【摘 要】
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永磁同步电机（PMSM）是一个非线性、强耦合的多变量系统。PMSM作为永磁同步伺服系统的控制对象,要实现伺服系统高速度,高精度的控制,对控制方法的要求较高。本文基于迭代学习控制研究永磁同步伺服系统的速度与位置PID控制策略。首先,介绍永磁同步伺服的控制结构,根据坐标变换理论,在旋转坐标系下建立PMSM的数学模型和状态空间模型。接着分析引起速度周期性波动的原因和介绍di=0矢量控制方法及电压空间矢量
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永磁同步电机（PMSM）是一个非线性、强耦合的多变量系统。PMSM作为永磁同步伺服系统的控制对象,要实现伺服系统高速度,高精度的控制,对控制方法的要求较高。本文基于迭代学习控制研究永磁同步伺服系统的速度与位置PID控制策略。首先,介绍永磁同步伺服的控制结构,根据坐标变换理论,在旋转坐标系下建立PMSM的数学模型和状态空间模型。接着分析引起速度周期性波动的原因和介绍di=0矢量控制方法及电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术。然后,阐述了迭代学习控制原理和应用条件,以PID型迭代学习控制算法进行研究。针对永磁同步电机齿槽转矩,磁通谐波等原因引起较大速度波动的问题,速度环采用PI控制器并联P型迭代学习控制器构成复合控制,来减小速度稳态波动。为提高永磁同步伺服系统位置跟踪精度,位置环采用P控制器和PD型迭代学习控制器并联构成复合控制。在系统重复运行中进行迭代学习控制,使位置跟踪精度得到提高。关于迭代学习控制器的设计,速度环采用P型迭代学习控制器,根据永磁同步电机的机械运动方程和迭代学习控制的收敛条件,确定学习增益,并用频域法进行分析。在位置环控制设计时,从频域中推导出迭代学习控制收敛条件,根据伯德图验证收敛条件,对所满足收敛的频段收敛性进行分析,确定学习增益。在Matlab中分别搭建双闭环速度控制的仿真模型和三闭环位置控制的仿真模型。通过仿真,验证迭代学习控制器的性能。最后在实验平台上,完成永磁同步伺服系统迭代学习控制的相关实验。双闭环速度控制实验中加入P型迭代学习控制器与PI速度控制器相比,速度波动得到减小。三闭环伺服系统位置控制实验中加入PD型迭代学习控制器与P控制器相比,提高了位置跟踪精度。
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