交流伺服直线位移平台高速定位控制

对直线位移平台的高速定位控制中,采用传统PID控制和低通滤波处理方法很难同时获得良好的指令跟踪特性和抗干扰生能.针对此不足,在建立了交流伺服电机控制模型的基础上,根据交流伺服硬件系统设计了三闭环PID控制结构.同时,为提高高速定位控制性能,设计出前馈控制和二自由度控制结构,并与传统PID控制进行了对比仿真,结果表明这种控制方法可以有效提高系统的指令跟踪特性和抗干扰性能.最后,设计了试验系统,对直线位移平台进行了高速定位控制试验,验证了此方法具有良好的控制性能.     

基于积分分离PID的经纬仪轴系复合控制系统

轴系高精度驱动是实现电子经纬仪目标自动照准的关键技术,轴系电动机直流伺服系统的设计则是其重要环节.根据多回路伺服原理和校正设计方法,建立了经纬仪轴系电动机多回路复合控制系统的数学模型.其中,三闭环控制结构包括电流环、速度环和位置环,位置环采用积分分离PID控制方法,使系统的阶跃响应超调量仅为0.4％.同时,在三闭环结构基础上又引入了前馈反馈和负载力矩干扰补偿,构成了复合控制系统.Simulink仿真结果表明,提出的方法使该系统具备良好的响应速度和控制精度.     

直线电机精密定位平台轨迹跟踪控制器设计

为了实现直线电机精密定位平台的位置和速度的轨迹跟踪控制,本文基于内模控制（IMC）的基本原理,在直线电机精密定位平台参数辨识的基础上,设计了定位平台速度环的模型状态反馈（MSF）控制器和基于位置环PID和速度环MSF的级联控制器。将PID/MSF级联控制器与速度/加速度前馈控制（VFC/AFC）相结合,构成了PID/MSF+VFC/AFC的复合轨迹跟踪控制器。该复合轨迹跟踪控制器通过整定速度前馈的增益来改善位置环偏差控制的跟踪滞后现象和动态响应,增加控制系统的稳定性和伺服精度;通过整定加速度前馈的增益在不减小级联控制器位置环增益的前提下,减小速度前馈带来的超调量,提高轨迹跟踪精度。基于MATLAB/dSPACE实时仿真控制平台,实现了某直线电机平台的轨迹跟踪控制。仿真和实验结果表明,该轨迹跟踪控制器的轨迹跟踪精度为±0.028 mm,定位精度为±4 μm,满足直线电机精密定位平台轨迹跟踪控制的要求。     

基于FPGA的永磁同步电机伺服控制系统设计

为了研究与实现高性能的永磁同步电机(PMSM)伺服控制系统,设计了基于FPGA的伺服控制方案.在PMSM的数学模型基础上,根据矢量控制理论,采用现代EDA设计方法和模块化设计思想,在单片FPGA上实现了电机矢量控制系统的坐标变换、空间矢量脉宽调制(SVPWM)、三闭环控制调节器、电机反馈接口以及上位机通信模块.系统同时兼容增量式编码器和多摩川绝对式编码器,电流环频率达25 kHz,位置环和速度环频率达12.5 kHz,具有高可靠性、可拓展、响应快的优点.实验验证了系统的可行性,并且具有较好的位置精度和动态性能.     

基于神经网络的交流伺服控制系统设计

针对PID控制交流伺服系统无法同时获得稳定性和快速性,提出了一种基于神经网络的交流伺服控制系统设计方法.在交流伺服控制系统中,采用改进的BP神经网络作为系统控制器,利用其极强的非线性动态跟踪能力和自适应学习能力,及对控制对象的数学模型无依赖性,实现控制对象快速、准确定位.系统仿真表明,BP网络控制器具有快速跟踪性和较好的控制精度等优点.     

高精度伺服转台超低速控制

高精度伺服转台通常要求能够在极低的速度下实现位置的实时跟踪,所以,对转台的速度控制系统提出了很高的要求.介绍了一种用于高精度伺服转台的速度控制系统.在结合电机的物理参数及其数学模型进行详细分析后,在使用PID控制器的基础上进一步提出了按照最佳二阶模型进行开环设计的速度控制方案.给出了理论设计值和实际测得的模拟速度环幅频和相频曲线.并由此得到系统的谐振频率约为118 Hz,闭环带宽约为230 Hz,伺服转台最低速度可以达到1.06"/s,即14 d/r.由于系统的速度控制指标为1 d/r,因此该模拟速度环达到并且优于预定的指标.     

数控机床直流直线电机结构设计及控制系统研究

为解决现有直线电机存在边端效应、推力波动大以及控制系统复杂等问题,设计出一种新的直流直线电机结构,并对该电机的数学模型和动态特性进行了较为深入的分析.针对单闭环系统受绕组电压、负载和动子质量的影响,易出现电流和速度波动等问题,设计了多环结构的控制系统,并引入前馈控制方法改善了系统动态跟踪特性.基于上述分析,利用MATLAB对系统进行了仿真研究,结果显示所设计的电机结构具有较好的可行性和可控性,且引入前馈控制的多环控制系统可有效抑制电流和速度的波动,使系统的动态跟踪特性得到显著提高.     

一种交流位置伺服系统

介绍了一种位置伺服系统，它采用IRM-CK201构成电流环和速度环，DSP实现位置环。系统中位置环采用前馈控制，提高了位置控制性能。该系统具有设计简单、编程量小、开发周期短等优点，实验证明其具有良好的性能。     

2m望远镜主轴交流伺服控制系统设计

为了满足2m口径望远镜低速跟踪精度的要求,本文主要介绍了基于永磁同步力矩电机的望远镜交流伺服控制系统设计方法,首先,辨识出了系统结构的频率特性曲线;其次,根据系统的频率特性曲线设计了结构滤波器,以减小结构模态引起的谐振幅值;然后,根据系统的控制性能指标要求,设计了位置回路控制器和前馈控制器,以提高系统的位置跟踪性能;最后,在设计的硬件平台上进行了望远镜转台的低速控制实验。实验结果显示,当望远镜跟踪斜率为0.36″/s的位置斜坡曲线时,速度平稳性较好,位置跟踪误差RMS为0.006 1″,实现了极低速度跟踪的效果;在速度为5°/s,加速度为2°/s2条件下的正弦引导最大误差值为0.3″,稳态误差RMS值为0.066″。实验结果表明,2m口径望远镜交流伺服系统的设计满足了系统跟踪精度的要求,为大型望远镜交流伺服控制系统的设计提供了一定的参考。     

直线电动机速度控制的研究

利用直线电动机作为快速伺服进给单元,实现机床的零传动,能达到高速高精度加工目的.但直线电动机在运行过程中进给速度越大,电动机实际运动的位置跟随理论运动的位置性能越差,如何降低系统响应的跟随误差,是使系统性能优化的关键.通过PMAC双闭环控制,专家自适应PID伺服控制环调整控制参数,能使直线电动机进给系统获得良好的动态及稳态性能.     

基于参数优化的连铸结晶器振动位移系统 复合控制研究

本文以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移控制系统为研究对象,针对系统工艺控制中要求伺服电机转速单方向、变 角速度转动,同时考虑系统控制器参数的选取大多依靠经验等问题,提出了一种基于前馈控制与参数优化的 PID 反馈控制相结 合的复合跟踪控制策略。 首先,根据伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统特性,建立了伺服电机输出转速与振动位移之间 的近似数学模型。 其次,针对伺服电机单方向转动工艺约束条件,确定结晶器振动位移系统以转速补偿作为前馈控制器,保证 系统控制器输出大于零. 再次,针对振动位移系统控制器参数大多依靠经验选取的问题,提出采用一种改进的飞蛾火焰优化算 法优化 PID 控制器参数的策略,以实现结晶器振动位移高精度跟踪控制。 最后,通过仿真与实验验证所提方法的有效性,实验 结果表明:优化后的振动位移调整时间缩短了 0. 3 s,振动位移跟踪相对误差减小了 1. 8% 。     

双闭环进给伺服系统动态性能研究

以自行研制的微铣削数控机床的双闭环进给伺服系统为对象,对其动态性能进行了研究,采用PID及前馈复合控制方式对角位移伺服环及线位移伺服环进行了调整,有效地提高了系统动态响应性能.     

基于多自由度气动机械手位置伺服系统稳定性控制研究

基于传统易碎薄板机械手位置伺服控制系统稳定性低、自动化分拣效率低等不足,设计了一种基于笛卡尔坐标式的气动码垛机器手和位置伺服稳定性控制系统。首先,设计并介绍笛卡尔坐标式码垛机械手的基本组成结构,对机械手末端吸盘气动回路控制系统进行设计和分析;然后分别对机械手X、Y、Z三个方向的伺服电机控制原理进行分析并设计了一种位置伺服系统的前馈自适应控制算法;最后,将传统位置闭环PID算法和前馈自适应控制算法进行位置跟踪稳定性对比试验。实验结果表明该笛卡尔坐标式的气动码垛机器手和位置伺服稳定性控制系统设计合理,满足实际生产要求。     

基于极低频输入下脉冲跟踪伺服控制方法研究

在分析了数控伺服系统低速跟踪时产生低速不平滑的原因后,根据智能控制原理提出一种基于智能控制器的复合控制设计方法,仿真结果和实验结果证明了该方法具有优良的控制特性,满足极低频下伺服控制的要求。     

ICSO-FUZZY-PID技术在精密跟踪雷达中的应用

雷达伺服系统是雷达的重要组成部分,传统PID控制方法难以满足现代雷达对伺服控制系统更高精度、更高稳定性等的需求。文中针对雷达伺服系统的位置环,提出了一种改进鸡群优化算法（Improved Chicken Swarm Optimization,ICSO）与模糊PID控制相结合的复合控制策略（ICSO-FUZZY-PID）。利用Matlab/Simulink的辅助设计和强大仿真功能,对比了雷达伺服系统分别在传统PID控制和ICSO-FUZZY-PID控制下的运行状况。仿真结果表明,应用ICSO-FUZZY-PID控制的雷达伺服系统响应速度更快,控制精度更高,自适应能力更强,具有较好的动静态特性。     

基于极低频输入下脉冲跟踪伺服控制方法研究

伺服控制系统在低速跟踪时 ,容易出现低速不平滑。文中提出了一种基于智能控制器的复合控制设计方法 ,仿真结果和实验结果证明了该方法具有优良的控制特性 ,满足极低频下伺服控制的要求。     

基于扰动前馈补偿的超精密机床伺服控制技术研究

为消除超精密机床伺服系统中各种扰动力矩及系统参数波动对控制系统性能的影响,研究了基于扰动前馈补偿与反馈技术相结合的控制方法。利用扰动前馈控制器实时补偿系统中的扰动力矩,而利用常规反馈控制器保证了系统的良好的动态特性,并将其应用于实际系统中。实验表明该控制策略使系统跟踪速度信号时对各种扰动有良好的抑制能力,系统的最大稳态跟踪误差小于±20nm。     

未知时变环境下采摘机器人电液伺服控制系统

为保证采摘机器人在未知时变环境下的控制稳定性和机器人末端执行器的位置执行精度,优化采摘机器人电液伺服控制系统。系统基于直流电动机驱动机器人各个关节,构建采摘机器人电液伺服控制系统的数学模型;通过加权自扰动递推最小二乘法辨识采摘机器人接触动力学模型实时控制参数后,结合小脑神经网络和PID算法,分别实现前馈控制和反馈控制,以此优化采摘机器人电液伺服控制系统。结果表明：优化后系统具备较好的控制参数辨识效果,机器人末端执行器在3个方向的误差接近于0;可在2 s内完成控制,超调量在2%以内;控制机器人在静态和动态2种状态下,液压缸活塞的位移结果均低于1.6 cm。     

多模式PID数字控制低速随动系统

通过对PID控制理论的研究,直接采用计算机作为上位机控制随动系统,引入自适应PID控制以及前馈控制、梯度数字积分控制多种控制模式,采用积分分离PID控制与不完全微分PID控制相结合的算法,使得系统具有优越的低速性能和良好的控制精度,并在实际应用中得到验证。     

直驱泵控电液位置伺服系统模糊PID控制仿真与实验研究

直驱泵控系统由于控制精度高、响应快、功率损失小、结构紧凑等优点,逐渐被应用到工业控制领域。但直驱泵控系统存在严重饱和与死区、非线性、时变性、时滞性的特点。我们采用模糊PID控制方法进行直驱泵控系统的液压缸位置伺服控制。在AMESim/Simulink联合仿真平台上建立了系统模型与模糊PID控制算法,采用PID和模糊PID控制算法对系统阶跃响应和正弦跟踪性能进行了仿真研究,同时在自行开发的电液比例伺服控制实验台上对PID和模糊PID控制性能进行了实验研究。结果表明：自适应模糊PID控制能大大改善了PID控制的性能,具有响应速度快、上升时间短、无滞与超调小的特点。