基于以太網(wǎng)的直流電機自適應控制研究.pdf

1、近年來，隨著網(wǎng)絡技術的快速地發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)控制領域逐漸的開始引入網(wǎng)絡控制系統(tǒng)，這種控制方式解決了傳統(tǒng)工業(yè)控制無法突破的空間和地域的難題，也使得電機控制開始向網(wǎng)絡化方向發(fā)展。然而，由于以太網(wǎng)中不確定的網(wǎng)絡時延的存在，所以，這必然會引起直流電機控制系統(tǒng)的性能不穩(wěn)定或者可能引起系統(tǒng)振蕩。
　　本文首先介紹了網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的特性和引起系統(tǒng)的問題，探究了網(wǎng)絡誘導時延對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，同時搭建以直流電機為控制對象的網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的仿真模型，分析

2、其延時對直流電機控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響。然后，針對網(wǎng)絡時延對系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響，設計了新型Smith單神經(jīng)元自適應PID和新型Smith模糊免疫自適應PID兩種控制算法，以達到補償消除時延的目的。由于閉環(huán)系統(tǒng)的前向通道和反饋通道都有時延的存在，針對前向通道的時延，分別采用了單神經(jīng)元自適應PID和模糊免疫自適應PID的控制方法，自適應控制的特點是能修正自己的特性以適應被控對象和擾動的動態(tài)特性變化，來滿足控制系統(tǒng)的要求，使系統(tǒng)達到最優(yōu)控制。單神

3、經(jīng)元自適應PID控制器是通過對加權(quán)系數(shù)的調(diào)整來實現(xiàn)自適應、自組織功能，使其能夠隨著控制環(huán)境的不斷變化，滿足網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的要求；模糊免疫自適應 PID控制器具備模糊控制的非線性特點和免疫反饋控制的自適應性、自學習性和抗干擾性，完成對PID參數(shù)的在線修正，最終達到自整定的目的，以適應網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的變化。而對于反饋通道的網(wǎng)絡時延，采用新型Smith預估器對網(wǎng)絡時延進行預估補償，以便延遲的被控制量能提前反映到控制器中，使控制器提前動作，這樣能減

4、少超調(diào)量，加速調(diào)節(jié)過程。分析仿真結(jié)果可知，本文所采用的復合的控制算法能減小網(wǎng)絡誘導時延對系統(tǒng)產(chǎn)生的不穩(wěn)定因素，改善網(wǎng)絡控制系統(tǒng)的性能。最后，以直流電機為控制對象，利用Matlab\simulink的網(wǎng)絡控制仿真工具箱構(gòu)建基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡仿真模型進行仿真，通過改變網(wǎng)絡延時的大小，觀察在不同的網(wǎng)絡延時下系統(tǒng)的仿真圖，并對仿真結(jié)果進行分析，根據(jù)結(jié)果可知，本文所提出的控制策略能有效補償網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中時延對系統(tǒng)產(chǎn)生影響，是一種有效的控制方法。同時