项目以牵引电机传动系统振动抑制问题为背景,深入研究了分数阶PID控制律对牵引电机振动的抑制特性。建立了基于LabVIEW的牵引电机传动系统振动测试平台;对牵引电机传动系统非线性动力学模型进行了仿真研究;对一类混沌系统的分析与控制方法、分数阶微积分算子离散化方法及基于神经网络的分数阶PID参数自整定控制器算法进行了研究;提出了一种分数阶微积分算子最佳有理逼近方法,从理论上保证了在同一个有理函数类中,可以获得一个分数阶微积分算子的最佳有理逼近函数;建立了不同控制律控制下交流牵引电机振动与定子电流频谱图集,并运用现代数据处理与分析方法对电机振动与定子电流数据进行分析。通过振动与电流频谱对比分析发现分数阶PID控制器与传统PID控制器相比,在振动抑制性能上有着明显的优势,它能够有效地降振动幅值约30%左右。本项目的研究为在不增加任何系统结构复杂性的前提下,从控制律角度提高牵引电机传动系统振动抑制性能提供了一种方法,为分数阶控制器能够有效地投入到实际应用提供借鉴。
英文主题词traction motor drive system model; fractional order controller; vibration suppression; vibration spectrum analysis