基于BFO算法的超声波电机非线性Hammerstein辨识建模

超声波电机具有明显的非线性和时变特性。线性模型难于准确表达超声波电机的非线性特性,通常需要采取变参数的模型形式,导致模型复杂化。直接采用适当的非线性模型形式来建立超声波电机的模型,可以得到更为简单、有效的电机模型。针对超声波电机位置控制需要,采用菌群觅食优化算法进行模型参数和阶次辨识,建立了以频率为输入、电机转轴位置为输出的超声波电机非线性Hammerstein模型。模型计算数据与实测数据的比较,表明了所建模型的有效性。     

超声波电机神经网络逆模型的辨识建模

针对超声波电机时变、强耦合使得数学模型难以建立的问题,以超声波电机转速的非线性逆控制为应用背景,本文给出了超声波电机神经网络逆模型的辨识建模方法.基于实验测得的足够样本数据,通过反复测试确定模型形式为三层非线性DTNN网络.进行串-并联辨识,建立了以电机转速为输入、驱动频率为输出的超声波电机神经网络逆模型.所得模型的输入-输出关系与实测数据接近,表明了所建模型的有效性.     

基于粒子群优化的超声波电机非线性Hammerstein辨识建模

由于超声波电机(USM)具有机电能量转换、不规则外形的定转子以及复杂的摩擦和接触机理,很难建立其适合于控制的非线性数学模型。针对这个问题,本文采用粒子群优化算法建立了超声波电机的非线性Hammerstein模型。该模型由静态非线性和动态线性两部分串联而成,能够以相对简单的形式表述超声波电机的非线性特性。所得模型的仿真计算结果与实验数据接近,表明了建模方法的合理性和所建模型的有效性。     

超声波电机转速控制的动态模糊建模

超声波电机动态模型是实现其高性能转速控制的前提。设计基于模糊逻辑的辨识建模方法,建立了超声波电机系统动态模糊模型。在设计实验获取建模所需数据的基础上,采用等分区间法确定了模型结构,进而利用最小二乘法辨识得到了模型中的待定参数。模型输出与实验数据的对比表明,所建模糊模型精度较高,反映了驱动电压幅值、频率与电机转速之间的非线性动态关系,可以用于超声波电机性能分析与转速控制器设计。     

超声波电机转速控制的稳态模糊建模方法研究

针对超声波电机转速控制应用,以实验数据为基础,采用模糊逻辑方法建立了超声波电机系统的二输入单输出稳态模糊模型.数据验证表明,该模型较好地模拟了电机驱动电压幅值、频率及转速三者之间的非线性关系.文中详细描述了模糊建模过程,为超声波电机系统的非线性控制建模提供了另一条有效途径.     

超声波电机非线性自适应位置控制

超声波电机的运行过程具有明显的非线性和时变特性,不易获得良好的运动控制性能。针对这种非线性和时变特性,本文基于超声波电机非线性Hammerstein模型,给出一种非线性位置控制策略。该控制策略由两部分构成;一部分是超声波电机模型非线性部分的逆,用来抵消电机的主要非线性特性;另一部分为直接多步预测自适应控制策略,通过滚动优化实现对电机系统时变特性的在线补偿。实验结果表明了所提控制策略的有效性。     

基于Hammerstein模型的超声波电机非线性补偿

超声波电机的运行过程具有明显的非线性特征,影响电机控制精度。超声波电机Hammerstein模型中的非线性环节,反映了电机控制关系中非线性的主要特征。通过求取模型非线性环节的逆函数,实现对控制非线性的有效补偿,简化控制器设计,有利于提高控制性能。基于非线性逆补偿,给出一种迭代学习转速控制方法,并进行实验研究。实验表明了所述非线性逆补偿及控制方法的有效性     

超声波电动机等效电路模型参数辨识

基于超声波电动机振子的等效电路模型，从电动机振子导纳一频率特性实验数据出发，由导纳圆近似计算法得出超声波电动机建子等效电路参数值，然后根据非线性最小二乘原理构造优化函数，采用Levenberg—Marquardt优化算法辨识电机参数。辨识结果准确，为电机驱动控制系统仿真与高性能控制算法研究提供了良好基础。     

超声波电机转速控制模型的迭代学习辨识建模

超声波电机的转速控制模型是其运动控制研究的基础。为研究以驱动频率为调节变量的超声波电机转速控制模型，根据超声波电机驱动频率与转速之间关系特性的实测数据，建立超声波电机转速控制的二阶线性时不变模型。给出迭代学习辨识策略对电机转速控制模型的参数进行辨识。针对超声波电机的每组实测数据中数据量不同导致的参数收敛性减弱的情况，通过双范数最优理论来设计迭代学习辨识的参数学习律。将迭代学习辨识所得结果与Hammerstein模型比较。仿真和实验结果表明，二阶线性时不变模型下的迭代学习辨识可以有效地辨识超声波电机的模型参数，参数收敛速度快、收敛性较好，所建模型精度较高，建模方法有效。     

超声波电机频率-转速控制的阶跃响应建模

适合于控制应用的超声波电机模型是提高电机控制性能的基础.以频率为输入变量的超声波电机转速控制模型对于提高转速控制性能具有重要意义.该文设计实验测取转速阶跃响应,采用特征点法辨识电机模型.并针对模型参数的时变性,分别采用频率和转速为自变量对模型参数进行了函数拟合,得到了适当考虑非线性的电机转速控制模型.     

超声波电机黄金分割自适应转速控制

针对超声波电机的明显非线性特征,研究适当的转速自适应控制策略。建立能够较好表述超声波电机控制特性的三阶特征模型。基于该模型,以电机驱动电压频率为控制量,设计黄金分割自适应转速控制器。根据对实验结果的分析,给出逻辑积分控制律、微分控制律等方法以进一步改善转速控制性能。实验表明了所提控制方法的有效性。     

超声波电机P型迭代学习转速控制

相对简单的闭环控制策略,能够降低超声波电机系统的复杂性,降低硬件成本,有利于超声波电机的产业化应用。尝试将结构简单的P型迭代学习控制策略用于超声波电机的转速控制。针对超声波电机的非线性运行特征,根据电机驱动频率与转速之间的特性关系实测数据,给出了包含预测和学习增益自适应调节的改进控制策略。实验表明,电机控制性能在迭代学习过程中逐步改进,学习收敛速度快,控制性能良好,控制策略简单有效。     

超声波电动机二输入Hammerstein非线性建模

为给超声波电动机多变量控制系统的设计与分析提供必要基础,建立超声波电动机二输入Hammerstein非线性模型。将模型的静态非线性环节设计为Gauss函数,更准确地表述超声波电动机的非线性特性。采用改进差分进化算法,进行模型参数辨识,给出优化算法参数值的调试方法,以保证建模过程的有效性。模型计算结果与实验数据的对比表明,该模型精度较高,建模方法有效。     

行波超声波电机Lyapunov模型参考自适应转速控制

超声波电机是一类具有明显时变非线性的被控对象,为提高其转速控制性能,应采用适当的自适应控制策略.本文以超声波电机驱动电压幅值为控制变量,根据李雅普诺夫稳定性理论,采用输入-输出变量设计了超声波电机模型参考自适应转速控制器,并给出了自适应速率在线调节、微分前馈等方法以改善起始阶段的转速控制性能.实验表明了所提控制方法的有...     

摩擦层在定子上的行波超声波电机接触模型

本文对粘弹性摩擦层在定子上的环形行波超声波电机定转子接触模型进行了研究。首先,同时考虑了超声波电机摩擦层的法向和切向变形及摩擦材料的非线性,研究了摩擦接触区粘滑分布情况,进而计算电机的机械特性,并对摩擦层分别在定子和转子上的电机机械特性进行比较,理论分析表明摩擦层在定子上的电机机械性能要优于摩擦层在转子上的电机。最后,对理论分析的结果进行实验验证,理论分析结果与实验结果基本吻合,验证了接触模型的正确性。     

超声波电机推挽式驱动电路研究

目前,超声波电机驱动广泛采用推挽式电路。主要由于超声波电机内压电陶瓷材料的非线性,使得串联电感匹配电路的设计不易得到期望效果。在理论分析的基础上,通过实验研究了不同匹配电感取值对超声波电机运行性能的影响,给出了超声波电机串联电感匹配电路的设计原则,指出使匹配电路呈容性较为合适。详细分析了超声波电机驱动电路中的推挽式变换器工作过程,有助于深入了解超声波电机驱动控制装置的非线性特征,也有助于该装置的合理设计。     

超声波电机转速的解析逆控制

针对超声波电机转速控制的非线性特点,给出一种解析逆控制方法。根据超声波电机的二阶频率-转速控制模型,求出逆模型,得到线性化的伪线性系统。考虑未建模动态影响,设计极点配置控制器实现伪线性系统的闭环控制。空载和加载情况下的转速控制实验,表明所提控制方法有效,具有较好的鲁棒性。     

超声电机非线性多步预测自校正转速控制

基于电机动态响应过程的实验数据,建立了以电机驱动频率为输入、转速为输出的超声电机驱动系统哈默斯坦(Hammerstein)非线性模型,用粒子群算法辨识模型参数。在该模型的基础上,求取模型非线性部分的逆,使超声电机的主要非线性特性得到在线补偿;随后,设计了超声电机非线性多步预测自校正转速控制策略,并给出了控制器参数的整定方法。该策略采用滚动预测、优化及在线自校正方法,以应对超声电机的未建模非线性。扰动情况下的实验,表明了所提控制策略的有效性及鲁棒性。     

液体媒质超声波电机特性与饱和流速的研究

与一般超声波电机依靠定转子之间的摩擦来传递能量不同，非接触型超声波电机的定转子不直接接触，克服了接触型超声波电机的易磨损、不能长时间工作等缺点，是超声波电机领域的一个新的研究方向。该文介绍了一种基于液体媒质的非接触型超声波电机，其转子浸于液体之中，不与定子直接接触，定子振动所产生的能量，通过液体传递给转子，从而驱动电机旋转。文章给出了电机的结构及工作原理，并且简要介绍了电机驱动电路的实现。该文实验验证了电机的基本运行特性，测定了电机转速、驱动频率和驱动电压之间的关系。实验中发现，在一定范围内，电机中液体旋转速度随定子振动速度的增大而增大，而当电机定子圆环振动速度超过某一特定值后，电机中液体的转速出现了饱和流速现象。文章中对液体饱和流速问题进行了理论分析，证明了液体中声场的非线性是导致饱和流速的主要因素，并通过实验测出了饱和流速与液面高度、液体浓度和非线性参数之间的关系，实验结果与理论分析结果一致。     

直线电机的紧格式无模型自适应控制

将基于紧格式线性化的非线性系统无模型自适应控制方法应用于直线电机的控制中.利用伪偏导数和伪阶数的概念,用紧格式动态线性时变模型替代直线电机非线性系统模型.根据直线电机运动模型的输入输出数据在线估计系统的伪偏导数。仿真实验表明,紧格式无模型自适应控制器对电机这种具有不确知动态的非线性系统有较强的自适应性、抗干扰性、稳定性和鲁棒性,解决了直线电机非线性和不确定性的控制问题。