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在航空航天等领域,机电作动器具有广泛的应用,而且其工作环境非常恶劣,一般要求其具有快速响应、高抗干扰能力、高可靠性等特点。
本系统选用永磁同步电动机取代传统的有刷电机作为执行机构,控制器设计采用全数字控制。以数字信号处理器为基础的全数字伺服系统,可以实现各种智能控制算法和先进控制策略,已成为伺服系统的发展趋势。
本文的主要工作是将模糊PI控制理论与永磁同步电动机控制有机的结合起来,通过模糊PI方法的独特优点来提高机电作动器的动态性能、稳态性能和鲁棒性,以适应其工作环境。文章的主要工作如下:
首先,简单介绍机电作动器、永磁同步电动机和模糊PI控制理论的发展和应用,然后详细介绍永磁同步电动机的数学模型、伺服系统控制器的设计和模糊PI控制器的设计。
其次,在MATLAB/SIMULINK中建立矢量控制下的永磁同步电动机仿真模型。对其中速度环、位置环分别采用传统的PI控制和模糊PI控制,对仿真结果进行分析,从而验证理论分析的正确性。
再次,在硬件平台上分别对机电作动器采用传统PI调节和模糊PI调节进行实验,通过实验验证前面理论分析的正确性。
最后,对实验结果进行了分析,表明运用模糊PI控制在一定程度上可以提高机电作动器的动态性能、稳态性能和鲁棒性,验证了理论和仿真的正确性。