硕士论文答辩讲解课件.ppt
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- 硕士论文 答辩 讲解 课件
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1、 指导老师:教授指导老师:教授 答辩人:答辩人:时间:时间:20122012年年4 4月月2626日日多电机同步协调控制策略多电机同步协调控制策略及应用研究及应用研究课题背景和意义课题背景和意义背景:背景:意义意义螺旋荧光灯管弯管机系统(涉及四台交流伺服电机同步协调运动)提高产品质量、成品率、生产效率提高多电机传动系统的跟踪性、同 步性、抗扰性1、满足弯管机系统可靠性和控制精度的要求2、3、免疫单神经元PID控制的有效性论文主要内容论文主要内容研究对象研究对象:控制算法控制算法:控制结构控制结构:仿真模型建立仿真模型建立单个PMSM交流伺服系统四电机同步运动控制系统仿真结果分析仿真结果分析偏差
2、耦合控制的可行性四台永磁同步电动机同步运动系统偏差耦合控制策略免疫单神经元PID控制PMSM数学模型数学模型永磁同步电动机物理模型3()2enr qdqd qTpiLL i idq坐标系下的转矩方程结论:结论:转子磁链恒定不变,PMSM电磁转矩基本取决于定子直轴和交轴电流分量,即控制电流id和iq,就可以实现对电机电磁转矩的控制。直接转矩控制和矢量控制性能比较直接转矩控制和矢量控制性能比较性能与特点 直接转矩控制 矢量控制 磁链控制 定子磁链 转子磁链 转矩控制 砰-砰控制,有转矩脉动 连续控制,比较平滑 坐标变换 静止坐标变换,较简单 旋转坐标变换,较复杂 转子参数变化影响 无 有 调速范围
3、 不够宽 比较宽 基于基于id=0=0矢量控制的永磁同步电动机矢量控制的永磁同步电动机伺服系统伺服系统 有监督的有监督的Hebb学习规则单神经元自适应学习规则单神经元自适应PID控制算法控制算法()dy k()y k输入值为设定值、输出 1()x k2()x k3()x k,三个状态量、1223()()()()()()(1)()()()2(1)(2)dx kyky ke kx ke ke kx ke ke ke ke k 31()(1)()()iiiu ku kKwkxk规范化后改进的有监督的规范化后改进的有监督的Hebb学习规则的学习规则的单神经元自适应单神经元自适应PID控制算法控制算法(
4、)ix k()()e ke k(将其中的改为 31()(1)()()iiiu ku kKw k x k31()()/()ijjjw kw kw k112233()(1)()()()()()(1)()()()()()(1)()()()()IPDw kw kz k u ke ke kwkwkz k u ke ke kw kw kz k u ke ke k )()()(1)e ke ke k,单神经元增益单神经元增益K的调节的调节K值越大系统响应速度越快,超调量大,甚至会使系统不稳定K值偏小系统响应较慢,若取得过小,响应跟踪不上给定信号如何实现增益K的自动调整T细胞免疫调节机理与单神经元PID控制相
5、结合,形成一种自动调节增益的免疫单神经元免疫单神经元PID(ISNPID)控制算法。免疫调节机理免疫调节机理 免疫反馈机理示意图 抗原APC(抗原呈递细胞)消化信息传递给T细胞活化TH细胞,并释放淋巴因子活化B细胞缓慢活化TS细胞抑制TH细胞和B细胞产生抗体免疫系统免疫系统 控制系统控制系统(抗原、抗体等)繁殖的第K代 离散系统第K个采样时间 第K代抗原量浓度 第K个采样时刻给定值与输出值的偏差e(k)第K代细胞量浓度B(k)第K个采样时刻控制器输出u(k)()k免疫系统与控制系统的比较免疫系统与控制系统的比较 T细胞免疫调节函数细胞免疫调节函数2()(1exp()mKf eke比例系数,控制
6、免疫调节反应速度;控制稳定效果;影响免疫调节曲线的坡度。mk单神经元增益K的调整 T细胞免疫反馈机理类似类似响应初期偏差值较大时,应增加控制取较大K值;接近稳态时,偏差较小,应减小K值 响应初期,释放淋巴因子激活免疫反应;当抗体增加时,Ts细胞抑制免疫反应STST根据文献选择免疫调节函数:应用较普遍的模型:1、主令参考控制 2、主从控制 3、电子虚拟主轴 4、交叉耦合 5、偏差耦合 6、相邻交叉耦合 多电机同步控制结构多电机同步控制结构1 1、主令参考控制、主令参考控制(并联式结构)优点优点1、结构简单2、易于实现3、启动、停止阶段系 统的同步性能也很好4、容易扩展到多电机同步控制中 整个系统
7、缺少单元间的反馈,相当于开环控制,系统的同步性能很难保证适用范围:适用范围:受扰较轻、各单元参数或跟随性能相同的系统不足:不足:2 2、主从控制、主从控制(串联式结构)优点优点1、具有主令参考式大功率优点2、分区单元间距离不受限制3、增加了一个回馈环节,同步效果更好当启动、停止和负载扰动时,就会产生较大的同步误差适用范围:适用范围:不足:不足:对位置或速度的同步要求不是很高的场合3 3、电子虚拟主轴控制、电子虚拟主轴控制优点优点1、继承了传统的主令参考式、主从式的优势2、改善了系统起动、稳态、抗负载扰动等方面的性能缺少位置控制,在启动、负载扰动、停机过程中,各轴间会产生恒定的相对位置差不足:不
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