平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机自适应控制研究
平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机具有直接驱动、结构简单、成本低和响应快等突出优点,但同时也因其非线性磁路、力脉动、无机械缓冲装置等本征特性以及由于加工制造、外部扰动等引起的模型不确定性而难以获得较高精度的运动特性,解决此问题的途径之一是采取有效的控制方法。

平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机自适应控制研究
自适应控制能够自动补偿系统在模型、参数和输入信号等方面非预知的变化以及不确定性,可望应用于平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机的控制,从而使平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机获得理想的运动。为此,本文深入研究平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机的自适应控制,所做的工作主要如下:阐述了平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机的运行机理,分析了电机动子的磁耦合情况以及电机控制系统结构,建立并推导了电机的数学模型。基于Lyapunov稳定性理论设计了基于输入输出的平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机模型参考自适应控制器,并对模型匹配及自适应控制律的设计作了详细的推导分析。研究了平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机极点配置自校正轨迹跟踪控制,针对平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机系统参数辨识可能出现的“数据饱和”现象,引入了带有遗忘因子的递推zui小二乘算法,设计了基于极点配置的平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机间接自校正控制系统,改进了自校正控制器结构,较好地解决了因物理可实现性引起的控制器饱和问题。基于d SPACE半实物实时仿真系统,构建了平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机的实时在线控制实验平台,进行了平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机模型参考自适应定位控制实验以及不同参考轨迹下的平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机极点配置自校正轨迹跟踪控制实验。研究表明:提出的平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机模型参考自适应控制方法提高了电机的定位精度,无负载时,电机的稳态位置误差小于500nm,增加质量负载后,电机的稳态位置误差小于4.7μm。

平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机自适应控制研究
在不同参考轨迹下,平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机极点配置自校正控制系统X、Y轴的轨迹跟踪误差在小于82μm,在电机动子平台上添加质量负载后,电机的动态跟踪误差仍小于82μm;平面欧玛尔OMAL开关磁阻电机自适应控制系统具有良好的运动特性和自调整能力。