潜器全方位推进器主轴转速鲁棒H∞控制器设计.pdf

万方数据
��������������H������������刘胜,徐东昊一���H��controller������������.�compensated��ne�����������籶������13����2��机与控制学报2009��3��摘要:针对潜器螺距调节式全方位推进器的工作环境和负载特性比较复杂的特点,为了提高全方位推进器主轴转速系统的动态性能和对参数扰动的鲁棒性,利用鲁棒控制理论,建立了永磁同步电机传动系统的反馈线性化模型,实现了主轴转速系统的鲁棒控制。该速度控制系统由负载转矩扰动估计器以及鲁棒控制器两部分构成。负载转矩扰动估计器主要用于负载扰动估计,以确保有效补偿负载扰动的影响。鲁棒控制器在电机参数发生变化和出现干扰的情况下,获得转速的跟踪性能。仿真结果表明,采用�B嘲艨刂破鞯挠来磐�降缁�髦嶙K倏刂葡低辰洗�车腜�控制系统具有更好的跟踪性能、鲁棒稳定性和抗干扰性能。关键词:潜器;全方位推进器;永磁同步电机;鲁棒控制�����enhanced��nis的过程中桨叶螺距角可以周期变化的特种推进器,它不仅能产生常规螺旋桨的纵向推力,使潜器纵向螺距调节式全方位推进器⋯,又名变矢量螺旋运动,还能根据潜器运动的需要产生横向推力或垂propeller��VVP)����������������向推力,因此不需要舵和横向竖向槽道推进器就可电���豕こ檀笱ё远��г海�诹��������������������11P13������������A文章编号:��—������—��—�Sheng��XUDong��hao�������川“V01��13No��2Mar��2009���,���Abstract��Due�����������—����瑃����.������瑃��—estimation��thedisturbance��11hestability��trackingdisturb�������.���簊�����vehicle��variable���;�—���】����������2009-01��13作者简介:刘胜����,男,教授,博士生导师,主要研究方向为舰船航行与姿态控制、鲁棒控制理论与应用等;徐东昊����,女,。�����,���sys��,.‘.
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时��{d]一生一�s�刍鱼一型坐!!��������!������������������������q=Riq+��q��+np����Ldid+rtp������f����dto,=��1(t����������)��一堕�肌s�红2��������������������3������������������������������速系统的鲁棒控制�÷�琜砂�。��—�����,���一埘�/���患��啵���。蛾百������患��啵��Ⅳ�,��2������������������������������H������������以满足潜器对推进和操纵性能的要求。由于这种推进操纵装置较之传统的螺旋桨、槽道桨、舵推进操纵系统具有重量轻、节能、降噪和有利于艇体结构布局等优点,开发研究这种新的推进操纵装置具有重要意义。潜器在水下运动的操纵性、可靠性和应对海浪、洋流变化的不确定性等重要性能指标都与其推进电动机的控制有密切的关系。海浪和洋流扰动通过推进器模型表现为推进电机负载转矩的波动,这种波动会导致推进轴系的磨损和不可预测的能量消����J����������������������������������������动和一定幅频范围内的负载转矩波动应具有鲁棒性。目前,应用鲁棒控制观点直接处理推进电机控制问题的文献还不多见¨一�,而作为一种可有效处理控制对象参数摄动和外界扰动的方法,鲁棒控制在这一领域中有着良好的应用前景。本文对潜器全方位推进器永磁同步电机主轴转速控制系统的不确定参数和干扰进行分析,建立系������������������H������������������������鲁棒稳定性能和干扰抑制性能的控制器;并进行了数字仿真,验证了系统的鲁棒性能。全方位推进器推进轴系由全方位推进器、主轴、减速器和永磁同步电机的可转动部分组成。推进轴系的旋转运动方程可表示为2��(I+����)N=it����������￡��貰Ⅳ,K��=K��If(J����sign(J7��r))��式中:,为轴系总转动惯量折算至螺旋桨一侧的值;��W��������������������N��������������i������器减速比;�5绱抛>兀籘�为轴系阻尼和摩擦转矩;肘为螺旋桨负载转矩;,后的螺旋桨负载转矩;�为螺旋桨四象限运����������������