【正文】 流經(jīng)過(guò)一個(gè)輕微的震動(dòng)過(guò)程后穩(wěn)定在一個(gè)新值。電磁轉(zhuǎn)矩在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)迅速達(dá)到最大值（15Nm）然后快速穩(wěn)定在正常值（3Nm），電磁轉(zhuǎn)矩同電流值一樣經(jīng)過(guò)一個(gè)輕微的震蕩過(guò)程，然后穩(wěn)定在一個(gè)新值（1 Nm）。電流電磁轉(zhuǎn)矩成正比例變化，且轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，轉(zhuǎn)矩控制性能好。轉(zhuǎn)子電角速度迅速穩(wěn)定到給定轉(zhuǎn)速，并且突加負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)幾乎不受干擾。 伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)變結(jié)構(gòu)仿真在上一節(jié)中，利用MATLAB/Simulink和powerlib電氣模塊庫(kù)，建立于基于恒等于0的矢量控制PMSM伺服運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的電源、速度雙閉環(huán)進(jìn)行仿真模型，其中PWM逆變器采用SPWM控制方法，同樣利用MATLAB/Simulink和powerlib電氣模塊庫(kù)建立仿真模型進(jìn)行仿真。有它們組成串級(jí)滑膜變結(jié)構(gòu)控制，這種控制方案解決了系統(tǒng)的限幅問(wèn)題，并能使系統(tǒng)具備更強(qiáng)的抗負(fù)載擾動(dòng)能力，由它控制的系統(tǒng)具有非常優(yōu)良的控制性能?；诖?jí)滑膜變結(jié)構(gòu)控制方案組成的位置伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖336所示。速度調(diào)節(jié)器的輸出為。 （364）這種輸出的形式與常規(guī)PI調(diào)節(jié)器相同，但是積分系數(shù)和比例系數(shù)是變化的，該速度調(diào)節(jié)器具有比常規(guī)PI調(diào)節(jié)器更強(qiáng)的抗擾能力。位置調(diào)節(jié)器與常規(guī)的PD調(diào)節(jié)器加一個(gè)微分前饋控制的形式是一樣的，而且這種變規(guī)律遵循滑膜變結(jié)構(gòu)理論，采用這種位置調(diào)節(jié)器能進(jìn)一步增強(qiáng)伺服系統(tǒng)的抗擾能力，并能實(shí)現(xiàn)定位時(shí)間的最優(yōu)控制和速度限幅.圖333 q軸電流圖334 電磁轉(zhuǎn)矩 圖335 轉(zhuǎn)子電角速度電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)電流迅速達(dá)到最大值，然后穩(wěn)定在正常值；當(dāng)突加負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電流經(jīng)過(guò)一個(gè)輕微的振動(dòng)過(guò)程后穩(wěn)定在一個(gè)新值。電磁轉(zhuǎn)矩在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)迅速達(dá)到最大值（）然后快速穩(wěn)定在正常值（），電磁轉(zhuǎn)矩同電流值一樣經(jīng)過(guò)一個(gè)輕微的振蕩過(guò)程，然后穩(wěn)定在一個(gè)新值（）。電流電磁轉(zhuǎn)矩成比例變化，且轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，轉(zhuǎn)矩控制性能良好。轉(zhuǎn)子電角速度迅速穩(wěn)定到給定轉(zhuǎn)速，并且突加負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)幾乎不受干擾。實(shí)際情況： 圖336 串級(jí)滑模變結(jié)構(gòu)控制位置伺服系統(tǒng)的框圖采用三相Y接PMSM，圖337為空載時(shí)轉(zhuǎn)速由0rad/s~400rad/s時(shí)的響應(yīng)曲線，（40%）。速度環(huán)調(diào)節(jié)器分別通過(guò)PI調(diào)節(jié)器和滑膜變結(jié)構(gòu)控制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。曲線2分別為PI調(diào)節(jié)器和滑膜變結(jié)構(gòu)控制的速度響應(yīng)仿真曲線。由圖可以看出采用滑膜變結(jié)構(gòu)控制實(shí)現(xiàn)速度環(huán)調(diào)節(jié)器可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度、基本實(shí)現(xiàn)無(wú)超調(diào)、對(duì)負(fù)載擾動(dòng)的魯棒性也有所改善。圖338為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增加一倍時(shí)的對(duì)比仿真曲線，曲線2為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為J時(shí)的PI調(diào)節(jié)器和滑膜變結(jié)構(gòu)控制的速度響應(yīng)仿真曲線，曲線4為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為2J時(shí)的PI調(diào)節(jié)器和滑膜變結(jié)構(gòu)控制的速度響應(yīng)仿真曲線。由圖可以看出當(dāng)位置伺服系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化時(shí)PI調(diào)節(jié)器的速度響應(yīng)有明顯的延遲，而滑膜變結(jié)構(gòu)控制幾乎不影響，表明滑膜變結(jié)構(gòu)控制對(duì)參數(shù)變化的魯棒性很好。圖337 負(fù)載擾動(dòng)時(shí)系統(tǒng)的速度響應(yīng)曲線 圖338 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變化時(shí)系統(tǒng)的速度響應(yīng)曲線從理論上說(shuō)，滑動(dòng)模態(tài)是降維光滑的，本身不應(yīng)當(dāng)有抖振問(wèn)題。但是具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，由于理想的開(kāi)關(guān)特性不可能實(shí)現(xiàn)，時(shí)間上的延遲和空間上的滯后等等使得滑動(dòng)模態(tài)呈抖動(dòng)形式，在光滑的滑動(dòng)上疊加了自振，這種現(xiàn)象稱為抖振。因?yàn)樵趯?shí)際開(kāi)關(guān)控制中，延遲和滯后不可避免。理想的滑?？刂剖遣淮嬖诘模F(xiàn)實(shí)中的滑模變結(jié)構(gòu)均伴隨有抖振。抖振是變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用中存在的重大問(wèn)題。變結(jié)構(gòu)控制強(qiáng)制系統(tǒng)在滑模線上運(yùn)動(dòng)，從而使系統(tǒng)鎮(zhèn)定，這樣能夠使系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)與系統(tǒng)的阻尼無(wú)關(guān)，從而使系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)平穩(wěn)、快速地消失。但是，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)響應(yīng)之后，即使系統(tǒng)的輸入為階躍函數(shù)，控制作用的切換也不會(huì)停止，且切換的頻率更高，從而產(chǎn)生抖動(dòng)。變結(jié)構(gòu)控制的機(jī)理決定了其輸出必然存在抖動(dòng)，正是這種開(kāi)關(guān)模式實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的魯棒性。完全消除抖動(dòng)也就消除了變結(jié)構(gòu)控制可貴的抗攝動(dòng)、抗干擾的強(qiáng)魯棒性。因此對(duì)于變結(jié)構(gòu)控制的抖動(dòng)現(xiàn)象，正確的處理方法應(yīng)該是削弱和抑制。抖動(dòng)問(wèn)題是阻礙滑?？刂评碚撛诠こ虒?shí)際中應(yīng)用的主要因素，許多學(xué)者對(duì)此作了大量研究，提出了許多削弱抖動(dòng)的方法。主要有兩個(gè)途徑:一是對(duì)理想切換采用連續(xù)近似，這種方法雖然消除了高頻抖振，然而卻丟失了滑?？刂瓶拐饎?dòng)、抗擾動(dòng)的寶貴特性。二是調(diào)整趨近率，以抑制抖動(dòng)。歸納起來(lái)，其主要方法有:(1)邊界層法這種方法實(shí)際上是引入了連續(xù)函數(shù)sat(s)使得系統(tǒng)變成了連續(xù)系統(tǒng)?？上秳?dòng)的同時(shí)也消除了抗攝動(dòng)性。(2)趨近律方法當(dāng)系統(tǒng)相點(diǎn)到達(dá)切換面時(shí)，其速度是有限大的，慣性使相點(diǎn)穿越切換面，從而形成抖振，益加在理想的光滑滑動(dòng)模態(tài)上。采用趨近規(guī)律，通過(guò)調(diào)整趨近率的參數(shù)達(dá)到削弱斗震的目的。(3)高增益的連續(xù)化方法這是一種高增益反饋，o的存在使得系統(tǒng)稍微偏離切換面s=o時(shí)，大的切換力很快將其拉回到切換面，對(duì)控制有利。(4)基于狀態(tài)的控制法變結(jié)構(gòu)控制器工作過(guò)程中，狀態(tài)矢量不斷地穿越切換線(面)，從而產(chǎn)生系統(tǒng)抖振。這種方法就是設(shè)置控制與狀態(tài)的一種正相關(guān)關(guān)系，從而使得在狀態(tài)遠(yuǎn)離原點(diǎn)時(shí)有比較大。 (5)頻率近似法頻率近似法所設(shè)計(jì)的滑?？刂破饔蔀V波器及近似的相校正器組成，因此具有平滑濾波的作用，對(duì)抑制抖動(dòng)很有效，但此時(shí)滑動(dòng)模態(tài)的實(shí)現(xiàn)則是近似的。(6) 模糊變結(jié)構(gòu)控制HwangGG等人起點(diǎn)性的工作提出了全新的實(shí)施模糊控制和滑?？刂频姆椒?，這種方法把二者的優(yōu)點(diǎn)緊密結(jié)合起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)了模糊滑?？刂啤Ｄ：刂婆c滑?？刂葡嘟Y(jié)合有很多種方式?；旧峡梢苑譃閮深?間接應(yīng)用方法和直接應(yīng)用方法。間接應(yīng)用方法的特點(diǎn)是控制器的最后表達(dá)形式仍然含有變結(jié)構(gòu)控制器的特征，主要設(shè)計(jì)方法有:利用模糊邏輯處理符號(hào)函數(shù)、利用模糊邏輯調(diào)節(jié)滑?？刂茀?shù)利用模糊邏輯估計(jì)系統(tǒng)未知或不確定性函數(shù)動(dòng)態(tài)。而直接方法的特征是控制器的最后表達(dá)形式是模糊邏輯的形式，不包含有變結(jié)構(gòu)控制器的主要特征—非線性部分，主要設(shè)計(jì)方法是基于滑模的模糊邏輯控制，控制器的最終實(shí)現(xiàn)是模糊邏輯的輸出而不是像前面幾種方法，模糊邏輯要么就是自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，要么就只是控制器組成的一部分。(7)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變結(jié)構(gòu)控制為了達(dá)到削弱變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)抖振的目的，也可以采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的滑動(dòng)模態(tài)(切換函數(shù))。在確?；４嬖诘臈l件下，用神經(jīng)算法逼近最優(yōu)控制參數(shù)，使得所設(shè)計(jì)的變結(jié)構(gòu)控制具有最優(yōu)滑動(dòng)模態(tài)。當(dāng)然，這里所用的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)(網(wǎng)絡(luò)層數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)等)會(huì)影響所選擇的學(xué)習(xí)算法的效率，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)算法又決定了網(wǎng)絡(luò)的逼近精度，所以對(duì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的依賴性就會(huì)比較強(qiáng)。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和滑?？刂频幕旌峡刂瓶煞譃閮纱箢?一類是將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并行應(yīng)用到滑?？刂破髦?，用來(lái)處理符號(hào)函數(shù)或者用來(lái)計(jì)算等價(jià)控制，或者設(shè)計(jì)滑模控制的直接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。另一類是將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于實(shí)現(xiàn)滑模控制器的參數(shù)的自適應(yīng).（8) 高階滑?？刂葡到y(tǒng)它是將不連續(xù)控制作用于滑動(dòng)變量的高階導(dǎo)數(shù)，而不是像傳統(tǒng)滑模那樣僅影響滑動(dòng)變量的一階導(dǎo)數(shù)。顯然，傳統(tǒng)的滑模變結(jié)構(gòu)控制本質(zhì)上是上述高階滑模的特例。對(duì)于高階滑?？刂葡到y(tǒng)而言，同傳統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制一樣，我們期望能設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)幕？刂票ＷC系統(tǒng)在有限時(shí)間定義的積分集，同時(shí)使系統(tǒng)軌跡保持在其上面且具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)。(9) 其他方法除了以上幾種比較常用的削弱抖振的方法以外，控制界學(xué)者試圖達(dá)到目的還做了很多工作。陳玉宏把引起抖振的因素歸納為系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的不確定性，采用優(yōu)化方法設(shè)計(jì)滑模變結(jié)構(gòu)控制的切換函數(shù)，這種方法能夠使得滑動(dòng)模態(tài)實(shí)現(xiàn)期望的頻率整形，因而能夠削弱系統(tǒng)抖振。李濤等在沿用固定邊界層的變結(jié)構(gòu)控制平滑方法的同時(shí)，推導(dǎo)出變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差指標(biāo)與邊界層內(nèi)部加權(quán)系數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，通過(guò)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差指標(biāo)發(fā)過(guò)來(lái)設(shè)計(jì)出邊界層，從而滿足對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差的要求。盛嚴(yán)等提出一種改進(jìn)的指數(shù)趨近律方法，與一般指數(shù)趨近律相比，過(guò)渡時(shí)間、系統(tǒng)抖振和所需的控制力得到了進(jìn)一步的減小。顧文瑾等研究了變斜率的切換函數(shù)，提出了切換函數(shù)斜率變化的三種規(guī)律即線性規(guī)律、幕次規(guī)律和指數(shù)規(guī)律，設(shè)計(jì)了相應(yīng)形式的切換函數(shù)，最后得出了采用二次幕規(guī)律的切換函數(shù)效果為佳的結(jié)論。胡躍明在設(shè)計(jì)模糊變結(jié)構(gòu)控制器的過(guò)程中提出了一種基于趨近運(yùn)動(dòng)與滑模線(面)的夾角的模糊推理規(guī)則，它比單純的從狀態(tài)與滑模的距離ISI來(lái)推理更加科學(xué)，因?yàn)樵跔顟B(tài)矢量穿越滑模的時(shí)候，跟抖振問(wèn)題相關(guān)的不光是速度的問(wèn)題還有角度的問(wèn)題.結(jié)　　論切紙機(jī)是一種紙張加工設(shè)備，它在一系列的紙類和非紙類加工領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，同時(shí)切紙機(jī)在印刷機(jī)械產(chǎn)品中也占有重要的地位。切紙機(jī)的應(yīng)用比較廣泛。它可以裁切紙張，印刷成品，皮革，塑料，紙板等，是印刷企業(yè)，包裝企業(yè)必備的設(shè)備。切紙機(jī)是印刷設(shè)備中公認(rèn)的發(fā)展最快，自動(dòng)化程度最高的機(jī)種，原來(lái)被認(rèn)為很先進(jìn)的磁帶或磁鼓電子式編程切紙機(jī)已經(jīng)被更先進(jìn)的微機(jī)及屏幕直接顯示的程控切紙機(jī)所取代，它適合存儲(chǔ)極復(fù)雜的裁切程序，并具有簡(jiǎn)單的編程方法﹑多層次的人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)，還可配備完善的附加設(shè)備，極大地減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。切紙機(jī)產(chǎn)品的技術(shù)性能水平,主要表現(xiàn)在切紙機(jī)的裁切精度高低、精度保持性、質(zhì)量穩(wěn)定性、操作方便性及安全性等方面。國(guó)產(chǎn)切紙機(jī)技術(shù)水平與國(guó)際先進(jìn)國(guó)家有一定的差距,主要表現(xiàn)為：①控制系統(tǒng)比較落后,我國(guó)剛開(kāi)始使用PLC,而國(guó)外已經(jīng)采用全線計(jì)算機(jī)控制,利用計(jì)算機(jī)控制對(duì)各執(zhí)行部件進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整,同時(shí)可預(yù)置參數(shù),在計(jì)算機(jī)控制下的自動(dòng)調(diào)整,大大縮短了輔助時(shí)間并保證可靠工作。②成套性差。國(guó)產(chǎn)切紙機(jī)很少配上周邊設(shè)備。③外觀及使用方便程度與國(guó)外的產(chǎn)品有一定差距。但是,通過(guò)國(guó)產(chǎn)切紙機(jī)生產(chǎn)企業(yè)近幾年的努力,國(guó)產(chǎn)切紙機(jī)與國(guó)外產(chǎn)品的差距在迅速縮小,部分技術(shù)甚至處于領(lǐng)先水平。目前,國(guó)外切紙機(jī)控制方式基本是微機(jī)程控,而國(guó)內(nèi)還主要以數(shù)顯為主,各種缺乏安全保護(hù)的機(jī)械式切紙機(jī)大量存在和進(jìn)行銷售。微機(jī)控制切紙機(jī)是切紙機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),并正以較快速度大面積取代其它控制方式的切紙機(jī)。 在設(shè)計(jì)期間，從最開(kāi)始對(duì)題目的初步了解，查閱資料，到自己動(dòng)手完成軟、硬件的設(shè)計(jì)，都使自己的知識(shí)得到了豐富。在虛心向老師的學(xué)請(qǐng)教中，明確了許多在書(shū)本上還沒(méi)能深入理解的知識(shí)點(diǎn)。在掌握的對(duì)可編程控制器的應(yīng)用后，對(duì)切紙機(jī)的性能進(jìn)行了解，并分步設(shè)計(jì)各個(gè)電氣部分，直至綜合的設(shè)計(jì)的完成。同時(shí)，也能熟練的應(yīng)用MATLAB仿真，對(duì)以后的設(shè)計(jì)很有幫助。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，對(duì)大學(xué)四年來(lái)電氣自動(dòng)化的課程有了綜合的應(yīng)用，在獲得知識(shí)的同時(shí)，也使自己得到了實(shí)際的鍛煉，為以后在工作中打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！ 參考文獻(xiàn)[1]陳向東，[J].自然災(zāi)害研究，1999，（4）：2227[2]朱光庭，[M].北京：水利電力出版社，1999[3]封士彩，張曉英，馬英花，[J].煤礦機(jī)械，2001，22（6）：1415[4] 王軍平,[D].西北工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文，2002:2140[5] 李瑩，[M].電氣自動(dòng)化，2000(l)[6] 郭慶鼎，郭威，[J].電機(jī)與控制學(xué)報(bào)，1999，9:172175.[7] Hung John Y，Gao Wei bing，Hung James structure control : a survey IEEE Trans[J].Industrial Electronics，1993，40(1):222.[8] 石紅瑞，王先來(lái)，[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，31(6):730736.[9] 張燕，陳增強(qiáng)，.[M]控制與決策，2004，19(4)，PP:448451.[10] Rovithakis G A，Neural adaptive regulation of unknown nonlinear 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