基于波波夫超稳定理论的超声波电机MRAC控制研究

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超声波电机有着明显的非线性特征,采用自适应控制方法可以得到较好的控制性能。本文研究超声波电机的转速控制,设计改进MIT(麻省理工学院)模型参考自适应控制策略,降低控制策略复杂度,以利于超声波电机的工业化推广应用;设计基于波波夫超稳定理论的模型参考自适应控制策略,努力提高控制精度,为高精度运动控制应用场合提供关键基础部件。采用相对简单的运动控制算法,有助于降低包含驱动控制电路在内的超声波电机系统的成本,从而推动其产业化应用。基于这一目的,设计超声波电机改进MIT模型参考自适应转速控制策略,采用梯度法推导自适应律。该策略使参考模型的设计不依赖于超声波电机模型,解决了MIT控制中参考模型形式与控制期望之间的矛盾。进而,为了保证系统的稳定性,给出一种采用Lyapunov稳定性理论推导自适应律的改进MIT转速控制策略。实验表明,两种控制策略可行,算法简单,在线计算量小,控制效果较好。随后,采用波波夫超稳定理论,设计超声波电机模型参考自适应控制策略,采用基于输入输出值的微分反馈网络方法,对超声波电机转速进行控制。仿真计算表明了该控制策略的有效性。为提高系统的抗干扰性能,在上述微分反馈网络方法基础上,增加了状态变量滤波器。仿真表明,转速控制性能有了进一步改进。
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