一种全桥式变换器的快速启动控制方法

针对含磁性元件的全桥式变换器启动时存在双倍磁通的现象,提出一种半周期快速启动方法.分析了双倍磁通产生的原因,给出了半周期快速启动方法的逆变电路触发信号控制时序及其工作模态.理论分析和实验证明,在20kHz逆变频率下该方法相比三周期启动方法的启动时间缩短5倍,并且能有效防止双倍磁通的产生.有效的提高了含磁性元件的全桥式逆变器的启动速度.     

一种固定时间收敛模型参考终端滑模控制方法

针对一类具有模型不确定性和外部扰动的时变非线性系统, 基于模型参考控制方法, 设计了具有固定时间收敛特性的终端滑模控制器. 首先, 提出一种带有输入饱和限幅和补偿信号滤波的模型参考控制结构; 然后针对广义误差信号, 采用新型终端滑模面设计了补偿控制器, 较好地平衡靠近和远离平衡点的收敛速度. 基于李雅普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性和固定时间收敛特性, 并给出了收敛时间上界. 最后将该方法应用到含有极限环的非线性系统跟踪控制中, 仿真结果验证了该方法的有效性.     

感应电机矢量控制系统的SVM—FIS自学习控制

研究交流电机系统特性,针对常规模糊推理系统自学习能力不强,用支持向量机与模糊系统结合,提出了一种支持向量机-模糊推理系统,由支持向量机实现模糊推理系统的自学习.设计一种基于自适应混沌优化算法的支持向量机-模糊推理自学习控制器,并将其应用于无速度传感器感应电机矢量控制系统的速度控制.控制系统采用定转子自适应磁通观测器估计磁通,用转速动态估计器来估算转子转速.仿真结果表明,控制方法响应速度快,鲁棒性强,稳定性好,是一种有效的控制方法.     

车队速度滚动时域动态规划及非线性控制

考虑自主车辆队列的节能安全问题，本文提出一种车辆队列协同控制方法，该方法可保证车队低能耗安全行驶.首先，充分考虑道路坡度以及车队异质性建立车队非线性模型，利用基于油耗模型的优化指标构建车队速度优化问题，提出一种滚动时域动态规划算法（Receding horizon dynamic programming，RHDP），获得车队的参考速度.然后，基于非线性车辆模型，运用反步法设计车辆跟踪控制器，并进行车队队列稳定性分析.这种协同控制方法的有效性已通过数值仿真和智能交通实验平台的验证.     

永磁同步电机的非线性连续预测控制

本文介绍了一种应用于永磁同步电机的最优非线性预测级联控制系统,该系统对于速度和磁通轨线实现了全局渐进跟踪.控制器是基于预测跟踪误差的定时常连续时间的最小化.在全状态观测的假设下,系统对于电参数的改变和负载扰动都有很好的鲁棒性.     

非仿射系统的自学习滑模抗扰控制

针对一类单输入单输出(single-input single-output,SISO)非仿射非线性系统的控制问题,提出了一种自学习滑模抗扰控制方法.该方法用非线性光滑函数设计扩张状态观测器,实现SISO非仿射非线性系统内部不确定性和外部扰动的扩张状态估计,并将扩张状态观测器(extended state observer,ESO)与自学习滑模控制技术融为一体,实现SISO非仿射非线性系统的自学习滑模抗扰控制.该方法不依赖受控对象的数学模型,可以快速跟踪任意给定的参考信号.数值仿真试验表明了该方法响应速度快、控制精度高,具有很强的抗扰动能力,因而是一种鲁棒稳定性很强的控制方法,在SISO非仿射非线性系统控制领域具有重要作用.     

基于非线性干扰观测器的高超声速飞行器滑模反演控制

针对高超声速飞行器非线性、强耦合和参数不确定弹性体模型,提出了一种基于非线性干扰观测器的滑模反演控制方法.将飞行器曲线拟合模型分解为速度子系统和高度相关子系统并表示为严格反馈形式,分别采用滑模和反演方法设计实际控制量与虚拟控制量.采用1阶低通滤波器获取虚拟控制量的导数,解决了传统反演控制方法"微分项膨胀"问题.基于改进滑模微分器设计了一种新型非线性干扰观测器,以此对模型不确定项进行估计和补偿.仿真结果表明,该控制器对模型不确定性和气动弹性影响具有鲁棒性,且实现了对速度和高度参考输入的稳定跟踪.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

一种新型的串联型有源电力滤波器

为了消除基波磁通补偿(FMFC)有源电力滤波器(APF)的控制延时,提高APF的电流跟踪性能,提出了采用基于预测电流补偿的新方法.建立了基于预测电流控制的基波磁通补偿有源滤波器的数学模型,采用离散化的方法预测下一周期参考电流值,实现APF电流的预测控制.这种控制方法可以消除采样、计算等带来的延时,具有开关频率固定、电压利用率高、开关损耗小、动态响应快等优点.最后,在此基础上搭建了实验平台,仿真与实验结果证明了将预测电流控制方法应用于基波磁通补偿有源滤波器的有效性和可行性.     

基于隐Lyapunov 函数的软变结构控制: 一种控制策略

针对变结构控制的抖振问题,基于隐Lyapunov函数,提出一种新的控制策略:软变结构控制.首先给出软变结构控制的定义和控制器的构造方法;然后设计软变结构控制器和隐Lyapunov区域,给出了控制不受限和控制受限两种情形的软变结构控制,同时,分析了带有状态观测器的软变结构控制.软变结构控制是无滑模的变结构控制,能有效削弱抖振,保持高速调节速度和缩短趋近时间.仿真实例表明了该方法的有效性和可行性.     

基于滑模与自适应观测器的感应电机非线性控制新策略

提出一种结合滑模变结构和自适应观测技术的感应电机非线性控制新方法. 以定子电流与定子磁链为状态变量建立感应电机模型, 采用非线性分析方法建立转矩与磁链误差方程, 使用自适应滑模技术设计转矩与磁链控制器, 推导出定子电压控制量. 基于模型参考技术设计自适应观测器, 向控制器提供准确的转速辨识与磁链观测值,并给出了控制系统的稳定性证明. 该方法具有转矩脉动小、定子磁链畸变不明显的优点, 低速时也具有良好的控制性能, 且对参数与负载变化有较强的鲁棒性. 仿真与实验结果证明了该控制策略的正确性与有效性.     

一种离散型非线性自适应反馈控制器的设计与实现

针对运动控制低速跟踪系统中存在的非线性摩擦力影响的实际问题, 采用结构和参数完全未知的离散时间不确定非线性系统的反馈控制策略, 具体地进行了控制器的设计, 并利用MATLAB环境下的SIMULINK仿真来检验其控制效果, 进而运用到实际的电机控制系统中, 分析其控制性能, 并将其控制效果与PID控制相比较, 最后得出结论.     

基于FPGA的非线性PID控制器设计与实现

行车取力发电技术的核心问题是如何实现液压泵控马达系统输出转速恒定.而由变量泵一定量马达组成的液压变转速泵控马达系统输出转速存在非线性波动现象,为实现其恒转速输出,提出一种以基于转速偏差的指数函数为参数的非线性PID控制算法.该指数函数实质是一种新型、具有自动修正功能的非线性函数,能反映PID控制器各参数的变化规律.利用FPGA完成非线性PID算法的硬件实现,采用“FPGA+ SOPC架构”技术设计了泵控马达恒转速输出控制系统.实验结果表明,在系统负载突变工况下,泵控马达系统输出瞬间转速波动量最大为80 r/min,瞬时超调量小于3.5％,调节时间不超过2.8s,发电参数达到了国家三类发电要求.     

无人移动平台运动控制系统的设计

为实现地面无人移动平台的准确运动,设计其运动控制系统。选用履带式平台,分析并建立平台运动学模型,搭建H桥模块驱动平台电机,设计电流检测模块和速度检测模块,将电机运行状态反馈给控制器。设计数字PI控制器,形成速度一电流双闭环控制,结合差速反馈控制器,提高运动控制精度。实验结果表明了该运动控制系统的可靠性。     

A Discrete‐Time VS Controller based on RBF Neural Networks for PMSM Drives

A method merging the features of variable structure control and neural network design is presented for speed control of a permanent magnet synchronous motor. The proposed control approach is based on a discrete‐time variable structure control and a robust digital differentiator for speed estimation. Radial basis function neural networks are used to learn about uncertainties affecting the system. A stability analysis is provided and the ultimate boundedness of the speed tracking error is proved. Control performance has been evaluated by simulations using the model of a commercial permanent magnet synchronous motor drive.     

异步电动机非线性解耦控制器的设计

文章针对转子磁场定向d-q坐标系下的4阶异步电动机的模型,运用非线性解耦线性化理论,把异步电动机调速系统分解成磁链和转速两个子系统,实现了磁链和转速的完全解耦。采用调节器最佳整定方法,设计了磁链和转速控制器。仿真结果证明该控制器具有良好的稳、动态性能,能对磁链和转速进行高性能的控制。     

容错逆变器驱动的PMSM双环预测控制的研究

为了提高三相四开关容错逆变器驱动的永磁同步电机调速系统的性能,提出了调速系统双闭环预测控制策略。在转速环中设计了带扰动补偿的模型预测控制方法,通过离散扰动观测器估计负载扰动并进行前馈补偿,与模型预测速度控制相结合得到[q]轴电流环的期望给定值。在电流环中设计了基于离散滑模的有限控制集模型预测控制方法。通过与传统PI、FCS-MPC方法进行仿真对比,验证了该方法在空载启动、给定转速突变以及存在负载扰动、参数变化时,可使容错逆变器驱动的永磁同步电机调速系统具有更好的动态响应能力和鲁棒性。     

自适应模糊控制在感应电动机调速系统中的应用研究

针对基于直接转矩控制的感应电动机调速系统低速运转时由定子电阻变化引起的转速静差问题,提出一种自适应模糊控制方法,首先给出定子电阻变化量的模糊估计器和感应电动机直接转矩控制的模糊实现,在此基础上提出了自适应模糊控制方案。仿真实验表明,该方案能够解决调速系统在低速范围内的静差问题。     

基于滑模观测器的直线伺服系统反馈线性化速度跟踪控制

在许多高速、高精的直线伺服系统中,要求能实现对速度的快速精确跟踪,但其模型的非线性和变量间的耦合给控制带来难度.对高速、高精速度跟踪控制中,电流和速度的变化过程在时间尺度上相对接近,不能简单地采用磁场定向矢量控制方法实现静态解耦,否则电流和速度间的非线性耦合将破坏速度跟踪品质.采用状态反馈线性化方法来实现永磁直线同步电动机(PMLSM)模型的精确线性化和动态解耦.利用非线性坐标变换和非线性反馈将系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.通过扩展滑模观测器来实现对所需要的动子速度、加速度和负载扰动的鲁棒观测.并利用李雅普诺夫理论对由反馈线性化和滑模观测器构成的非线性闭环系统的稳定性进行了证明.仿真结果表明该方案使PMLSM伺服系统具有良好的鲁棒速度跟踪性能.     

基于高阶滑模速度控制器的异步电机模型预测转矩控制

针对三相异步电机驱动系统,提出一种基于高阶滑模速度控制器的模型预测转矩控制策略.为了降低负载扰动对系统运行性能的影响,设计一种基于二阶Super-Twisting滑模技术的速度环控制器,以代替传统PI速度控制器,并应用Lyapunov稳定性理论对其稳定性和鲁棒性进行分析,得到使速度控制系统收敛的参数范围.为了提升转矩控制精度,基于异步电机的数学模型,采用模型预测转矩控制理论,以转矩和定子磁链为控制目标设计评价函数,得到最优输出电压矢量驱动电机运行.仿真结果表明,所提出的控制方法能有效提升系统对负载扰动的鲁棒性,并有效降低转矩波动,使电机具有良好的动态和静态运行性能.