之间的关系,建立了基于力分配的双电动缸同步伺服系统数学模型,该模型更加准确地揭示了实际系统的物理特性,为后续高性能同步控制算法的研究奠定基础。（2）将传统PID控制与3种经典的同步控制方式相结合,通过对比基于PID控制器的同等同步方式、主从同步方式和交叉耦合同步方式仿真结果可知,基于PID控制器的交叉耦合同步方式具有更好的控制效果。（3）针对系统中存在的参数不确定性和时变扰动,设计自适应鲁棒控制方法来处理这两种不确定非线性对系统控制性能的影响;针对系统中非线性扰动的不可测量性,引入有限时间扩张状态观测器,结合自适应鲁棒控制方法,设计基于有限时间扩张状态观测器的自适应鲁棒控制方法,提高了双电动缸同步伺服系统的控制性能。（4）考虑机电伺服系统中广泛存在的死区问题,针对系统中存在的参数不确定性、死区和时变扰动这些非线性因素,设计一种基于神经网络补偿死区逆误差的自适应鲁棒控制方法,并证明该控制方法能够获得优良的渐进稳定性能。（5）以DSP28335芯片为核心处理器对控制器进行软硬件设计,将基于PID控制器的双缸同步控制算法移植到程序中进行实验验证。通过对比实验结果,验证了基于PID控制器的交叉耦合同步方式具有更好的同步控制效果。
王亚楠[7]（2019）在《永磁同步电机伺服系统离散自抗扰及反步法控制策略研究》文中提出伺服系统是当前先进数控机床以及工业机器人的核心部件中的一部分,伴随着现代控制技术、数字信号处理、电力电子技术的高速发展,在当下很多控制领域中,交流伺服系统正慢慢地取代着直流伺服系统的地位。永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）之所以被广泛应用于伺服系统中,还要归功于它自身无污染、体积小及功率高的诸多优点。但是,PMSM作为一个多标量系统也具有非线性、强耦合的缺点,对控制算法要求较高。因此,将先进控制策略应用于永磁同步电机交流伺服系统中,正是当前高性能伺服系统的发展方向。本文主要研究一种以自抗扰控制技术（Active Disturbance Rejection Control,ADRC）为核心的永磁同步电机伺服系统控制策略,为提高伺服系统的精度以及抗干扰能力,采用新型的控制策略代替传统的控制方法。分别针对双闭环速度与电流控制系统以及三闭环的位置控制系统,结合PMSM的数学模型,对双闭环中的电流内环与速度环的ADRC控制器及其算法进行了设计;在三闭环位置控制系统中,采用ADRC控制器与反步法结合的设计方法,分别对外环与内环进行了设计。首先,建立PMSM在坐标变换的基础上,选取同步旋转d-q坐标系下的数学模型为后续应用,并以0di=作为转矩电流和励磁电流的控制方式,介绍了矢量坐标变换以及电压空间坐标矢量等概念。最后,以速度与电流双闭环为例,建立了PMSM矢量控制的结构框图。通过对经典PID控制算法及其优缺点的分析,引出自抗扰控制。分别对自抗扰控制器的主要组成部分的作用、结构及其一般算法进行了介绍,而后对离散型算法进行了分析,搭建了基本结构框架。在前述的速度与电流双闭环矢量控制、ADRC算法基础上,设计了基于离散型ADRC控制器的速度与电流双闭环PMSM调速控制系统。先从算法出发,分别设计了d轴与q轴的电流环ADRC控制器、一阶速度环离散ADRC以及二阶速度环离散ADRC,为计算机仿真打下基础。接着通过将ADRC与传统PID控制分别应用于PMSM调速系统中,对比仿真结果验证ADRC的优越性。最后,采用三环位置控制系统,并对PMSM位置环自抗扰控制策略进行设计。对三环系统采用ADRC与自适应反步法结合的控制策略,应用自抗扰控制器设计的位置外环是为了得到控制目标即转速信号;而应用反步法设计的速度与电流环是为了得到另一个控制目标轴电流。逐步设计,最终得到负载变化的估计值,而后验证仿真结果,证实系统的优越性。
李俊杰[8]（2020）在《某舰载火炮自回归小波神经网络预测控制》文中研究表明随着军事科学技术的发展,现代战争对打击精度、快速响应提出了很高的要求。提高火箭炮射击精度的最佳途径是实现武器的自动操瞄,因此火箭炮火控系统起到了关键作用。本文以某舰载火箭炮系统为工程背景,通过设计火箭炮的位置伺服系统控制策略,实现在强干扰和参数摄动等情况下的高精度位置控制。本论文的研究工作主要集中在以下几个方面:（1）介绍某舰载火箭炮伺服系统的组成。基于矢量控制方法推导PMSM模型,从而建立舰载火箭炮交流位置伺服系统的数学模型。并对工作中影响系统的非线性因素进行了分析。（2）对舰载火箭炮伺服系统进行系统离线辨识研究,并引入模型预测算法对辨识输出进行修正。分别采用自适应变异粒子群优化的小波神经网络和自回归小波神经网络进行模型辨识。仿真结果表明,自回归小波神经网络辨识方案具有良好的动态特性,能更好地适应系统的快速变化。（3）设计在线辨识器,为控制器中神经网络的参数调整提供梯度信息。参考自回归小波神经网络的预测特性,首先提出了自适应自回归小波滑模位置环控制策略。基于快速终端滑模函数推导出系统的控制率,将自回归小波神经网络作为逼近算法,逼近快速终端滑模控制律。给出在线调节参数的自适应率,并证明了系统的稳定性。（4）设计STM32+DSP双处理器架构的系统硬件电路以及上位机软件控制界面。搭建系统半实物模拟实验平台,对本文设计的自适应自回归小波滑模控制策略进行实验验证。实验结果表明,该控制策略能满足系统的性能指标,系统设计方案正确。
李萍[9]（2019）在《龙门式双驱动系统同步运动控制方法研究》文中研究表明工业应用中,大型、重型零部件加工广泛采用具有龙门框架结构的数控机床,以满足大尺寸加工的需求。为了实现龙门机床高性能的运动控制,一般龙门轴采用双电机协调驱动的方式。这种双驱动系统的控制,既要使龙门框架尽可能地跟踪期望的运动轨迹,实现其伺服跟踪功能,又要保证两伺服驱动电机之间的协调运动,实现其同步控制功能。由于双驱动系统存在诸如非线性和强耦合特性等复杂的动力学行为,基于典型的“三环”控制结构已难以满足双驱动控制系统工程化设计的需求。此外,实际的系统不可避免地存在建模误差或受到未知外部扰动的作用,这些因素势必会影响双驱动系统的控制精度和稳定性。因此,龙门式双驱动系统的高性能同步运动控制一直是高档数控机床的关键技术和亟需解决的研究难题。本文以双电机间接驱动的龙门式平台为研究对象,以改善双驱动系统的跟踪性能和同步性能为目标,借助于基于传递函数的经典控制理论和基于状态方程的现代控制理论,深入地开展了同步运动控制技术研究,力求为龙门式双驱动控制系统的分析与设计提供必要的理论和方法。论文的主要研究内容及成果如下:1)详细地分析了龙门式平台的运动过程,并建立了龙门式双驱动系统的多输入多输出模型,包括交流伺服电机的数学模型,齿轮齿条传动系统的动态模型和龙门式平台的三自由度耦合动力学模型;研究了交流伺服驱动系统经典的“三环”控制结构及其控制参数的工程化设计方法,分析了工业实践中广泛应用于龙门式双驱动系统并行同步控制策略的优缺点;最后确立了双驱动控制系统的性能评价指标,包括:跟踪性能指标、抗扰性能指标以及同步性能指标等。2)以伺服电机驱动系统为被控对象,提出了一种融合内模规则和滑模技术的控制方法。首先,在利用内模规则整定控制器参数的过程中,为了克服传统的内模控制需要在期望的设定点跟踪性能和抗扰性能之间进行折中考虑的缺陷,设计了一种基于2自由度内模控制结构的线性反馈控制器,以便在保证伺服驱动系统期望的动态响应的同时增强其抵抗扰动的能力。针对伺服驱动系统中各种不确定性带来的控制问题,提出了一种融合2自由度内模控制和滑模鲁棒控制的策略。该策略中,一方面,滑模控制器中线性反馈增益系数可以通过内模规则进行整定;另一方面,通过滑动变量可以建立内模控制系统的滑动模态方程,进而可以利用滑模技术来改善内模控制器的鲁棒性能,并基于Lyapunov稳定性理论,对该策略的鲁棒稳定性进行了证明。最后,基于MALTAB/Simulink软件搭建了伺服电机控制系统仿真平台,对所提出的控制策略的有效性进行了仿真验证。3)为实现龙门式双驱动系统高性能的同步运动控制,提出了基于内模原理和滑模技术的鲁棒同步控制策略。首先,为了简易高效地解决双驱动系统控制器参数的整定问题,对龙门式双驱动系统模型进行了线性化和降阶简化处理,进而根据单伺服轴的控制参数整定方法和双驱动系统的并行控制策略,设计了基于内模规则的线性反馈同步控制器。然而,并行控制策略单纯地依靠单个伺服轴的跟踪控制性能来保证两伺服轴的同步控制精度,忽略了双驱动系统中的强耦合特性,因而难以有效解决此类平台的同步控制问题。为了克服此缺陷,提出了基于内模原理的交叉耦合同步控制策略,该策略额外地设计了旋转运动控制器来抑制耦合作用的影响,以改善双驱动系统的同步控制性能。在此基础上,通过融合滑模鲁棒控制,以进一步提高系统在各种不确定性情况下的控制精度。最后,基于MALTAB/Simulink软件,搭建了双驱动控制系统仿真平台,其仿真结果表明,在基于2自由度内模原理的交叉耦合同步控制策略中引入滑模鲁棒控制,双驱动系统的跟踪性能和同步性能均得到了显着的改善。4)针对龙门式双驱动系统在强扰动作用下的控制问题,提出了基于扩张状态观测器的自抗扰同步控制策略。该策略将双驱动系统中各种未知扰动当作系统的总扰动或扩张的系统状态,通过设计扩张状态观测器对总扰动实现在线估计与补偿,从而抑制扰动对系统动态特性的影响,提高系统的抗扰性能。然而,带宽有限的观测器在有限的时间内不能完全消除扰动对系统性能的影响,这在一定程度上限制了系统的控制精度。为了进一步改善有限带宽的观测器和反馈控制系统的控制性能,提高双驱动系统的跟踪精度和同步精度,提出了一种融合2自由度内模控制、滑模鲁棒控制和扩张状态观测器的自抗扰鲁棒同步控制策略,并基于Lyapunov稳定性理论,分析了其跟踪误差和同步误差的动态特性。最后,对本文提出的自抗扰鲁棒同步控制策略的有效性进行了仿真验证。5)设计了基于EtherCAT总线的龙门式双驱动实验平台。在该实验平台上,首先进行了一系列系统辨识实验,对双驱动系统简化模型的合理性和有效性进行了验证。然后,以辨识模型为基础,设计了基于内模原理的线性反馈同步控制器、基于滑模控制技术的鲁棒同步控制器以及基于扩张状态观测器的自抗扰同步控制器,进而对各种同步控制策略进行了对比实验研究,其实验结果验证了本文提出的同步运动控制策略的实用性、高效性和有效性。
郭冉[10]（2019）在《拖曳式水下航行器速度伺服系统研制》文中进行了进一步梳理拖曳式水下航行器在试验水池中模拟潜艇等航行器水下运动过程,是验证气胀式救生筏功能及性能的有效手段。本文的研究目的是开发拖曳式水下航行器速度伺服控制系统,保证在自动化条件下模拟深海航行器匀速运动的功能和性能要求。为满足水下试验需求,航行器需由拖曳绞车和复位绞车配合拖动,经过加速-匀速-减速三阶段运动,在要求的时间内以规定速度到达规定的试验位置,进行气胀式救生筏释放试验,这对控制系统快速性和准确性提出了较高要求,但系统存在水下轨道长度和系统承载拉力有限等空间和力约束,钢丝绳长度带来稳定性问题,设计一套实用的控制策略和算法,解决控制系统的快速性、准确性、稳定性和约束间矛盾,并用于实际项目开发是本文要解决的关键问题。本文首先对拖曳式水下航行器的运动特性进行分析,提出速度伺服系统的功能定义与性能指标;接着对控制对象进行数学建模,针对航行器大惯性、变负载和系统刚度不足的特点提出了双绞车协同的控制策略,利用自抗扰速度控制算法对航行体速度进行闭环控制,利用转子磁链定向矢量控制方法对提供动力的2台变频电动机进行底层控制,并在Simulink中进行全系统数字仿真。随后,进行拖曳式水下航行器速度伺服系统的工程开发,包括总体方案设计、硬件选型和软件开发、现场硬件集成与软件调试工作,在确保速度伺服系统整体运行正常的前提下,验证电动机底层控制效果和航行器速度伺服控制效果。经过现场试验验证,本文设计和开发的实际系统可满足试验功能要求和性能指标,系统功能的完备性和可靠性均得以验证,所提出的控制策略和算法可较好解决水下大负载柔性拖体的水下运动问题。本文工作的意义在于:丰富了水下柔性拖曳系统的理论研究工作,解决了实际项目的关键技术问题,保证伺服系统控制效果和项目实施安全,可发挥从理论研究到工程实践的整套流程参考作用。
二、交流伺服系统及其先进控制策略综述（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、交流伺服系统及其先进控制策略综述（论文提纲范文）
（1）基于模糊自适应策略下的多电机同步控制优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Absract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.2 课题的意义 |
| 1.2 发展历程和国内外研究现状 |
| 1.3 课题的研究内容及方法 |
| 1.3.1 课题的研究内容 |
| 1.3.2 课题的研究方法 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 永磁同步电机的建模以及控制原理的分析 |
| 2.1 永磁同步电机的结构与特征 |
| 2.2 永磁同步电机的数学模型 |
| 2.2.1 永磁同步电机在ABC坐标下的基本方程 |
| 2.2.2 坐标变换 |
| 2.2.3 三相静止坐标系与两相静止坐标系相互转换 |
| 2.2.4 两相静止坐标系转为两相旋转坐标系 |
| 2.3 永磁同步电机的矢量控制 |
| 2.3.1 永磁同步电机的控制原理 |
| 2.3.2 永磁同步电机的矢量控制的控制方法 |
| 2.4 SVPWM技术 |
| 2.4.1 SVPWM的定义及原理 |
| 2.4.2 永磁同步电机矢量控制仿真模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 永磁同步电机的模糊PID控制 |
| 3.1 传统PID控制原理 |
| 3.2 模糊PID控制器 |
| 3.2.1 模糊控制理论 |
| 3.2.2 模糊控制器的结构 |
| 3.2.3 模糊PID的设计 |
| 3.3 永磁同步电机模糊PID控制系统仿真 |
| 3.3.1 永磁同步电机模糊PID控制系统模型 |
| 3.3.2 Matlab下永磁同步电机模糊PID控制系统仿真模型 |
| 3.3.3 仿真结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 永磁同步电机的灾变遗传模糊PID控制 |
| 4.1 遗传算法理论基础 |
| 4.1.1 遗传算法的概述 |
| 4.1.2 遗传算法的原理 |
| 4.2 灾变型遗传算法 |
| 4.2.1 灾变操作 |
| 4.2.2 灾变遗传算法性能计算 |
| 4.2.3 灾变遗传模糊PID控制器设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 多电机同步控制系统设计 |
| 5.1 多电机同步控制结构分析 |
| 5.1.1 并行同步控制 |
| 5.1.2 主从控制 |
| 5.1.3 交叉耦合控制 |
| 5.1.4 偏差耦合控制 |
| 5.2 改进的偏差耦合控制 |
| 5.3 多电机同步控制系统仿真 |
| 5.3.1 并行同步控制仿真 |
| 5.3.2 主从同步控制仿真 |
| 5.3.3 偏差耦合控制 |
| 5.3.4 改进型偏差耦合控制 |
| 5.4 基于灾变遗传模糊PMSM多电机控制仿真 |
| 5.5 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 全文总结 |
| 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）基于永磁同步电机的大型望远镜预测跟踪控制技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 望远镜驱动控制系统的研究现状 |
| 1.2.1 望远镜驱动方式发展现状 |
| 1.2.2 望远镜直驱永磁同步电机发展现状 |
| 1.2.3 望远镜系统驱动装置发展现状 |
| 1.3 永磁同步电机控制策略研究现状 |
| 1.3.1 预测控制技术 |
| 1.3.2 滑模控制技术 |
| 1.3.3 自抗扰控制技术 |
| 1.3.4 智能控制技术 |
| 1.4 本文的主要研究内容和章节安排 |
| 第2章 永磁同步电机控制原理及驱动方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁同步电机的工作原理和特点 |
| 2.3 永磁同步电机数学模型 |
| 2.4 永磁同步电机矢量控制策略原理及实现方法 |
| 2.4.1 矢量控制原理 |
| 2.4.2 矢量控制策略的坐标变换 |
| 2.4.3 空间矢量脉宽调制技术原理及实现方法 |
| 2.5 永磁同步电机矢量控制策略仿真验证 |
| 2.5.1 望远镜驱动控制系统仿真模型 |
| 2.5.2 矢量控制方法仿真结果 |
| 2.6 望远镜驱动控制装置 |
| 2.6.1 望远镜驱动控制装置硬件平台总体框架 |
| 2.6.2 望远镜驱动控制装置实现方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 望远镜方位轴驱动控制系统模型辨识技术研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 望远镜方位轴的动态分析模型 |
| 3.2.1 望远镜伺服系统的谐振特点分析 |
| 3.2.2 望远镜伺服系统的两惯性模型 |
| 3.3 望远镜方位轴的频域模型辨识方法 |
| 3.3.1 望远镜系统频率特性测试方法 |
| 3.3.2 测试数据处理和结果 |
| 3.4 基于滑模观测器的望远镜方位轴机械参数估计方法 |
| 3.4.1 滑模参数观测器的设计 |
| 3.4.2 基于滑模参数观测器的转动惯量估计方法 |
| 3.4.3 滑模参数观测器滤波特性和增益参数整定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于广义预测控制的永磁同步电机控制方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 望远镜方位轴系统传统控制策略 |
| 4.2.1 望远镜方位轴伺服系统电流环PI控制器设计 |
| 4.2.2 望远镜方位轴伺服系统速度环PI控制器设计 |
| 4.2.3 PI控制器设计的局限性分析 |
| 4.3 基于连续时间模型的广义预测控制理论 |
| 4.4 基于广义预测控制原理的永磁同步电机电流跟踪控制方法研究 |
| 4.5 基于广义预测控制原理的永磁同步电机速度跟踪控制方法研究 |
| 4.5.1 基于广义预测控制原理的PMSM速度环设计 |
| 4.5.2 利用滑模控制补偿结构的鲁棒性设计与稳定性证明 |
| 4.6 基于广义预测控制原理的永磁同步电机位置跟踪控制方法研究 |
| 4.6.1 基于广义预测控制原理的PMSM位置环设计 |
| 4.6.2 利用滑模控制补偿结构的鲁棒性设计与稳定性证明 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于广义预测控制和扰动观测补偿的望远镜抗扰动复合控制方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 望远镜伺服系统扰动因素分析 |
| 5.2.1 内部扰动分析和研究现状 |
| 5.2.2 外部扰动分析和研究现状 |
| 5.3 采用预测控制方法时扰动对永磁同步电机系统控制性能影响分析 |
| 5.4 基于高阶滑模观测器和广义预测控制的永磁同步电机速度控制器设计 |
| 5.5 基于扩张状态观测器和广义预测控制的永磁同步电机位置控制器设计 |
| 5.6 广义预测控制和扰动观测器复合控制策略工程测试和性能分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 主要完成工作及结论 |
| 6.2 创新性成果 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）永磁同步电机伺服系统的单控制环模型预测算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 永磁同步电机交流伺服系统的组成及其研究现状 |
| 1.2.1 永磁同步电机伺服系统的组成 |
| 1.2.2 永磁同步电机伺服系统的基本控制策略 |
| 1.2.3 永磁同步电机伺服系统的控制理论研究现状 |
| 1.3 模型预测控制理论的研究现状 |
| 1.3.1 预测控制理论的发展 |
| 1.3.2 模型预测控制及其在交流伺服系统中的应用 |
| 1.4 本论文的工作和章节安排 |
| 第二章 永磁同步电机的数学建模及矢量控制方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁同步电机的数学建模 |
| 2.2.1 ABC三相静止坐标系下的数学模型 |
| 2.2.2 αβ两相静止坐标系下的数学模型 |
| 2.2.3 dq两相旋转坐标系下的数学模型 |
| 2.3 永磁同步电机的矢量控制方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 永磁同步电机单环模型预测控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型预测控制的基本原理 |
| 3.3 PMSM单环MPC方案的设计 |
| 3.3.1 预测模型 |
| 3.3.2 反馈校正 |
| 3.3.3 滚动优化 |
| 3.4 基于参考信号前馈的PMSM复合单环MPC方案的设计 |
| 3.5 仿真与实验结果分析 |
| 3.5.1 仿真结果分析 |
| 3.5.2 实验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于扰动观测器的永磁同步电机单环模型预测控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 扰动观测器 |
| 4.2.1 扰动观测器的基本原理 |
| 4.2.2 基于PMSM标称模型的扰动观测器设计 |
| 4.3 基于扰动观测器的PMSM单环MPC方案的设计 |
| 4.3.1 预测模型 |
| 4.3.2 基于扰动补偿的预测输出 |
| 4.3.3 反馈校正 |
| 4.3.4 性能指标函数 |
| 4.3.5 约束问题求解 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于摩擦补偿的永磁同步电机单环模型预测控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 摩擦模型 |
| 5.2.1 静态摩擦模型 |
| 5.2.2 动态摩擦模型 |
| 5.3 摩擦参数辨识 |
| 5.3.1 最小二乘法基本原理 |
| 5.3.2 Stribeck模型分段线性化参数辨识 |
| 5.4 基于摩擦补偿的PMSM单环MPC方案的设计 |
| 5.4.1 基于摩擦补偿的DOB设计 |
| 5.4.2 预测模型 |
| 5.4.3 基于摩擦补偿的预测输出 |
| 5.4.4 性能指标函数 |
| 5.4.5 滚动优化 |
| 5.5 仿真与实验结果分析 |
| 5.5.1 仿真结果分析 |
| 5.5.2 实验结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间科研成果与获奖情况 |
（4）四足机器人伺服电机控制方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 四足机器人研究概况 |
| 1.2.2 伺服电机系统研究概况 |
| 1.2.3 交流控制策略研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 永磁同步电机矢量控制技术及调制方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁同步电机数学模型 |
| 2.3 坐标变换 |
| 2.3.1 αβ坐标系 |
| 2.3.2 dq坐标系 |
| 2.4 矢量控制技术 |
| 2.5 SVPWM调制技术 |
| 2.5.1 SVPWM基本原理 |
| 2.5.2 扇区的判断 |
| 2.5.3 基本电压矢量作用时间的计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 改进型弱磁过调制控制策略 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SVPWM过调制技术 |
| 3.3 传统弱磁过调制控制策略 |
| 3.4 改进型弱磁过调制控制策略 |
| 3.5 仿真结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 改进型电流预测控制策略 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统电流预测控制策略 |
| 4.2.1 传统电流预测控制原理 |
| 4.2.2 传统电流预测控制的优缺点 |
| 4.3 改进型电流预测控制策略 |
| 4.3.1 控制电压矢量补偿分析 |
| 4.3.2 电流误差量分析 |
| 4.3.3 前馈补偿设计分析 |
| 4.3.4 电感参数的辨识 |
| 4.3.5 自整定设计 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.5 样机实验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要的研究成果 |
（5）基于半桥级联型多电平逆变电路的交流伺服电机驱动方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 交流伺服电机驱动技术 |
| 1.3 多电平拓扑结构 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 2 交流伺服系统控制基础 |
| 2.1 伺服电机简介 |
| 2.2 交流伺服电机的拓扑结构 |
| 2.3 交流伺服电机的数学模型 |
| 2.3.1 交流伺服电机在ABC坐标系下的数学模型 |
| 2.3.2 交流伺服电机在α-β坐标系下的数学模型 |
| 2.3.3 交流伺服电机在d-q坐标系下的数学模型 |
| 2.3.4 交流伺服电机的数学模型变换 |
| 2.4 永磁同步电机的矢量控制 |
| 2.4.1 永磁同步电机矢量控制原理 |
| 2.4.2 永磁同步电机矢量控制方法 |
| 3 基于半桥级联型三电平逆变器的SVPWM控制策略 |
| 3.1 半桥级联型三电平逆变器控制策略 |
| 3.1.1 三电平逆变器拓扑结构 |
| 3.1.2 半桥级联型三电平逆变器拓扑 |
| 3.1.3 半桥级联型三电平逆变器开关组合方式 |
| 3.1.4 半桥级联型三电平逆变器控制原理与稳态分析 |
| 3.1.5 仿真试验验证 |
| 3.2 空间矢量脉宽调制技术 |
| 3.2.1 SVPWM调制算法原理 |
| 3.2.2 SVPWM空间电压矢量分布 |
| 3.2.3 SVPWM扇区划分 |
| 3.2.4 矢量扇区判断 |
| 3.2.5 矢量作用时间计算 |
| 3.2.6 矢量作用时间分配 |
| 3.3 系统仿真建模 |
| 3.3.1 电机参数 |
| 3.3.2 坐标变换模块 |
| 3.3.3 PI调节器 |
| 3.3.4 SVPWM模块 |
| 3.4 仿真建模实验及结果分析 |
| 3.4.1 空载启动及突加负载实验 |
| 3.4.2 带载启动及突降负载实验 |
| 4 基于滑模控制的交流伺服系统驱动方法 |
| 4.1 滑模控制的研究现状 |
| 4.2 滑模观测器的基本原理 |
| 4.3 基于滑模观测器的无传感器控制算法设计 |
| 4.3.1 滑模观测器的数学模型 |
| 4.3.2 滑模观测器的设计 |
| 4.4 基于反正切函数的滑模观测器仿真建模与结果分析 |
| 4.4.1 基于反正切函数的滑模观测器仿真模型搭建 |
| 4.4.2 基于反正切函数的滑模观测器仿真结果分析 |
| 5 基于半桥级联型三电平逆变器的PMSM驱动方法 |
| 5.1 硬件实验平台搭建 |
| 5.1.1 电机选型 |
| 5.1.2 控制模块设计 |
| 5.2 软件程序设计 |
| 5.2.1 主程序设计 |
| 5.2.2 子程序设计 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间取得的研究成果 |
（6）双电动缸起竖同步控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 导弹武器起竖技术的研究现状和发展趋势 |
| 1.3 机电伺服系统非线性控制方法的研究现状 |
| 1.3.1 系统模型不确定性问题研究 |
| 1.3.2 强干扰问题研究 |
| 1.3.3 死区补偿问题研究 |
| 1.4 同步控制的研究现状 |
| 1.5 论文的研究内容及章节安排 |
| 1.6 本章小节 |
| 2 双缸同步伺服系统数学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双缸同步伺服系统工作原理及主要参数设计 |
| 2.2.1 系统组成及工作原理 |
| 2.2.2 系统主要参数设计与电动缸选型 |
| 2.3 电动缸建模 |
| 2.3.1 永磁同步电机直接转矩控制 |
| 2.3.2 永磁同步电机建模 |
| 2.3.3 电动缸建模 |
| 2.4 基于力分配的双缸建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于PID方法的双缸同步控制策略研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PID控制 |
| 3.3 基于PID控制的双缸同步控制策略设计及仿真 |
| 3.3.1 基于PID控制器的等同同步控制策略设计及仿真 |
| 3.3.2 基于PID控制器的主从同步控制策略设计及仿真 |
| 3.3.3 基于PID控制器的交叉耦合同步控制策略设计及仿真 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于力分配的双缸同步控制策略研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 自适应鲁棒控制器设计 |
| 4.2.1 控制器设计 |
| 4.2.2 稳定性分析 |
| 4.2.3 仿真实例 |
| 4.3 基于有限时间扩张状态观测器的自适应鲁棒控制器设计 |
| 4.3.1 有限时间扩张状态观测器设计 |
| 4.3.2 控制器设计 |
| 4.3.3 稳定性分析 |
| 4.3.4 仿真分析 |
| 4.4 基于神经网络补偿死区逆误差的自适应鲁棒控制器设计 |
| 4.4.1 问题描述与系统模型分析 |
| 4.4.2 针对死区逆误差的神经网络观测器设计 |
| 4.4.3 控制器设计 |
| 4.4.4 稳定性证明 |
| 4.4.5 仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 双缸同步实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台组成 |
| 5.3 硬件电路设计 |
| 5.3.1 电源模块设计 |
| 5.3.2 RS422 串口模块设计 |
| 5.3.3 CAN通讯模块设计 |
| 5.4 软件程序设计 |
| 5.4.1 主程序设计 |
| 5.4.2 串口中断程序设计 |
| 5.4.3 CAN中断程序设计 |
| 5.5 实验验证 |
| 5.5.1 阶跃信号跟踪实验 |
| 5.5.2 正弦信号跟踪实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（7）永磁同步电机伺服系统离散自抗扰及反步法控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 永磁同步电机及其控制策略发展现状 |
| 1.2.1 永磁同步电机的发现历程 |
| 1.2.2 永磁同步电机控制策略发展现状 |
| 1.3 自抗扰控制策略与反步法 |
| 1.3.1 自抗扰控制策略的提出 |
| 1.3.2 自抗扰控制器的应用现状 |
| 1.3.3 自适应反步法 |
| 1.4 论文的主要研究内容和组织结构 |
| 第2章 永磁同步电机数学模型与矢量控制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PMSM的基本结构及数学模型 |
| 2.2.1 PMSM的基本结构 |
| 2.2.2 PMSM的数学模型 |
| 2.2.3 控制策略以及模型参数的选取 |
| 2.3 空间矢量脉宽调制技术 |
| 2.4 速度与电流双闭环PMSM矢量控制系统结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 自抗扰控制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 经典PID控制 |
| 3.2.1 经典PID控制基本形式 |
| 3.2.2 经典PID控制优缺点及其改进思路 |
| 3.3 自抗扰控制器的工作原理与结构 |
| 3.3.1 跟踪微分器(Tracking Differentiator,TD) |
| 3.3.2 扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO) |
| 3.3.3 状态反馈控制律(Nonlinear State Error Feed-back,NLSEF) |
| 3.3.4 扰动估计的动态补偿 |
| 3.3.5 ADRC控制器整体架构 |
| 3.4 自抗扰控制器的参数整定 |
| 3.4.1 TD参数整定 |
| 3.4.2 ESO参数整定 |
| 3.4.3 扰动补偿因子与NLSEF参数整定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于离散型ADRC控制器的PMSM调速控制系统设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电流内环ADRC控制器设计 |
| 4.2.1 d轴电流内环ADRC控制器设计 |
| 4.2.2 q轴电流内环ADRC控制器设计 |
| 4.3 速度环离散型ADRC控制器设计 |
| 4.3.1 一阶速度环离散ADRC设计 |
| 4.3.2 二阶速度环离散ADRC设计 |
| 4.4 PMSM调速系统仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于ADRC控制器与反步法的PMSM位置控制系统设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PMSM伺服系统位置跟踪过程分析 |
| 5.3 三环位置控制系统设计 |
| 5.3.1 位置环ADRC设计 |
| 5.3.2 自适应反步法 |
| 5.3.3 自适应反步法对速度和电流控制器的设计 |
| 5.4 PMSM三闭环位置控制仿真分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作成果及创新点总结 |
| 6.2 展望与反思 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
| 致谢 |
（8）某舰载火炮自回归小波神经网络预测控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 伺服系统发展概况 |
| 1.3 舰载火箭炮交流伺服系统研究现状 |
| 1.3.1 舰载火箭炮交流伺服系统建模概述 |
| 1.3.2 交流伺服系统控制策略综述 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 舰载火箭炮交流位置伺服系统建模与特性分析 |
| 2.1 舰载火箭炮交流伺服系统的组成 |
| 2.2 舰载火箭炮交流位置伺服系统数学模型 |
| 2.2.1 交流位置伺服电机数学模型 |
| 2.2.2 交流位置伺服电机矢量控制模型 |
| 2.2.3 舰载火箭炮交流位置伺服系统数学模型 |
| 2.2.4 火箭炮位置伺服系统各子系统模型 |
| 2.3 舰载火箭炮控制系统的非线性与不确定性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 舰载火箭炮交流伺服系统非线性模型辨识预测研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统辨识基础概念 |
| 3.2.1 获取辨识数据 |
| 3.2.2 系统辨识评价标准 |
| 3.3 系统模型预测 |
| 3.4 小波神经网络 |
| 3.4.1 神经网络简介 |
| 3.4.2 小波神经网络基本原理 |
| 3.4.3 小波神经网络训练算法 |
| 3.5 自适应变异粒子群优化的小波神经网络辨识 |
| 3.5.1 粒子群优化小波神经网络算法 |
| 3.5.2 自适应变异粒子群小波神经网络算法 |
| 3.5.3 混沌搜索策略 |
| 3.5.4 自适应变异粒子群优化的小波神经网络辨识仿真 |
| 3.6 自回归小波神经网络辨识 |
| 3.6.1 自回归小波神经网络算法 |
| 3.6.2 自回归小波神经网络辨识步骤和流程图 |
| 3.6.3 自回归小波神经网络辨识仿真 |
| 3.7 辨识结果的比较 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 舰载火箭炮交流伺服系统自适应自回归小波滑模控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 滑模控制理论简介 |
| 4.2.1 滑模控制基本思想 |
| 4.2.2 滑模控制的选择 |
| 4.2.3 滑模控制的抖振问题 |
| 4.3 自回归小波神经网络在线辨识器 |
| 4.3.1 小波集的筛选规则 |
| 4.3.2 自回归小波神经网络在线辨识器 |
| 4.4 自适应自回归小波滑模控制设计 |
| 4.4.1 快速终端滑模控制结构描述 |
| 4.4.2 自适应自回归小波滑模控制描述 |
| 4.4.3 自适应自回归小波滑模控制稳定性证明 |
| 4.5 仿真实验及分析 |
| 4.5.1 阶跃响应实验及分析 |
| 4.5.2 正弦跟踪实验及分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 舰载火箭炮半实物仿真平台验证 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验平台的功能 |
| 5.3 交流伺服系统实验平台组成 |
| 5.3.1 模拟负载加载装置 |
| 5.3.2 减速箱 |
| 5.3.3 旋转变压器选型 |
| 5.4 控制系统设计 |
| 5.4.1 仿真系统硬件设计 |
| 5.4.2 仿真系统软件下位机设计 |
| 5.4.3 仿真系统软件上位机设计 |
| 5.5 半实物仿真结果分析 |
| 5.5.1 舰载火箭炮伺服系统性能指标 |
| 5.5.2 阶跃响应实验 |
| 5.5.3 正弦跟踪实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）龙门式双驱动系统同步运动控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的来源 |
| 1.2 课题的研究背景 |
| 1.3 国内外的研究现状 |
| 1.4 本文拟解决的关键技术问题与主要研究内容 |
| 2 龙门式双驱动系统建模、控制与性能指标 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 龙门式双驱动系统动力学建模 |
| 2.3 双驱动系统的典型控制策略 |
| 2.4 控制性能评价指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 伺服驱动系统的内模控制与滑模控制方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于IMC的伺服驱动系统控制方法研究 |
| 3.3 基于SMC的伺服驱动系统控制方法研究 |
| 3.4 融合IMC和 SMC的鲁棒控制器设计 |
| 3.5 对比仿真研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于IMC和 SMC的双驱动系统同步控制方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 龙门式双驱动系统模型简化 |
| 4.3 基于2DOF-IMC和 SMC的鲁棒同步控制器设计 |
| 4.4 对比仿真研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于ESO的双驱动系统自抗扰鲁棒同步控制方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于ESO的自抗扰控制理论 |
| 5.3 基于ESO的自抗扰鲁棒同步控制器设计 |
| 5.4 对比仿真结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 基于EtherCAT总线的龙门式实验平台设计与算法验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 龙门式双驱动实验平台的方案设计 |
| 6.3 龙门式双驱动实验平台硬件配置与软件开发 |
| 6.4 龙门式双驱动系统模型辨识与同步控制算法实验验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文总结与工作展望 |
| 7.1 本文工作总结 |
| 7.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表的主要论文 |
（10）拖曳式水下航行器速度伺服系统研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及结构安排 |
| 2 拖曳式水下航行器系统原理与特性分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 拖曳式水下航行器系统原理 |
| 2.3 拖曳式水下航行器特性分析 |
| 2.4 拖曳式水下航行器速度伺服系统设计要求 |
| 2.5 小结 |
| 3 拖曳式水下航行器数学建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 拖曳式水下航行器受力分析 |
| 3.3 外负载建模 |
| 3.4 动力建模 |
| 3.5 小结 |
| 4 拖曳式水下航行器速度伺服系统控制算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 速度伺服系统控制策略 |
| 4.3 速度伺服系统自抗扰控制算法 |
| 4.4 变频电动机矢量控制策略及算法 |
| 4.5 速度伺服系统控制性能仿真分析 |
| 4.6 小结 |
| 5 拖曳式水下航行器速度伺服系统开发 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 速度伺服系统控制方案 |
| 5.3 综合监控台 |
| 5.4 变频驱动系统 |
| 5.5 传感器选型及其测量原理 |
| 5.6 拖曳式水下航行器速度伺服系统软件 |
| 5.7 小结 |
| 6 试验验证 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 单机试验 |
| 6.3 现场试验 |
| 6.4 小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读学位期间参与的科研项目及研究成果 |
| 1. 科研项目 |
| 2. 学术论文 |
四、交流伺服系统及其先进控制策略综述（论文参考文献）
- [1]基于模糊自适应策略下的多电机同步控制优化[D]. 孙盟. 兰州理工大学, 2021(01)
- [2]基于永磁同步电机的大型望远镜预测跟踪控制技术的研究[D]. 邵蒙. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(01)
- [3]永磁同步电机伺服系统的单控制环模型预测算法研究[D]. 周梦迪. 东南大学, 2020(01)
- [4]四足机器人伺服电机控制方法研究[D]. 盛方. 浙江大学, 2020(12)
- [5]基于半桥级联型多电平逆变电路的交流伺服电机驱动方法研究[D]. 陈昀. 北京印刷学院, 2020(08)
- [6]双电动缸起竖同步控制策略研究[D]. 曹书鹏. 南京理工大学, 2020(01)
- [7]永磁同步电机伺服系统离散自抗扰及反步法控制策略研究[D]. 王亚楠. 青岛理工大学, 2019(02)
- [8]某舰载火炮自回归小波神经网络预测控制[D]. 李俊杰. 南京理工大学, 2020(01)
- [9]龙门式双驱动系统同步运动控制方法研究[D]. 李萍. 华中科技大学, 2019(08)
- [10]拖曳式水下航行器速度伺服系统研制[D]. 郭冉. 华中科技大学, 2019(03)