基于滑模控制永磁同步电机转速的研究

非线性伺服系统广泛存在于诸多实际应用的控制领域当中,例如工业机器人、航空航天以及永磁同步电机中等,但是此类系统往往还伴随外部干扰等一系列不确定性的问题。在针对伺服系统的控制策略当中,由于滑模控制对上述不确定性具有良好的控制效果而被广泛研究。所以为了提高永磁同步电机（PMSM）的抗干扰能力,设计了滑模控制器对永磁同步电机的转速展开控制。首先,在自然坐标系下,构建出永磁同步电机的数学模型,并且将其转化为静止的坐标系和常用的d-q旋转坐标系下的数学模型;其次,运用滑模控制的原理,采用指数趋近律设计了滑模控制器;最后,进行MATLAB仿真实验验证。仿真结果验证了所提出方法的有效性,设计的滑模控制器可以有效地提高永磁同步电机的抗扰能力,提高系统的鲁棒性,减小系统超调和误差。     

基于TMS320F28335的车用永磁同步电机控制器设计与研究

为优化电动汽车用永磁同步电机控制器性能,增强控制实时性,设计了一套以浮点型TMS320F28335数字信号处理器(DSP)为控制核心的电动汽车用永磁同步电机(PMSM)控制器,采用id=0的矢量化控制技术作为永磁同步电机控制策略,建立电机控制模型,根据模型设计了硬件电路和控制程序,并对控制器控制效果进行了实验验证。实验表明:该控制器响应速度快,转速波动和超调量较小,控制效果理想,具有较好的动静态响应特性。     

基于片上可编程系统的永磁同步电机控制器的设计与实现

针对永磁同步电机损耗少、效率高等特点,设计了一种基于片上可编程系统的永磁同步电机控制器,以FPGA为载体,Nios Ⅱ为中央处理器,数据采集接口作为片上外围设备,并使用DSP Builder工具实现基于模型的空间矢量控制算法模块,组成完整的片上系统,实现电流、速度和位置的精确控制。工程实践结果表明,基于SoPC技术的永磁同步电机控制器能够达到高精度、快响应的稳定控制效果。     

基于FPGA的永磁同步电机控制器设计

提出一种基于FPGA的永磁同步电机控制器的设计方案．该设计可应用于具有高动态性能要求的永磁同步电机伺服控制系统。为提高伺服控制系统的实时性,简化电路及节省成本,该系统设计采用Ahera公司生产的CycloneⅢ EP3C25Q240C8型FPGA器件实现电机控制器。嵌入NiosⅡCPU软核配合片内硬件乘法器及可编程逻辑门阵列,实现软硬件协同工作。通过QuartusⅡ软件自带的SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪进行板上调试验证。得到带有死区输出的PWM波形。该PWM波形可用于电机驱动。     

基于STM32F407的永磁同步电机伺服控制器设计

首先介绍了永磁同步电机伺服控制器的基本功能及控制原理,并以STM32F407为基础进行了小功率的伺服控制器设计,详细讲述了伺服控制器的软、硬件的具体设计流程及其实现方式。并通过意法半导体公司提供的相关软件设计工具快速、有效地完成伺服控制器的设计、调试。     

基于FPGA的永磁同步电机控制器设计

提出一种基于FPGA的永磁同步电机控制器的设计方案,该设计可应用于具有高动态性能要求的永磁同步电机伺服控制系统.为提高伺服控制系统的实时性.简化电路及节省成本.该系统设计采用Ahem公司生产的CycloneⅢ EP3C25Q240C8型FPGA器件实现电机控制器.嵌入NiosⅡ CPU软核配合片内硬件乘法器及可编程逻辑门阵列.实现软硬件协同工作.通过QuartusⅡ软件自带的SignalTapⅡ嵌入式逻辑分析仪进行板上调试验证,得到带有死区输出的PWM波形.该PWM波形可用于电机驱动.     

永磁同步电机的双闭环调速系统设计

永磁同步电机因其优越的性能近年来得到了广泛应用。针对双闭环控制器参数整定困难所导致的控制效果不佳的问题,文中提出了基于极点配置和Ramp函数的改进型双闭环PI控制器。从永磁同步电机矢量控制算法的角度出发,建立了速度、电流双闭环解耦控制的系统模型,并在此模型下论述了速度环、电流环控制器的设计方法,给出改进后双闭环控制器参数的计算结果。对所研究方法分别进行了计算机仿真和实际试验,结果表明优化后的系统减小了系统过冲,缩短了稳定时间,提高了系统动态响应,具有良好的工程意义。     

基于模糊控制的飞行仿真电动伺服加载系统

飞行模拟器上利用电动伺服加载系统替代传统的电液伺服加载后,需要进一步提高加载系统快速性、扩宽系统频带.建立了电动伺服加载模型,基于不变性原理对多余力矩进行补偿仍不能满足要求的情况下,利用模糊控制的快速响应特性,针对该系统设计出PI和模糊控制相结合的分段复合控制器.通过Matlab仿真结果表明使该系统既保证了控制无静差,静态稳定性好,同时动态性能有了较大提高.     

基于扰动转矩估计的导引头自适应内模控制

为了降低扰动转矩变化对导引头伺服控制系统的影响,提出了一种基于扰动转矩估计的自适应内模控制方案。首先建立导引头伺服控制系统的数学模型,设计系统的内模控制器;接着采用扰动转矩估计的方法,辨识导引头伺服控制系统转动惯量的变化情况;最后根据转动惯量的变化、通过线性自适应率自动调整内模控制器的参数,从而确保控制器的控制性能。实验结果表明,该控制方案对系统工况变化有着很强的自适应性,提高了导引头伺服控制系统的抗干扰性能和鲁棒性,取得了较好的控制效果。     

高精度激光直写数字伺服滤波器的设计

为提高激光直写控制系统的定位精度、定位时间和系统响应度,设计了一种数字伺服滤波器.该滤波器以伺服系统的三环PID控制原理为基础,并在设计中加入了具有实际问题性的前馈补偿模块;建立了以TMS3202812处理器组成的数字伺服滤波器模型;并对该模型进行了模拟仿真分析,然后移植到处理器中;最后通过验证,提高了位置定位和速度稳定精度.实验结果表明,整个系统输入与输出时差小于100 Ls;无噪音无振荡,效果很好;定位精度误差控制±1μm范围内.     

自适应逆控制策略在IC材料切片设备中的应用

 针对数字PID控制系统在高速同步伺服控制系统应用中存在的跟随误差和控制精度问题,提出了一种自适应逆控制策略,该方法以主电机为参考模型,通过LMS自适应控制算法调整控制器,使放线电机与主电机具有类似的动态特性.仿真结果与产品的检测结果表明系统能有效减小随动误差,提高控制系统的精度.     

基于IRMCK201和ZigBee的圆网印花同步控制系统

针对圆网印花系统中导带驱动辊与圆网驱动对速度同步的要求,提出了基于IRMCK201和ZigBee技术的圆网印花同步控制系统,给出了同步控制系统结构。选用IRMCK201专用电机伺服控制芯片作为各驱动电机的伺服控制器,选用基于ZigBee技术的无线芯片CC2430作为系统主控制器和数据通信网络。设计了伺服控制电路、主控制器和无线通信节点电路以及相应的程序流程,实现了圆网印花系统各单元的速度同步控制。运行结果表明,该系统稳定可靠、抗干扰、能耗低、体积小、成本低,为纺织生产中圆网印花各驱动单元的同步控制提供了一种新技术。     

圆柱-球体三自由度超声电机模糊自适应控制

针对圆柱-球体三自由度超声电机难以建立精确数学模型的特点,设计了模糊自适应定位控制系统。该控制系统由模糊控制器和在线参数自调整环节构成,在线参数自调整环节使该系统的动态特性、稳态性能更好地兼顾,克服了固定量化因子控制性能不理想的缺点。应用该控制器,实现了电机精确定位控制。结果表明,参数自调整模糊自适应控制器的性能优于传统PID控制器及固定量化因子的模糊控制器,得到了满意的控制效果。     

永磁同步电机伺服系统控制最优化方法

永磁同步电机具有强耦合和非线性的特点,其应用环境通常较为复杂且存在干扰,系统稳定性差。传统PI控制方式很难满足控制系统的要求,控制效果不佳。为抑制超调幅度,提高控制精度,提出一种新型粒子群算法,把系统控制精度作为粒子的寻优目标,最优粒子作为最终PI参数,从而对电机进行精确稳定的控制。仿真实验结果表明,粒子群算法的PI控制器使系统具备较好的动静态性能,该研究为伺服控制系统优化设计提供了较强的理论支撑,且应用前景广阔。     

基于滑模控制的永磁同步电机直接转矩控制研究

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)存在较大的电磁转矩脉动、磁链脉动、低速性能不理想等问题,文中引入滑模控制策略对永磁同步电机进行直接转矩控制。通过建立PMSM的矢量数学模型,设计基于滑模控制的直接转矩控制器,利用MATLAB/Simulink进行建模仿真分析。结果表明,与传统DTC相比,基于滑模控制策略的永磁同步电机直接转矩控制系统中电磁转矩脉动幅值更低,且具有更好的动态性能和抗扰动能力,可以更加有效地改善系统特性,满足实际电机控制的需要。     

基于滑模算法的航空稳定平台控制

由于机载稳定平台工作中会受到飞机振动、风阻力矩等外界干扰因素的影响,导致探测设备出现指向不稳定、跟踪精度低等问题。研究了滑模控制算法在航空稳定平台上的应用,利用Matlab/Simulink建立了永磁同步电动机伺服系统的滑模控制仿真模型,通过仿真和在试验系统上测试,实验结果表明滑模控制算法与普通PI算法相比较,不容易受到外界干扰力矩的影响,具有较好的鲁棒性,在相同外界干扰的情况下可以保持较好的跟踪精度。     

基于运动控制器的全闭环控制系统

利用运动控制器作为上位控制单元,采用交流伺服驱动器和伺服电机作为执行机构,采用光栅尺作为直线位移检测装置,设计出一种新型的全闭环运动控制系统,实现对伺服电机高速、高精度的控制。介绍了控制系统的组成及硬件原理,给出了控制系统软件设计的结构。这种系统既具有实时性和快速性,又方便实用。     

基于Super-twisting滑模控制的PMSM直接转矩控制中速度控制器研究

本文设计了基于Super-twisting滑模速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统,仿真分析了参数变化对系统输出特性的影响,分析结果表明,采用Super-twisting滑模速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统比采用PI速度控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统的鲁棒性强。     

基于FPGA的数字积分法插补控制器设计与实现

为了提高伺服电机的步进精度,简化控制器结构,采用FPGA器件并运用Verilog HDL语言设计出的插补控制器,不仅采用数字积分法实现直线插补控制和圆弧插补控制,提高了插补速度和插补精度,而且运用多轴联动技术,实现输出脉冲的均匀分配。它可接收外部处理器指令,并发出所需的脉冲到伺服电机的驱动中,从而控制伺服电机的运转,其结果证明了该控制器的正确性。这种结构的控制器简化了一般数字控制器结构,具有良好的移植性能和一定的实用价值。     

Fuzzy optimization techniques applied to the design of a digital PMSM servo drive

This paper presents a novel design approach by applying gradient optimization with fuzzy step-sizing techniques to the design of a digital permanent magnet synchronous motor (PMSM) servo drive. The servo specifications and design variables are specified and analyzed to formulate a controller optimization problem. The servo responses are then fed back to evaluate the overall system performances, which can be expressed as objective functions with respect to the servo control parameters. According to the objective functions and design specifications, the servo control parameters can be properly tuned toward their optimal values by using the proposed optimization techniques. In order to improve the convergent rate of the optimization process, a fuzzy-logic based step-size tuning strategy is presented. Because of the nonlinear property of the digital servo drives, the tuned servo control parameters may be only optimal for a particular operating point, therefore, once the optimum design is achieved, the proposed fuzzy optimizing controller can perform as an intelligent tuner for on-line gain adaptation under different loading conditions. The proposed fuzzy optimization servo tuner has been realized under a PC-MATLAB-based environment with an on-line controlled digital PMSM servo drive. Simulation and experimental results indicate that the control parameters of a digital PMSM servo drive can be optimized for its dynamic responses under various load conditions.