摘 要:針對直接驅動直線式交流伺服系統(tǒng),提出了一種基于模糊自學習的滑模變結構控制方案。在常規(guī)的滑??刂浦幸肽:詫W習方法,在不影響滑??刂葡到y(tǒng)完全魯棒性的情況下,有效地削弱滑模切換控制所產(chǎn)生的抖撮。仿真結果表明該方案對系統(tǒng)參數(shù)變化和負載擾動具有很強的魯棒性,抖撮得到了明顯的抑制。系統(tǒng)具有良好的動、靜態(tài)性能。
關鍵詞:滑模變結構控制 模糊控制 學習算法 交流直線伺服系統(tǒng) 直接驅動
引言
永磁直線同步電動機(PMLSM)省掉了從旋轉運動到直線運動的間接機械轉換裝置,成為高精度、徽進給伺服系統(tǒng)執(zhí)行機構的最佳選擇。但是.由于直線電動機的動子直接驅動負載.負載的變化和外部擾動將直接影響伺服系統(tǒng)的性能。電動機在各種運行狀態(tài)下的參數(shù)變化及電動機本身的非線性因素都將對伺服系統(tǒng)的性能產(chǎn)生不利的影響。傳統(tǒng)的PID控制無法適應高性能直線式直接驅動交流伺服系統(tǒng)的要求‘2 J,本文正是針對被控對象的特點及傳統(tǒng)控制策略的缺陷而提出了一種新型的滑模變結構控制策略。
滑模變結構控制是一種特殊的不連續(xù)的非線性控制方法。對參數(shù)變化、外部擾動及系統(tǒng)的不確定性具有不變性,且具有快速性和實現(xiàn)簡單等優(yōu)點L4 J。但是.系統(tǒng)產(chǎn)生的抖振現(xiàn)象影響了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。常見的消除抖振的方法是用連續(xù)的飽和非線性控制代替切換控制.使不連續(xù)變結構控制光滑化。這種方法可以消除抖振,但同時也消除了滑模變結構控{6I系統(tǒng)的抗攝動性⋯ 。文獻[5]提出了一種控制滑模趨近律的方法,在不影響系統(tǒng)的抗攝動性的前提下,通過控{6I狀態(tài)變量趨近滑模切換線的速度來削弱抖振。但是,在實際系統(tǒng)中具體的趨近速度難以確定,系統(tǒng)的動、靜態(tài)特性難以兩全。文獻[6]曾引入模糊理論來消除抖振,但是,建立精確的模糊規(guī)則仍有一定的難度。本文提出一種模糊自學習滑??刂撇呗?,對實際系統(tǒng)的不確定性因素(參數(shù)變化和外部擾動等)進行在線學習。通過模糊推理.對滑模切換控{6I的方向和幅值進行實時地調整。在不影響系統(tǒng)魯棒性和快速跟蹤性能的前提下,減小系統(tǒng)運動狀態(tài)通過滑模線時的沖擊速度,從而在根本上大大地削弱系統(tǒng)的抖振。[
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