基于RFNN补偿的直线伺服系统反推控制.pdf

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1、《电气自动化}2012年第34卷第5期电气传动和自动控制ElectricDrive＆AutomaticControI基于RFNN补偿的直线伺服系统反推控制关丽荣(沈阳理工大学机械工程学院，辽宁沈阳110168)摘要：针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统，在分析影响直线伺服跟踪精度因素的基础上，采用智能反推控制策略对该伺服系统进行有效的补偿控制。考虑参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响，设计基于递归模糊神经网络(RFNN)的反推控制器，利用了递归神经网络具有捕获系统动态信息的优点，可实时补偿不确定因素对跟踪性能的影响。仿真

2、结果表明，控制策略明显降低了不确定因素对系统性能的影响，从而显著提高了直线伺服系统的位置跟踪精度。关键词：PMLSM；直线伺服；补偿控制；反推控制器；RFNN[中图分类号]TM301．2[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2012)05～0004—02TheBacksteppingControlBasedonRFNNCompensationforLinearServoSystemGUANLi．rong(SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangLigongUniversity，ShenyangLiaonin

3、g110168，China)Abstract：Forpermanentmagnetlinearsynchronousmotor(PMLSM)servosystems，onthebaseofanalyzingthefactorsthatinfluencethetrackingprecisionofservosystem，anintelligencebacksteppingcontrolisintroducedtosuppressfurtherthetrackingerror．Consideringtheinfluenceofthelumpeduncert

4、aintieswithparametervariations。externalforcedisturbancesandfrictionsforPMLSM，abacksteppingcontrollerbasedonrecurrentfuzzyneuralnetwork(RFNN)isdesigned．TheadvantagesofRFNNwithcapturingthedynamicinformationofsystemareused，cancompensaterealtimetheinfluenceoftrackingperformance．Simu

5、lationresultsshowthattheproposedalgorithmcanreduceeffectivelytheinfluenceofthelumpeduncertaintiesonsystemperformances．ThetrackingperformancesofthePMLSMservosystemaresignificantlyimproved．Keywords：PMLSM；Linearservo；Compensationcontrol；Backsteppingcontrol；RFNN与iq成正比，则电机动态方程为]：O引言永

6、磁直线同步电机(PMLSM)采用直接驱动方式，系统中的F=Aiq：+D+FL(1)参数变化、负载扰动直接影响系统动静态性能。直线电机特有的其中为极距，为动子线速度，i，i为d—q轴系动子电流，端部效应，齿槽效应，永磁体磁链谐波等产生的推力纹波及非线为动子总质量，D主要为粘滞摩擦系数，为外部扰动力。性摩擦力等不确定因素都会降低系统的伺服性能-3J。因此，为考虑系统参数变化、外部负载扰动以及摩擦力等因素的影满足数控机床等设备高速精密复合加工的需求，引入有效补偿控响，实际的永磁直线电机伺服系统模型为制方法是必要的。矗：(2)文献[4]采用神经网络前馈给定补偿

7、滑模控制，对抑制抖振=(A+△A)d+(+AB)U+c[+，(V)](3)和消除PMLSM端部效应具有一定效果。文献[5]根据PMLSM式中d为位置，为速度，C=一1／M，A=一D／M，B=KF／M，AA动态系统输入输出线性化模型设计速度跟踪控制器，提高了速度和△B分别为由系统参数和D引起的不确定性，U=iq为电机跟踪快速性和准确性。然而，没有解决系统内外部干扰的鲁棒性控制系统输入量)为摩擦力。式(3)可写为：和稳定性及对参数依赖性强的问题。文献[6]将无源理论的速：Ad+日U+F(4)度调节方法应用到PMLSM伺服驱动系统，有效抑制了参数变化式(4)

8、中F为影响直线电机实现高速、高精跟踪性能的不确定和外界扰动对系统性能的影响，具有较强鲁棒性，但