LQG/LTR controller for PMSM traction system

针对永磁同步交流牵引系统运行过程中存在参数扰动及传感器量测噪声的影响,采用线性二次高斯/回路传输恢复(LQG/LTR)鲁棒控制技术,设计了基于LQG的系统控制器,通过LTR技术优化系统控制器设计,完成参数扰动时的控制性能仿真.仿真结果表明,在参数扰动±5％时,系统具有较强的鲁棒性.提出了基于DSP平台的永磁同步交流牵引LQG/LTR控制系统实现方案.试验结果表明,在系统噪声和测量噪声存在的情况下,使用LQG/LTR控制器的交流永磁同步交流牵引系统,比使用传统的PID控制系统具有更好的动态响应及鲁棒性.     

统一潮流控制器的线性二次高斯控制/回路传输恢复技术设计

线性二次高斯控制／回转传输恢复技术（LQG／LTR）是一种多变量频域设计方法，它以良好的鲁棒性和解耦特性得到广泛的应用，本文基于UPFC的5阶动态模型以单机无穷大系统为例，采用LQG／LTR控制原理设计了UPFC的LQG／LTR控制器，仿真结果表明，该控制方法具有比线性最优控制更好的动态品质，并具有干扰抑制能力，特别是对干扰信号表示成白噪声的系统模型，从而使系统具有较好的鲁棒性和稳定性。     

基于遗传算法的永磁同步直线电机PID控制研究

由于永磁同步直线电机系统运行过程中参数摄动和负载扰动等问题的存在,传统 PID控制器无法满足高精度伺服控制系统的要求。设计出一种基于遗传算法(GA)优化的 PID 控制器,并通过 Simulink 对永磁同步直线电机控制系统进行建模和仿真实验。仿真和实验表明,采用 GA优化的PID控制器与传统的 PID控制器在指定速度和负载扰动条件下相比,具有更好的动态稳定性和跟踪性能,能有效抑制参数摄动的影响并对负载扰动具有较强的鲁棒性,实验结果也证明了方案的有效性和可行性。     

一种永磁同步电机无模型高阶滑模控制算法

针对城市轨道交通高转矩永磁同步牵引电机因参数摄动和未知扰动等不确定因素造成控制性能下降的现象，提出一种基于扩展非奇异终端滑模扰动观测器的转速环新型无模型非奇异快速终端滑模控制方法。首先，依据永磁同步牵引电机在参数摄动和未知扰动下的数学模型，使用转速环的输入输出建立新型超局部模型。其次，基于新型超局部模型设计转速环的无模型非奇异快速终端滑模控制器；同时结合高阶滑模和非奇异终端滑模设计观测器来实时精准估计新型超局部模型的未知部分，通过对控制器进行前馈补偿，增强了系统的鲁棒性，提高了转速的控制精度，并减少了系统抖振。最后，通过与PI控制、无模型滑模控制进行仿真和实验综合比较，验证了所提出的控制算法对电机参数摄动和未知扰动具有较强的容错性和抗干扰性，能降低对电机精准数学模型的依赖。     

永磁同步平面电动机的滑模控制器设计

为了实现永磁同步平面电动机的高性能定位伺服控制,提出了基于干扰观测器的滑模控制方法。基于改进的超螺旋算法,设计了永磁同步平面电动机的位置伺服控制器,在闭环系统中采用干扰观测器,对外部大扰动进行补偿,滑模控制器用来消除干扰观测误差,从而提高系统的鲁棒性和抗干扰能力。对所设计的控制系统进行了仿真研究,结果表明所采用的控制策略和控制算法使系统获得较好的定位精度,同时具有良好的鲁棒性和稳定性。     

基于参数变化估计的PMSM自抗扰内模控制

基于d-q坐标系下的永磁同步电动机数学模型及矢量控制的基本原理,针对永磁同步电动机的非线性和参数的不确定性,对于电流环设计了基于参数变化估计的内模控制器,克服传统的内模控制对电机参数敏感的问题,速度控制器采用了自抗扰控制器,提高了系统对外部负载扰动抑制能力。仿真结果表明,所提出的基于参数变化估计的永磁同步电动机自抗扰内模控制器在电动机参数变化和负载扰动情况下均能提供良好的控制效果,验证了所设计控制方法的有效性。     

基于LMI的永磁同步伺服电机的混合H_2/H_∞鲁棒预测控制器

针对永磁同步伺服电机易受负载扰动及自身参数变化影响的特点,基于线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI),提出了一种针对永磁同步伺服电机的混合H_2/H_∞鲁棒预测控制器设计方法。该控制器在保证永磁同步伺服电机控制系统在负载突然变化时起到抑制作用,既保证了系统的快速响应和稳定性,同时还使该系统对外界以及自身扰动具有较好的鲁棒性。并且,在Matlab/Simulink中进行仿真研究,并且与传统的PI调节器相比较,证明了该控制器的可行性。     

基于LQG/LTR方法的水轮机最优控制系统研究

线性高斯二次型/回路传递恢复(LQG/LTR)方法是基于频域的多变量设计方法,因其具有良好的鲁棒性和解耦特性,在航空、船舶控制领域得到广泛的应用。本文将LQG/LTR引入到水轮机调速系统控制领域中,针对水轮机控制系统状态反馈模型进行了最优控制策略研究。仿真结果表明该控制方法可实现较好的动态品质,在模型有较大摄动时系统仍能实现较强的鲁棒稳定性。     

永磁同步直线电机的粒子群PID空间矢量控制

由于永磁同步直线电机(PMLSM)在运行过程中存在着参数变动和负载干扰等问题,因此传统PID控制器无法满足高精度伺服控制系统的要求。针对以上问题,提出一种基于粒子群参数全局寻优的在线自整定PID控制器,并通过MATLAB/Simulink对永磁同步直线电机和其空间矢量控制系统进行建模和仿真实验。仿真结果表明,采用粒子群优化算法的PID控制系统在指定速度1 m/s和加入200 N的负载时,比传统PID控制器具有更好的动态响应性能,能有效抑制推力波动而且对负载扰动具有很强的鲁棒性,其实验结果也证明了其可行性和有效性。     

交流伺服系统的H∞鲁棒控制策略

永磁同步电动机交流伺服控制系统中,扰动成为影响系统性能的主要因素,在建立永磁同步电动机鲁棒控制模型的基础上,提出了基于H∞控制理论的标准H∞控制方法,根据永磁同步电动机的鲁棒控制模型设计出了鲁棒H∞控制器,仿真结果表明鲁棒H∞控制具有良好的鲁棒稳定性和抗干扰性.     

永磁同步电机的改进指数趋近律控制策略

为了改善使用PI控制算法和指数滑模控制（SMC）算法的永磁同步电机（PMSM）速度控制系统的鲁棒性差和突加负载转矩恢复较慢的问题,设计了一种改进趋近律SMC算法,并将该方法用在PMSM调速系统的速度控制器上。为了验证所提出的改进趋近律SMC算法的可行性,使用MATLAB/Simulink对PMSM双闭环调速系统仿真建模,并对比了传统的指数趋近律SMC算法、PI控制算法。结果表明设计的改进趋近律滑模速度控制器具有较好的鲁棒性和抗负载扰动性。     

带神经网络转矩观测器的PMSM自适应前馈 PID控制器设计

推导了永磁同步电机(PMSM)的ARMA模型，由递归神经网络构成综合转矩观测器，从而把综合负载转矩视为可测干扰；结合极点配置自校正控制、PID控制和前馈控制思想，设计了PMSM的自适应前馈PID控制器。有效地解决了PMSM系统中参数变化和负载扰动等不确定性问题。仿真实验结果表明，该方法具有较强的鲁棒性。     

一种基于自抗扰的永磁同步电机复合控制策略

为进一步提高永磁同步电机自抗扰控制器(ADRC)的调速控制性能,简化控制器参数整定的复杂程度,提出了一种复合ADRC控制策略。首先,速度环采用模糊参数整定的滑模自抗扰控制器,并分析了主要参数的整定方法。其次,设计了滑模转矩观测器,来估计实时的负载转矩。最后,设计电流环,采用有限集模型预测控制(FCS\|MPC),对三相两电平电压源型逆变器的8种开关序列遍历寻优,并抑制转矩的脉动。仿真结果表明：该复合控制策略能有效提高永磁同步电机ADRC的控制性能,增强系统的抗扰动能力以及鲁棒性,控制性能优于传统的ADRC控制和PI控制。     

基于非线性干扰观测器的PMSM自适应反演滑模控制

为了解决永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统中存在的内部参数摄动、负载扰动以及外界不确定性干扰等问题,设计了基于非线性干扰观测器(NDO)的自适应反演滑模控制器。通过NDO对系统存在的扰动进行观测,并将观测结果引入到自适应反演滑模控制器进行补偿。针对引入NDO后的系统,设计自适应反演滑模控制器,对滑模控制器中的切换增益利用自适应律进行调节,削弱系统抖振,提高系统的抗干扰能力和鲁棒性。仿真结果表明,与传统反演滑模控制相比,基于NDO的自适应反演滑模控制器对系统中存在的扰动具有更好的抗干扰能力,该控制器可削弱系统的抖振,从而提高了PMSM位置伺服系统的跟踪精度。     

DSP-Based Robust Nonlinear Speed Control of PM Synchronous Motor

A DSP-based nonlinear speed control of a permanent magnet synchronous motor (PMSM), which is robust to unknown parameter variations and speed measurement error, is presented. The model reference adaptive system (MRAS)based adaptation mechanisms for the estimation of slowly varying parameters are derived using the MIT rule. For the disturbances or quickly varying parameters, a quasi-linearized and decoupled model including the influence of parameter variations and speed measurement error on the nonlinear speed control of a PMSM is derived. Based on this model, a boundary layer integral sliding mode controller to improve the robustness and performance of a PMSM drive is designed and compared with the conventional controller. To show the validity of the proposed control scheme, simulations and experimental works are carried out and compared with the conventional control scheme.     

基于新型趋近律的永磁同步电机积分滑模控制

为了提升永磁同步电机(PMSM)调速系统动态品质,提出了一种基于新型混合趋近律的积分滑模控制算法。在传统指数趋近律基础上,引入了双曲正切函数、终端吸引子和基于系统状态变量幂函数的自适应因子,并结合积分滑模面,提高了系统趋近速度自适应调节能力和干扰抑制能力,有效削弱了抖振水平。基于所提出的趋近律,设计了PMSM新型混合趋近律积分滑模速度控制器,通过仿真完成了与传统PI算法控制性能的对比分析。仿真结果表明,新型趋近律速度滑模控制器具有更好的速度跟踪精度,抗负载扰动性能更好,抖振量非常小,鲁棒性强。     

SMPMSM 系统的无模型反步控制

电动汽车永磁同步电机(PMSM)驱动系统的参数不确定性以及逆变器非线性,将引起电机转速鲁棒性降低,导致电动 汽车速度剧烈波动。 为了提升电动汽车永磁同步电机驱动系统的快速响应性能和鲁棒性,提出了基于无模型的自适应反步控 制(MF-ABC)。 根据无模型控制的代数估计方法,建立超局部模型干扰估计器,再基于自适应反步控制框架,组建适合 PMSM 驱动系统高可靠性运行的 MF-ABC 控制。 研究结果表明,所提出的控制器能够观测、估计和消除各种不确定性,包括系统未建 模动态和外部干扰。 MF-ABC 估计出的干扰值可以用来描述干扰和分析误差。 所提出的方案实时的提升算法计算效益,实现 矢量控制的 PMSM 驱动系统 MTPA 模式高性能稳健运行的研究目标。 通过 dSPACE 台架测试,证实提出的 MF-ABC 和传统反 步控制相比实现了 PMSM 抗转矩干扰能力提升 22%,阶跃响应的快速性提升 0. 02 s。 实验结果证明,MF-ABC 具有强抗干扰性 和响应快速性。     

On the robust LQG control of TCSC for damping power systemoscillations

This paper deals with the application of the LQG (linear quadratic Gaussian) technique to the design of a robust TCSC (thyristor controlled series compensator) controller for power system oscillation damping enhancement. This paper discusses each process involved in the LQG design technique applied to the TCSC damping controller design. This paper also discusses the pitfalls in applying the LTR (loop transfer recovery) technique to reserve the robustness of the LQG damping controller. The robustness of the designed controller is verified by nonlinear power system simulation, which shows that the controller is effective for damping power system oscillations