改进型感应电机电压模型磁链观测器设计

针对传统电压模型磁链观测器中引入低通滤波器后,带来幅值相位误差及滤波最佳截止频率选择问题,本文提出了一种高通滤波器和低通滤波器串联,且对电压模型中的电压项和电流项分别积分的改进型电压模型转子磁链观测器.文中分析了该改进型磁链观测器性能提高的原因,推导了高通滤波器和低通滤波器引起的幅值和相位误差补偿算法.仿真和实验验证了补偿算法的有效性,并且新的改进型转子磁链观测器在电机全速范围内具有优良的稳态和动态性能,具有较高的工程实践价值.     

基于新型趋近律和扰动观测器的永磁同步电机滑模控制

为了提高永磁同步电机的转速控制性能,克服扰动对伺服控制的影响,提出了一种基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法.设计了一种新型趋近律,以解决传统趋近律滑模面趋近时间和系统抖振之间的矛盾,提高系统响应快速性.综合考虑系统存在内部参数摄动和外部负载扰动,设计了滑模扰动观测器,并将观测值前馈补偿到速度控制器输出端;将观测器切换增益设计为扰动观测误差的函数,以削弱滑模观测值抖振.仿真结果显示,与传统趋近律相比,采用新型趋近律可有效提高系统的响应速度,快速准确的跟踪速度阶跃信号;滑模观测器可准确的观测系统扰动的变化;当系统加入负载扰动时,PI控制最大转速波动值为75 r·min-1,而基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制最大转速波动值较小为30 r·min-1,鲁棒性更好.实验结果显示,采用基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以快速跟踪400 r·min-1的速度指令,调节时间为0.12 s,稳态跟踪误差为±4 r·min-1,且转速无超调;滑模观测器可准确无超调的估计系统扰动值,进一步提高系统的抗扰动性能;当电机以400 r·min-1稳速运行时,加入0.6 N·m的负载扰动,基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法最大转速波动为23 r·min-1,与PI控制相比,转速波动减小了8%.上述仿真和实验结果具有较好的一致性,表明基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以有效抑制滑模控制系统的抖振,提高转速控制系统的鲁棒性和动态响应性能.      

矢量控制磁链闭环设计方法

在异步电机矢量控制中,若转矩电流和励磁电流解耦较差会使得两者在动态过程中相互影响,延长电机动态响应和调节时间。为有效抵御转矩电流波动或其他扰动时对励磁电流的影响,需增加励磁电流闭环和转子磁链闭环,使转子磁链保持幅值恒定。本文通过辨识得到的电机转子时间常数和预期的转子磁链响应,能快速得到磁链闭环PI调节器的零点和增益,从而得到控制器参数。仿真结果证明该方法具有较好的控制效果。     

基于线性降阶自抗扰技术的推杆炉温度控制

针对推杆炉温度控制精度不高、能耗大的现状,采用线性降阶模型及参数优化设计,提出一种用于工程实际的自抗扰控制(ADRC)控制方案,通过对被控对象和状态观测器的降阶处理,使得系统总扰动可由一阶的扩张状态观测器进行观测。应用结果表明:ADRC炉温控制系统当控制参数相同时,各个温控区设定值均为800℃时控温精度达到了(±1～±3)℃;相同控制参数不同温度段时,其控制效果依设定值的增加而有较大的不同,有的温控区需要调整参数才能使温控曲线保持收敛;相邻温控区若设定值相差较大时耦合性强,参数调整时需重点考虑;ADRC控制系统节省能耗,总体燃气节省率在8.6%以上。线性降阶ADRC控制系统,不仅可调参数减少,参数调节简单,而且节能效果好,为其它的工程应用提供了途径。     

一种PWM整流器虚拟磁链矢量重构方法

电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器的虚拟磁链矢量可以由电网电压矢量进行积分得到,实际中常用一阶低通滤波器代替纯积分环节来消除直流偏置误差和抑制高频次谐波干扰,但一阶低通滤波器的引入也会带来电网电压幅值衰减和相移,从而导致虚拟磁链观测不准确.为消除一阶低通滤波器对虚拟磁链观测的影响,本文提出一种基于矢量重构技术的观测方法,通过分析一阶低通滤波器的幅频特性和相频特性,分别对滤波后的电压矢量幅值和相位进行重构,可实现虚拟磁链幅值和相位的精确估算.该方法应用于虚拟磁链定向的电压型脉宽调制整流器直接功率控制系统.仿真和实验结果表明,与传统的一阶低通滤波器策略相比,该方法提高了虚拟磁链的估计精度,有效抑制了直流母线电压动态响应波动,更有利于滤除网侧电流谐波.      

冷带轧机速度控制系统负载扰动观测器的设计及应用

冷带轧机直流驱动电机与轧辊间的距离较长、连接轴刚度有限,因此在带材高速轧制时,常规转速、电流双闭环控制易产生振荡和断带现象。为了克服该缺陷,本文设计了负载扰动观测器及带前馈补偿的直流调速控制系统。仿真结果表明所设计的系统有效地改善了系统的动、静态性能,并巳在实际中得到了较好的应用。     

由前馈控制和前馈补偿组成的复合控制系统

本文结合通常的可控硅双闭环调速系统,讨论了在前馈控制的基础上利用状态观测的理论进行前馈补偿。可保持原系统静态无差,解决突加负载时动态速降大和恢复时间长的缺点,提出了一种新型负载力矩观测器的设计方案。将该观测器用于冷轧厂五机架冷连轧机机组直流辅助传动装置——出口导向辊的实际效果表明,对于负载扰动变化极其频繁的系统,这种新型观测器的效果尤为显著。     

用于精密控制的直线磁通切换永磁电动机的暂态性能分析

提出了一种适用于精密控制的新型直线磁通切换永磁(LFSPM)电机的动态dq数学模型.通过采用有限元法对LFSPM原型机进行数值仿真,分析该电机的运行原理并计算其反电动势、磁链等电磁参量.仿真和测量表明,该电机的反电动势和磁链均按正弦规律变化,并且在运行时具有与直线表面永磁电机(LSPM)相似的磁链变化规律.在此基础上,提出了该电机的动态dq数学模型,建立了电机的控制仿真模型.仿真结果与在基于DSP控制实验平台上测得的结果进行比较,验证了所建数学模型的正确性和有效性.该模型可用于该类电机的设计优化和控制性能方面的研究.     

稀土永磁电机鲁棒直接转速预测控制方法研究

针对稀土永磁同步电机直接转速控制中,因未建模扰动而导致转速性能差的问题,提出一种基于扩张状态观测器的鲁棒直接转速预测控制方法,推导了稀土永磁同步电机的超局域数学模型,设计了多个扩张状态观测器,观测了系统的未建模扰动和参数时变扰动,提高了控制器鲁棒性以及对负载扰动的响应速度。最后,通过搭建基于表贴式永磁同步电机的驱动系统,验证了所提控制策略的有效性。     

并联直流传动装置扰动的分析与克服

随着产能的扩大,韶钢中板轧机主传动系统出现了频繁的过流跳闸问题。在传动系统电枢速度环比例系数不能过大的情况下,通过对并联供电直流传动系统负载扰动和电压扰动的分析,提出适当降低弱磁点来防止传动系统由扰动产生的过流跳闸。实践证明,此方法可以有效抑制扰动,保证了传动系统的平稳运行。     

基于GAPSO和自抗扰控制的稀土永磁同步电机性能研究

针对稀土永磁同步电机控制系统存在强耦合、非线性、抗干扰能力差的问题,提出了一种基于遗传粒子群算法（GAPSO）的稀土永磁同步电机自抗扰控制方法。第一步,介绍研究背景并推导出稀土永磁同步电机的数学表达式;第二步,通过设计跟踪微分器、扩张状态观测器以及非线性状态误差方程推导出自抗扰控制器的数学表达式,并利用遗传粒子群算法对其进行优化;第三步,讨论基于GAPSO和自抗扰控制的稀土永磁电机转速性能情况。通过Simulink仿真验证了上述方法的有效性,说明本文设计的自抗扰控制方法对提高电机性能具有促进作用。     

同步电动机全数字励磁装置改造

文章介绍了同步机励磁控制系统,通过励磁装置改造,能够实现电机启动过程中的转子滑差控制,电机的失步检测和保护,准确灭磁等功能。改造后的励磁控制系统具有可靠性好,控制精度高,现场使用和维护方便等优点。     

轧机传动系统负荷平衡控制

在轧制过程中,经常采用多台电机串联单独驱动一个轧辊,这种传动方式下电机存在负荷不平衡问题,如何保证上下电机负荷平衡是这种方式的研究重点。通过分析影响平衡因素,利用负载观测器得到轧辊实际负载量,将其作为负荷平衡调节器的输入量;同时对电机进行前馈调节;并采用改进的有监督Hebb学习算法的单神经元自适应PID控制器设计负荷平衡调节器。通过仿真结果表明,这种方式能够实现负荷平衡调节并提高动态性能与稳态误差,同时在有动态干扰时有较好的跟随适应性能。     

无速度传感器矢量控制系统设计与仿真

针对无速度传感器矢量控制系统中电压模型磁通观察器存在积分运算问题和低速运行时转速难以控制的问题,设计了利用电流模型修正电压模型的磁通观察器和PI自适应法速度观察器,建立了转速电流双闭环调速系统。仿真结果表明:低速下稳态精度比较好,估算速度毛刺较少,系统对转子参数有较强的鲁棒性。仿真证明了该方法的有效性。     

热轧宽带钢精轧机组机架振动分析及抑制措施

以某热连轧生产线主传动F1~F4机架增容改造为背景,对交交变频主传动的控制系统进行了设计、装置制造、调试及新功能开发。从传动系统的稳态分析及轧制过渡过程入手,推导了交交变频传动系统带负荷观测器和不带负荷观测器的传递函数,利用MATLAB进行稳定性分析,找到了轧机振动的原因,提出了抑制措施。投入负荷观测器后,对抑制轧机振动起到了良好的实际效果。     

Model and Control of Flexible Multibody Satellite

In order to estimate total disturbances including parametric uncertainties, unmodeled dynamics, and external disturbances, and achieve the dynamic feedback compensation of the estimated total disturbances, we design a double closed loop attitude active disturbance rejection controller (ADRC). By taking flexible vibrations of solar panels and a flexible antenna as an external disturbance, and using only the estimated transformation matrix of control input, a simplified dynamic model has been used to replace the accurate dynamic model of a rigid body in a flexible multibody satellite dynamics model. Simulation results indicate that the attitude ADRC designed still has the original dynamic response when large external disturbance acts on the system. Therefore, we come to the conclusion that the ADRC designed can be used to solve the problem of control systems with uncertainties in the process of modeling different flexible multibody systems.     

多台高压同步电动机液态软起动控制方案

利用液态软起动的原理起动多台高压同步电动机,可以节省投资.介绍了使用Quantum系列PLC实现对多台高压大功率同步电动机起动过程的控制方案.     

同步机在变负载状态下节能降耗的分析及改造方案

本文根据目前我公司同步机的运行状况,从理论上分析同步机在变负载状态下通过调节励磁,使其工作状态改变,来提高其功率因数的可行性,从而达到节能降耗的目的。还从现场实际情况出发,针对轧钢厂同步机及空压站同步机提出具体实施方案并对节能效果进行了计算。