运动控制系统的发展与展望

运动控制系统的发展经历了从直流到交流,从开环到闭环,从模拟到数字,直到基于PC的伺服控制网络系统和基于网络的运动控制的发展过程,每个过程的发展都在很大程度上促进了运动控制系统的发展。     

基于PMSM的智能型位置伺服控制系统研究

为了实现对系统位置的高精度控制,将智能滑模变结构控制策略引入到三闭环矢量控制中,设计了基于PMSM的智能位置伺服控制系统.系统的位置环采用模糊滑模变结构控制,并由主、从两个模糊控制器组成,主控制器用于产生输出控制量,从控制器在线调节主控制器的输出比例因子,以抑制滑动模态的抖振.仿真结果表明,该智能型位置伺服控制系统在大...     

基于UML的现代交流伺服驱动器开发

为了处理现代交流伺服驱动器的设计复杂度，提出了一种基于通用建模语言的伺服驱动系统开发方法。应用该方法，从多角度对伺服器系统建模，有效地设计了一套交流伺服驱动器，包括基于PC的人机接口软件、控制网络支持和多种伺服功能，展示了该方法所具有的明确性和一致性的特点。     

永磁同步电机伺服控制（连载之一）国内外研究现状与发展趋势概述

伺服控制系统作为工业自动化领域的核心部分之一,近年来得到了广泛的关注。其中,以永磁同步电机为执行元件的交流伺服系统,因高效、高功率密度等优势,受到了众多学者、工程师的青睐。随着电力电子技术、电机设计理论及制造技术、控制以及计算机学科的发展,它被逐渐推广到了机器人、航空航天等诸多领域,成为了工业界和学术界的焦点。本文简述永磁同步电机伺服控制系统的总体结构和发展历程,介绍国内外研究现状,并对其未来的发展趋势做出展望。     

恒水压伺服过位移量自动消除控制方法研究

以伺服电机作为动力元件的恒水压控制系统,针对液压缸活塞到达行程末端时伺服驱动因过位移量较大而报警死机这一问题进行研究。以Lab VIEW和PLC作为软、硬件控制设施,设计出一种伺服驱动过位移量自动消除控制方法,即改进型TLC(Torque Limit Control)控制方法。改进型TLC控制方法是把伺服驱动转矩限制信号输送给Lab VIEW和PLC处理,进而又将处理后的信号控制伺服驱动,从而阻止伺服驱动滞留脉冲数增加并将已有的滞留脉冲数消除。由试验结果表明,能使伺服滞留脉冲数从295179降到8983,最终从8983降为0,有效地实现了伺服驱过位移量自动消除。     

基于电源线载波的综合管廊电气液压伺服控制系统研究

为解决传统综合管廊电气液压伺服控制系统存在控制精度较低的不足,提出了基于电源线载波的综合管廊电气液压伺服控制系统研究.基于电源线载波技术的引用,对伺服控制系统硬件构成进行设计,完成综合管廊电气液压伺服控制系统硬件设计;依托控制系统算法设计以及系统运行关键程序设计,完成综合管廊电气液压伺服控制系统软件设计,实现了提出的基于电源线载波的综合管廊电气液压伺服控制系统研究.实验数据表明,提出的液压伺服控 制系统能够满足高精度的综合管廊电气设备控制要求。     

基于IRMCK201的交流位置伺服系统研究与应用设计

目前设计交流伺服驱动器遇到的最大困难就是开发周期长,三环位置伺服稳定性有待考验。I R公司推出可以单片硬件实现高性能的速度环的伺服控制芯片,大大缩短了伺服系统应用设计的开发周期,代表了一种伺服控制器的发展方向。本文在利用IRHCK201的基础上,利用MCU软件实现位置环,组成一个高性能的位置伺服系统,为位置伺服系统的设计提供了一个成功的范例。     

伺服电动机发展前景

当讲到伺服电动机前景时,要从伺服系统包含的四大关键元件(即伺服电动机、减速齿轮、伺服传感器和控制驱动器)一起综合考虑。若单从电动机来评价,就很难评价出系统性能优劣。伺服电动机将来的发展是交流还是直流目前仍是一个问题.只能列出下表作一比较。从控制单元的角度来看,不可否认交流伺服胜过直流伺服。若把电动机包括在内考虑,价格差异就可减少,事实上大约到1千瓦反而便宜。具有很高工作效率的同步电动机伺服系统将可能作为中等容量(100～3,000瓦)系统选用对象。特     

600 MW机组汽轮机DEH伺服控制系统双冗余改造

根据汽轮机DEH伺服控制系统安全设计和相关标准,提出了汽轮机DEH伺服控制系统冗余改造方案,大大减少了因伺服控制系统LVDT、伺服卡等装置配置不当造成汽轮机阀门波动的可能性,从而提高汽轮机DEH系统的可靠性。     

交流伺服技术

从70年代后期到80年代初期,随着微处理器技术、大功率高性能半导体功率器件技术和电机永磁材料制造工艺的发展及其性能价格比的日益提高,交流伺服技术—交流伺服电机和交流伺服控制系统逐渐成为主导产品。交流伺服驱动技术已经成为工业领域实现自动化的基础技术之一,并将逐渐取代直流伺服系统。     

高性能机械伺服系统运动控制技术综述

高性能机械伺服系统广泛应用于民用及军事工业领域,其性能的改善可以提高设备的生产能力和产品质量.回顾了高性能运动控制技术的发展历程,归纳出高性能运动控制器的基本设计思想;总结了近年来在前馈跟踪控制、闭环控制以及摩擦补偿技术方面的主要研究成果;最后讨论了该领域尚待解决的问题.     

基于摩擦补偿的伺服转台自抗扰控制策略研究

摩擦非线性扰动是影响伺服跟踪系统控制性能的主要因素之一。为提高转台伺服系统的跟踪性能,提出了一种基于Elastoplastic摩擦模型的改进自抗扰控制方法。首先,建立了转台伺服系统的状态空间模型;其次,采用Elastoplastic摩擦模型描述系统中的非线性摩擦扰动,并用遗传算法辨识了模型参数;最后,基于辨识获得的Elastoplastic摩擦模型,将位置误差和速度误差作为不同的参数分别应用到扩张状态观测器,设计了一种改进型自抗扰控制器。未引入摩擦补偿时的速度跟踪误差平均值约为0.0024 rad/s,而加入补偿后的速度跟踪误差平均值减少为0.00147 rad/s。仿真和实验结果表明,本文提出的控制方案能够提高转台伺服系统的跟踪性能,验证了所提出控制方法的有效性和鲁棒性。     

基于负载惯量匹配的双电机同步控制方法

在交流伺服系统运动控制领域,针对双电机同步精确控制时由于两轴负载惯量相差较大、额定运行速度快、到位精度要求高等控制难点,提出了简单且有效的同步控制方法,并在试验中进行了验证。该方法包括对同步控制方式的设计和误差补偿算法2个部分。首先,设计使用基于虚拟主轴的主从控制方式,可实现惯量匹配的同步指令输出;在此基础上,从负载特性入手,提出了基于加权耦合的误差补偿方法,能实现快速稳定的同步误差补偿。仿真与试验结果表明,该方法能够满足伺服运动系统的定位精度和同步控制精度要求,同时在一定程度上提升了系统的平稳性和补偿响应速度,工程实现效果较好。     

硬盘磁头快速精确定位伺服控制系统的设计

针对以音圈电机作为伺服机构的硬盘磁头定位伺服系统的性能要求,设计了一个参数化的控制器并进行仿真和实验研究。在控制设计中,采用一种复合非线性反馈(CNF)控制技术,以提高控制系统的瞬态性能,达到快速的响应和低超调;通过设计一个降阶观测器对伺服系统中的未知扰动进行估计及补偿,消除扰动可能带来的稳态跟踪误差。仿真和实验结果表明硬盘磁头可以实现对目标磁道快速准确的定位。参数化设计的伺服控制器具有通用性,可推广应用到其他伺服系统。     

基于命令滤波反步法的双电机离散同步控制

针对双电机伺服系统同步控制精度问题,在命令滤波的基础上设计离散跟踪与同步控制方案。通过建立双电机系统离散动力学方程,降低了命令滤波器反步法设计过程中的计算难度,还能同时处理虚拟控制信号。在控制器设计中定义补偿信号消除误差,进而提高跟踪性能。结果表明,神经网络可以高效处理电机运行中轴转矩或齿隙等带来的非线性扰动。最终通过Lyapunov分析控制方法的稳定性,结果表明双电机伺服系统在该控制器作用下具有良好的跟踪及同步性能。     

风电变桨直流伺服驱动器的研制

针对风力发电变桨系统的需求和永磁直流伺服电机的调速原理,对直流伺服驱动器的控制策略和控制电路进行了研究。在此基础上,研制了1台7.5kW的直流伺服驱动器,并进行了相应的实验研究。该驱动器在传统的双闭环直流调速系统和PI调节器的基础上,增加了转速前馈、电流前馈和死区补偿等动态校正补偿环节。实验结果表明了该控制策略的先进性,其中电流内环的带宽达到了350Hz,整个系统的动态响应也完全达到了风电变桨系统的要求。     

自适应通用模型控制在液压弯辊系统中的应用

针对非线性的电液伺服系统,提出一种利用基于输入等价干扰的通用模型控制算法(ICMC)来设计控制器新策略.该控制器用估计得到的输入等价干扰及时进行自适应前馈补偿.控制器参数整定方便,物理意义明确.ICMC控制器能有效地跟踪液压伺服系统的时变参数和不可测扰动,通过仿真实验表明,该控制方法对非线性的液压弯辊力系统实现自适应控制是正确有效的.     

基于ZPETC的雕刻机直流伺服控制系统设计

为了提高雕刻机的跟踪性能和定位精度,首先在其直流伺服控制系统设计中引入了零相位误差跟踪控制器(ZPETC),然后通过模型辨识、非线性摩擦补偿及干扰观测器的设计来克服ZPETC存在的对系统建模误差和参数变化敏感的缺点.在上述研究的基础上,采用TMS320F2812型DSP设计了集ZPETC、PD控制器及干扰观测器一体的直流伺服控制系统.实验结果表明:为雕刻机所设计的直流伺服控制系统不仅有鲁棒性强和抗干扰能力强的特点,而且有良好的定位精度和跟踪性能.     

大惯量天线伺服跟踪复合控制技术

理论分析了速度、加速度前馈控制对位置伺服跟踪系统动态性能的影响。结合某型雷达伺服系统的设计,给出了伺服系统速度环和位置环仿真设计,并对传统控制和复合控制从仿真和工程试验进行了对比。对比结果表明复合控制可以显著提高伺服系统的动态性能和跟踪精度。     

带智能补偿的模糊PID控制在伺服系统中的应用

对于常规PID及模糊PID控制在交流伺服电机伺服系统控制中的不足,提出一种带智能补偿的模糊PID控制策略,应用于PMSM伺服系统的电流控制中。仿真结果表明,该控制策略能提高系统的控制精度,使系统响应速度快且具有较强的鲁棒性。