基于扩张状态观测器的双永磁同步电机同步抗扰控制北大核心

对于双永磁同步电机系统中由于参数摄动和随机摩擦扰动引发的转速失同步现象,提出了一种新的双永磁同步电机滑模控制方法。首先,设计了扩张状态观测器去估计系统状态与实时扰动,并结合滑模跟踪控制器来提高电机在扰动作用下的跟踪性能;其次,将交叉耦合结构与滑模同步控制器结合,对电机转速的同步误差进行抗扰控制并且提升系统的同步性能。仿真结果表明,扩张状态观测器能准确估计电机系统机械角、转速及系统总扰动;设计的滑模控制器能够有效提高电机系统在扰动作用下的跟踪与同步控制性能。     

基于改进交叉耦合的多永磁同步电机速度同步控制

为减少多永磁同步电机在启动过程中的同步误差并降低电机的启动时间,以传统的交叉耦合控制结构为基础,结合模糊自调整滤波器和新型同步补偿器,提出基于改进交叉耦合的多永磁同步电机速度控制方法,即通过模式选择器对模糊控制器进行工作模式的切换,同时在不同的额定速度和负载转矩下自动调整各电机的软化系数,使各电机在启动过程中遵循软化转速轨迹;通过设计同步补偿器实现相位超前,进而降低同步误差并缩短电机调整时间。最后基于永磁同步电机调速控制平台进行了仿真对比验证。结果表明：在电机负载启动与稳态突变阶段,相比传统的控制结构,改进的交叉耦合控制结构的最大同步误差分别降低了55%和25.7%,速度调整时间同比减少了23%和39%,有效提高了系统的同步性能和动态响应能力。     

H型平台双环交叉耦合滑模同步控制

为提高H型平台双直线电机运动控制系统的抗干扰能力和同步运动性能,提出一种基于位置环和速度环双环偏差的交叉耦合滑模同步控制方法。采用交叉耦合算法建立双直线电机偏差（跟踪误差）的耦合关系,输出同步误差,并结合滑模控制器,实现跟踪误差与同步误差的同时收敛。基于仿真实验对比分析单位置环、单速度环和位置-速度双环3种交叉耦合结构的滑模控制在扰动输入后的位置跟踪性能和同步控制性能。仿真结果表明：位置-速度双环控制方的电机位置跟踪性能和同步控制性能较单位置环控制方法分别提升60.6%和51.95%,较单速度环控制方法分别提升85.0%和41.91%,为平台的同步性控制应用提供了参考。     

线控转向技术在装载机上的应用

介绍了装载机线控转向系统的工作原理，阐述了线控转向系统的主要优点和关键技术。该线控转向系统是通过微电子技术连接并控制转向系统的各个元件来代替传统的机械或液压连接，它取消了方向盘和转向车轮之间的机械或液压的连接，通过控制软件协调它们之间的运动关系，可以实现传动比、路感等参数的任意设置，具有传统转向系统所无法比拟的优点。     

压铸生产线双电机同步控制轨道车方式仿真

针对压力铸钢生产线中轨道车同步控制问题,对双电机同步控制系统进行了Simulink仿真。将异步电机作为牵引电机,通过对轨道车控制系统中常用的双电机同步控制方式的分析比较,分别对双电机主从控制、并行控制和交叉耦合控制进行了建模与仿真,仿真结果验证了采用交叉耦合控制的轨道车具有良好的跟随性,能够保证压铸的生产效率。     

基于自适应滑模控制的液压支架试验台同步控制特性分析

为提高液压支架试验台同步控制系统的同步控制性能,提出一种基于模糊理论和滑模控制的自适应滑模控制方法,对液压支架试验台的主从同步控制性能进行研究。分析液压支架试验台同步控制系统工作原理和理论模型;在AMESim-MATLAB环境下建立仿真模型,并对比分析采用模糊PID和自适应滑模控制的系统的同步动态性能。结果表明：采用自适应滑模控制的液压支架试验台同步控制系统的伺服跟踪能力和稳态性能比模糊PID控制的系统更好,验证了自适应滑模控制在液压支架试验台同步控制系统中应用的可行性。     

基于网络及总线技术的海底管道铺设焊接机器人

以开放式控制网络体系结构为理论指导,研究了海底管道铺设焊接机器人系统中多总线的集成问题.提出了基于CAN-open的数字化焊接电源控制、运动控制、角度传感、电气辅助等功能单元的一体化协同控制策略,并建立了焊接过程数据库.针对双行走电机的同步控制问题,采用同步组"分时通信、同步执行"的协议模型执行同步指令,提出了变负载运行下双电机驱动的主从速度跟随控制算法.借助自动化设备规范通信技术,研究了焊道自动覆盖功能的双机器人协同控制策略.利用先期焊接实验室及建造场地获得的焊接工艺完成了海上铺管焊接试验.结果表明,试验控制机器人系统构成和控制策略合理有效,焊接效率高,焊缝成形良好.     

微创介入手术导管机器人系统自适应模糊PID控制

针对人工介入手术中存在的插管精度低、射线环境伤害医生等问题,采用主从式导管机器人系统进行微创手术能够很好地解决人工介入手术中的弊端。通常主从导管机器人系统采用PID控制,但PID控制可能会产生较大的超调,导致系统跟踪性能下降,降低手术的安全性。因此,采用自适应模糊PID控制器在线调整PID控制的参数,提高主从控制系统的跟踪性能。首先建立了从手轴向运动和旋转运动的动态模型,然后设计了基于自适应模糊PID控制器的主从导管机器人系统,通过参数在线调整提高了从手对主手信号的跟踪性能。仿真结果表明,所提出的自适应模糊PID的控制方案是有效可行的,表明系统具有较强的跟踪性能和鲁棒性能,明显地减小了系统的跟踪误差。     

分布式驱动电动汽车动力转向系统切换控制及其操纵稳定性试验（英文）

动力转向系统对电动汽车的设计与装配具有重要的影响。动力转向系统具有典型的不确定性、未建模动态、测量噪声和干扰等非线性动力学特征,是包含离散事件与连续事件的混杂动力学系统。分析了分布式驱动电动汽车动力转向系统的控制结构、控制功能及其动力学行为,建立了反映连续和离散控制行为的混杂控制系统模型;建立了动力转向系统的切换控制结构,进行了20 km/h和40 km/h下的蛇形实验。结果表明:在20 km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了40.93%和40.99%;在40 km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了31.11%和32.12%,转向轻便性得到明显改善。不仅改善了动力转向系统的鲁棒性能,而且对电动汽车控制性能的改善、性能的优化及安全性能的提高都具有重要的实用价值。     

分布式驱动电动汽车动力转向系统切换控制及其操纵稳定性试验

动力转向系统对电动汽车的设计与装配具有重要的影响.动力转向系统具有典型的不确定性、未建模动态、测量噪声和干扰等非线性动力学特征,是包含离散事件与连续事件的混杂动力学系统.分析了分布式驱动电动汽车动力转向系统的控制结构、控制功能及其动力学行为,建立了反映连续和离散控制行为的混杂控制系统模型;建立了动力转向系统的切换控制结构,进行了20 km/h和40 km/h下的蛇形实验.结果表明:在20 km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了40.93％和40.99％;在40 km/h下,转向系统转矩的峰值和平均值分别降低了31.11％和32.12％,转向轻便性得到明显改善.不仅改善了动力转向系统的鲁棒性能,而且对电动汽车控制性能的改善、性能的优化及安全性能的提高都具有重要的实用价值.     

基于改进偏差耦合的多电机同步控制

针对多电机同步控制系统中动态响应速度差和同步控制精度低等问题,在偏差耦合控制结构的基础上,提出一种超扭曲非奇异滑模控制器与误差因子速度补偿器相结合的新型控制策略。将新型非奇异快速终端滑模函数与超扭曲算法结合,设计超扭曲非奇异滑模控制器,利用其优良的动态调节性能,提升系统响应速度。引入误差因子概念,重新确定每台电机的速度补偿信号,增强系统中各电机之间的耦合性,在受负载扰动后转速波动小,减小系统同步误差。结果表明,新型控制策略的跟踪性提高了约33%,同步性提高了约40%,具有更好的跟踪性和同步性,可实现多电机的精密协同控制。     

双驱动同步控制策略测试与分析

针对双驱同步进给系统高精度、高稳定性的需求,建立双驱伺服进给系统闭环模型,在主从和交叉耦合两种同步控制策略下分别进行双驱进给系统的仿真和对比分析。同时搭建双闭环反馈的同步控制测试平台,进行同步超差监控系统的设计,采用混合式回零解决双驱动高精度同步回零问题。在测试平台上完成双驱同步实验,测量工作台在不同进给速度下的两轴不同步误差。测试结果表明:双驱在换向时同步误差最大;随着进给速度的增加,主从控制下的双驱同步误差变化较为明显,交叉耦合控制下同步误差基本保持不变;交叉耦合控制下的双驱同步误差较小,同步性能好;混合式回零可以减小两轴之间不同步误差,提高同步精度。     

面向IC封装的龙门运动平台同步控制算法

基于永磁直线电机(PMLM)的龙门式运动平台广泛应用于芯片封装领域，但由于两PMLM间存在横梁机械耦合，因此较难实现系统的快速响应和精准同步。以龙门运动平台为研究对象，设计三环闭合控制回路后，提出一种基于模糊前馈的控制策略，同时辅以交叉耦合同步控制器，实现系统的快速同步性能。对传统PID同步控制和基于模糊前馈的同步控制算法进行对比分析，仿真结果表明：模糊前馈控制阶跃响应的上升时间为485 ms， 比传统PID控制缩短了65%；交叉耦合同步算法在保证定位精度的同时，使得系统具有良好的同步跟随性能和较强的抗干扰能力,基本满足芯片封装高速高精度的要求。     

基于神经网络的静力压桩机的液压同步控制系统

静力压桩机的液压控制系统是一个非线性、耦合的时变系统，一般的PID控制无法达到满意的效果。因此，本文提出了一种基于神经网络整定的PID和一种改进的主从位置同步系统结构，其仿真结果表明这种神经网络整定的PID的改进的主从位置同步控制方案具有比利用常规数字PID的经典主从位置同步控制方案更好的控制效果。     

基于滑模控制的H型运动平台改进型主从控制

由于H型运动平台两直线电机之间存在机械耦合及负载扰动不同等不确定因素,导致了双直线电机运动不同步的问题。因此,提出了一种基于积分反演自适应滑模(integral backstepping adaptive sliding mode control, IBASMC)与改进型主从控制相结合的控制方案。在单轴上,采用积分反演自适应滑模控制作为位置控制器,有效地减小了位置跟踪误差;在双轴上,采用了改进型主从控制,将其与普通的主从控制进行比较,显著地减小了双轴之间的同步误差。仿真结果证明,所设计的控制方法有效地提高了H型运动平台的跟踪精度、抗干扰能力和同步精度。     

电火花成形机床双轴同步模型预测控制研究

为减少龙门式电火花成形机床双轴同步误差,以永磁交流同步伺服电机及滚珠丝杠为例建立了X轴的双轴进给系统模型;提出了动态矩阵控制算法,分别设计了与该算法相结合的并行同步控制策略、交叉耦合控制策略双轴同步控制器,通过与传统PID算法控制方案比较及Matlab仿真,最后选择同步误差更小的交叉耦合控制策略双轴同步控制器,并将该控制器同现场可编程门阵列硬件电路相结合,在Quartus环境下采用Modelsim和SignalTap分别进行仿真和调试,最终在双轴进给系统实验平台上实现了高精度的双轴同步控制。结果表明,该控制方案具有较好的双轴同步性能和抗干扰能力。     

注塑机螺杆螺纹等离子喷焊速度控制系统的设计与仿真

为了使焊枪高效精确地完成作业,设计了注塑机螺杆螺纹等离子喷焊速度控制系统,并进行了仿真。根据螺杆螺纹的规律,设计了双电机转速的主从同步控制系统,完成焊枪的准确运动。由于双电机转速主从同步控制具有比较大的滞后性,采用Smith预测补偿和单神经元PID控制相结合的方式,应用单神经元对PID进行参数整定,通过电脑进行仿真,结果证明其具有较好的控制效果。     

基于同等方式控制的双缸同步液压系统仿真

针对传统采用"主从方式"控制的多缸同步液压系统存在的调整时间长、动态性能差等缺点,采用改进后的单神经元PID控制算法,实现了一种基于"同等方式"控制概念的同步控制,利用AMESim和Simulink软件对双缸同步液压系统进行了联合仿真,仿真结果表明:这种控制方式的同步性能好,控制精度高,并且同步调整所需的时间比传统控制方法短,较好地克服了传统控制方式的不足.     

轧机独立传动系统的PID与状态观测组合控制

为了提高轧机多电机传动系统的同步性,提出了参数自学习PID与状态观测的组合控制方法,分析了轧机主传动系统的工作原理,建立了电机-轧辊的二质量旋转体模型。设计了参数自学习PID控制的同步控制器,基于BP神经网络进行参数自学习,实现了实时的最佳PID控制。为了消除传动轴扭振引起的系统震荡,设计了状态观测器,对轧辊转矩进行预先估计和补偿;同时,将状态观测值进行反馈,实现极点配置,获得了期望的极点位置和控制性能。经验证,与单独使用参数自学习PID控制器相比,组合控制器在启动阶段的调节时间降低了81.8%;在受扰阶段的最大同步误差降低了87.4%,调节时间减少了29.3%。以上数据说明PID与状态观测的组合控制器能够实现较好的同步控制效果,且抗干扰能力较好。     

电液比例换向阀对汽车转向系统响应特性的影响

主要研究电液比例换向阀的阀芯直径、阀芯质量、弹簧刚度和弹簧预紧力等对汽车线控液压助力转向系统响应特性的影响。利用AMESim仿真软件建立了其液压模型并进行仿真,对比了不同参数对线控液压系统响应性能的具体影响。