轧机液压伺服位置系统的自适应反步滑模控制

针对轧机液压伺服位置系统存在非线性特性、参数不确定性以及控制输入前具有不确定系数的问题,提出了一种自适应反步滑模控制方法.通过对系统非线性模型的等价变换和选择合适的Lyapunov函数,有效解决了由于控制输入前具有不确定系数导致的所设计的控制量与自适应律互相嵌套的难题.把自适应反步法和滑模控制方法相结合,有效克服了系统...     

考虑铁损的永磁同步电动机模糊自适应约束控制

针对考虑铁损的永磁同步电动机位置伺服控制中的状态约束问题,本文提出了一种基于势垒Lyapunov函数的模糊自适应反步控制策略。首先,选取模糊逻辑系统处理电动机系统中的未知非线性函数项;然后,将势垒Lyapunov函数与反步法结合对状态变量幅值进行约束,保证电动机系统的转子角速度、定子电流等状态量被限制在给定的区间内;最终构建基于势垒Lyapunov函数的模糊自适应反步控制器。仿真结果表明所设计的控制器不仅实现了有效的位置跟踪,并且将控制量和状态量都限制在合理区间内,避免了因违反状态约束而引发的安全性问题。     

电液伺服驱动的连铸结晶器位移系统反步滑模控制

针对电液伺服驱动的连铸结晶器位移系统存在的状态不可测、参数不确定性及外部扰动问题,提出一种基于状态观测器的反步滑模控制方法。该方法采用比例积分状态观测器实现对系统各状态的有效估计,并给出观测器增益矩阵的计算方法;然后采用反步与非奇异终端滑模相结合的控制方法设计控制器,避免了传统终端滑模带来的奇异问题,同时引入一类类势能函数,提高了系统的收敛速度与稳态精确度,最后通过Lyapunov稳定性判定法证明了系统的稳定性。仿真结果表明,该方法所设计的控制器能够有效地实现连铸结晶器位移系统的准确跟踪控制,增强了系统的鲁棒性。     

带指令滤波的直驱永磁风机自适应反推积分滑模控制

针对直驱式永磁同步风力发电系统最大功率跟踪问题,提出一种带指令滤波的自适应反推积分滑模控制器。构造了直驱式永磁风力发电系统的非线性模型。基于反推法设计控制器,并引入二阶滑模微分器充当指令滤波器,避免传统反推控制中计算膨胀和控制器饱和问题,并针对滤波误差设计补偿信号。考虑系统运行过程中参数的变化和系统未建模部分的影响,引入投影自适应算法提高系统的动态性能,并确保自适应估计值是有界的。同时为提高系统的鲁棒性,引入积分滑模控制,利用李雅普诺夫方法证明了系统的稳定性。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。与传统PI控制、指令滤波反推控制器相比,所设计控制器具有更好的响应速度和鲁棒性。     

链式静止同步补偿器自适应反步控制器

针对链式静止同步补偿器(STATCOM)系统非线性特性,提出一种链式STATCOM自适应反步控制器。该控制器采用反步法的递归思想获得链式STATCOM的虚拟控制输入,并根据确定性等价原理设计系统的中间控制率,利用该中间控制率完成电压控制器设计。通过中间控制率和实际控制率的偏差量构造系统的李雅普诺夫方程,利用李雅普诺夫的渐近稳定性原理,获得能够保证链式STATCOM系统稳定的控制输入和系统参数的自适应率。实验结果进一步验证了所设计自适应反步控制器的正确性和有效性。     

基于dSPACE PMSM伺服控制器自适应反步法设计

针对永磁同步电机(Permanent Mmagnet Synchronous Motor，PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性和参数的不确定性，利用非线性Backstepping方法设计了自适应积分反步控制器，在补偿参数不确定性影响的同时实现PMSM高性能位置跟踪控制。借助于dSPACE平台，将系统模型下载到实时硬件中进行在线仿真。实时在线仿真结果表明，设计的PMSM控制系统可以获得满意的跟踪效果，其滤波跟踪误差迅速以指数特性收敛到零，具有较好的位置伺服控制特性。     

液压伺服位置系统的神经网络backstepping控制

针对液压伺服位置系统存在的参数不确定性、外部干扰和输入饱和的问题,提出了一种神经网络backstepping控制算法。设计了神经网络辅助状态观测系统,并根据辅助状态观测误差来调节神经网络的权值,进而实现对系统复合干扰的在线观测。把该复合干扰的观测值引入到backstepping控制设计中,使得控制器能够对系统的复合干扰进行有效补偿;在backstepping设计过程中采用二阶滑模滤波器以避免微分项爆炸问题,简化了控制器的设计。通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统所有信号一致最终有界。仿真结果表明,所设计的控制器能够有效地削弱参数不确定性、外部干扰和输入饱和对系统的影响,增强了系统的鲁棒性,实现了系统输出对期望位置的准确跟踪。     

基于模糊自适应反步法的永磁同步电动机控制器设计

针对永磁同步电动机在运行阶段存在的外部扰动和不确定性等问题,提出了一种基于自适应反步控制方法。在分析永磁同步电动机数学模型的基础上,基于自适应反步控制方法设计了一种带微分的自适应反步控制策略,并利用李雅普诺夫函数证明了系统的收敛性。为了进一步提高自适应反步控制的动态性能,结合模糊控制理论设计了模糊自适应反步相结合的控制器。仿真实验结果表明,模糊自适应反步控制方法能够有效提高永磁同步电动机的速度响应和鲁棒性,证明了该算法的有效性。     

PMSM位置伺服系统的自适应反步滑模控制

针对PMSM位置伺服系统参数和负载的不确定因素,借助于反步设计思想与自适应控制和滑模控制相结合,研究该系统的位置跟踪自适应反步滑模控制器.利用Lyapunov理论,获证该系统在所获控制器作用下是全局渐近稳定的.数值实验显示,该控制器能有效抑制系统参数和负载转矩的变化,系统的鲁棒性强,位置输出能有效跟踪参考信号.     

控制受限的直流伺服系统非线性摩擦补偿

针对机电位置伺服系统实际运行时不可测摩擦状态和控制输入限制问题,设计了一种基于辅助系统的鲁棒饱和补偿跟踪策略。该控制策略将包含未知外摩擦状态项视为未知输入,构造不可测摩擦状态观测器。为了解决输入控制受限问题,基于辅助系统设计鲁棒饱和补偿控制器,把它考虑到自适应鲁棒控制器设计进行补偿。仿真和实验结果表明,该补偿策略提高了直流伺服系统的精度,为该类伺服系统高性能控制的分析与设计提供一种理论参考。     

直线同步电动机磁悬浮系统非线性神经网络自适应反步控制

提出一种非线性神经网络自适应反步控制方法来提高电励磁直线同步电动机(EELSM)磁悬浮控制系统的性能。研究EELSM的结构及其运行机理;建立EELSM磁悬浮系统的状态方程与数学模型;为克服EELSM磁悬浮平台运行过程中存在的不确定性扰动,设计了非线性神经网络自适应反步控制器对扰动进行估计,通过构造Lyapunov函数证明系统的稳定性。用MATLAB软件对控制系统进行计算机仿真,仿真结果验证所提方法的有效性。     

PMSM位置伺服控制器反步设计及在线仿真

基于永磁同步电机(PMSM)精确的数学模型,针对PMSM绕组相电流和转速强耦合特性,采用反步(Backstepping)方法设计了高性能PMSM位置跟踪控制器,并借助dSPACE平台,将系统模型下载到实时硬件中进行在线仿真。实验结果表明,所设计的PMSM控制系统可以获得满意的跟踪效果,其滤波跟踪误差迅速以指数特性收敛到零,具有较好的位置伺服控制特性。     

迭代自适应控制在电液伺服系统上的应用

针对电液伺服力控系统的跟踪控制问题,提出一种迭代自适应的设计方案。通过融合迭代和自适应两种控制方式来设计控制器,综合两种控制方式的优点,解决由于系统的不确定性及干扰问题并保证系统的精确度,提高非线性不确定的复杂系统的控制性能。利用Matlab对方案的有效性进行了验证,仿真结果表明该方法能够使跟踪误差逐渐减小,较好的抵抗外界和内部的干扰,增强了系统的鲁棒性并提高了控制精度。     

电液伺服马达系统的PID内模控制

针对电液伺服马达控制系统,提出了一种PID内模控制器设计方法。内模控制作为一种先进控制策略,其设计思路是将对象模型与实际对象相并联,控制器逼近模型的动态逆。考虑到内模控制对系统模型精度要求不高的特点,本文降阶大大简化了电液伺服系统的模型。基于此模型所设计的控制器,以传统的PID为基础且使其只有一个可调参数,且该参数直接与系统的动态特性和鲁棒性相关,整定方便,避免了控制器整定的随机性与复杂性。SIMULINK仿真研究表明这种PID内模控制完全可以实现系统的控制要求,能够满足高精度电液伺服马达系统系统的性能要求。     

控制受限的挠性航天器姿态机动控制和振动抑制EI北大核心CSCD

针对挠性航天器姿态机动过程中存在模型参数不确定性、外界干扰、执行机构饱和受限及挠性附件振动及挠性模态不易直接测量的问题,提出了一种鲁棒自适应控制方法。首先构造挠性模态观测器对挠性模态变量及其变化率进行观测,然后,设计自适应控制律来处理系统中的不确定参数和外界干扰上界。最后,通过引入附加的输入误差系统来补偿执行器的饱和非线性,从而保证所设计的控制力矩不超过执行器的幅值上限。基于李雅普诺夫方法证明了所设计的控制器保证了姿态机动过程的稳定性和挠性模态振动的衰减,最后通过数值仿真验证表明所设计的控制器能够严格满足执行机构的饱和约束,在完成姿态机动控制的同时,有效抑制了挠性附件的振动。     

一种角度随动系统的模糊PID控制器设计与实现

角度随动系统是控制执行电动机对输入角度指令的准确跟踪,并保持误差在指定范围内的伺服控制系统。设计了一款角度随动系统的物理样机,包括两台电动机、驱动器、倾角传感器和嵌入式控制系统。一个8051单片机控制主动电动机做随机运动,角度传感器测量主动电动机的转动角度作为输入指令发送给Mini2440,控制器控制执行电动机做跟随运动。基于嵌入式Linux设计了角度随动系统的模糊PID控制器。模糊控制器以系统状态的变化为输入量,对输入数据进行模糊决策,计算出控制量并输出给执行电动机,使其输出角度保持在与输入电动机相对应的跟随状态。对该系统进行了计算机仿真实验,验证了所设计的角度随动系统模糊控制器的正确性。     

基于LABVIEW自适应电液伺服位置控制系统应用研究

通过建立电液伺服位置系统的数学模型,针对双作用液压伺服位置控制系统的特点提出一种单神经元自适应PID智能控制算法,并通过Simulink仿真优化控制系统参数,最后应用LABVIEW软件开发实时测控软件,并进行油缸实时位置伺服控制实验,结果表明该控制方案具有较好鲁棒性,较好改善了该系统位置控制的性能。     

控制受限的挠性航天器姿态机动控制和振动抑制

针对挠性航天器姿态机动过程中存在模型参数不确定性、外界干扰、执行机构饱和受限及挠性附件振动及挠性模态不易直接测量的问题,提出了一种鲁棒自适应控制方法。首先构造挠性模态观测器对挠性模态变量及其变化率进行观测,然后,设计自适应控制律来处理系统中的不确定参数和外界干扰上界。最后,通过引入附加的输入误差系统来补偿执行器的饱和非线性,从而保证所设计的控制力矩不超过执行器的幅值上限。基于李雅普诺夫方法证明了所设计的控制器保证了姿态机动过程的稳定性和挠性模态振动的衰减,最后通过数值仿真验证表明所设计的控制器能够严格满足执行机构的饱和约束,在完成姿态机动控制的同时,有效抑制了挠性附件的振动。     

惯性稳定平台位置伺服的模糊控制仿真研究

针对制导火箭弹惯性稳定平台位置伺服控制系统非线性、强耦合、外部干扰不确定以及系统参数摄动,传统PID控制无法满足该平台高精度位置控制的问题,提出模糊控制算法的策略,建立弹载惯性稳定平台模型,分析位置模糊控制器的原理,设计以位置偏差与其变化率为输入的惯性稳定平台位置控制器。所提控制算法应用于永磁同步电机驱动的惯性稳定平台系统,通过建模仿真表明,平台位置响应时间仅为25 ms、响应稳定且几乎无超调以及位置跟踪性能好,控制效果优于传统PID控制器,为弹载惯性稳定平台高精度位置伺服控制器的设计提供了参考。     

基于泵控缸位置伺服系统的模糊控制系统设计

在电液位置伺服控制技术中,大多采用电液伺服阀控制液压缸位置,缺点是能耗大,效率低。设计了一种通过数字泵直接控制液压缸位置的模糊控制器,在实现液压缸的精确位置伺服控制的同时,实现节能降耗。