导　　师： 王孝洪

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着新型永磁材料的发现和电机制造工艺水平的不断提升,采用永磁同步电动机构建交流伺服系统已经成为当前高性能领域的主流方向。目前,交流伺服系统一般采用传统的整数阶对象模型与整数阶控制器,但在实际情况中,大多数物理系统都存在分数阶现象,只用整数阶微积分方程并不能完全描述交流伺服系统的特性,以整数阶模型作为对象设计控制器对伺服系统进行控制,在一定程度上限制了系统的性能。因此,本文将对交流伺服电机进行分数阶模型的辨识,得到更准确的对象模型,并针对分数阶模型来设计分数阶控制器,从而实现伺服系统性能的提高。首先,本文介绍了交流伺服电机的整数阶动态数学模型,利用分数阶理论将永磁同步电机的整数阶动态模型推广到分数阶动态模型,并将其拆分成两个对象环节,分别是电磁环节与机械环节。针对两个对象环节的特性,分别设计了分数阶模型的辨识实验方法,并采用基于输出误差的方法来设计时域辨识算法。其次,为了得到更准确的永磁同步电机分数阶模型,本文以DSP与FPGA为核心搭建起交流伺服控制系统实验平台,并在该平台上进行分数阶辨识实验。分别对电磁环节以及机械环节进行分数阶辨识实验,并通过系统辨识算法得到其分数阶模型,然后使用同样的辨识算法可以得到整数阶模型。然后,采用同一约束条件下分别对分数阶模型和整数阶模型进行控制器的设计,并采用这两组控制器在Matlab/Simulink环境下进行仿真,以及在伺服控制系统实验平台上进行实验。最终,将仿真结果与实验结果按照一定的指标进行比较,发现分数阶模型能更准确描述永磁同步电动机系统的特性。最后,为了进一步提高伺服系统的性能,本文利用上述辨识实验得到的永磁同步电动机分数阶模型进行控制器的设计。控制器设计采用频域法�

关 键 词： 交流伺服系统 永磁同步电动机 分数阶辨识 分数阶控制器

领　　域： []