基于模糊与自校正技术的超声电机伺服控制

通过电机的工作原理和速度特性分析,选定驱动频率为其控制变量;为实现电机快速而高精度位置控制,引入模糊和自校正复合控制技术,其中,模糊逻辑控制技术意在实现控制的快速性,自校正技术用以提高控制精度;组建了控制系统,完成了相应的控制实验;结果表明:在超声电机上采用这种复合控制技术上可以得到较好的控制效果。     

超声电机参数摄动与广义预测控制

针对超声电机速度与驱动频率具有很强的非线性,理论建模困难,难以实现高精确控制的问题,采用辨识的方法建立了旋转行波超声电机的Hammerstein模型,并测量了该模型的参数摄动;针对电机参数在大范围内摄动,提出采用两步法广义预测控制方法,整定了广义预测控制算法的参数,并对超声电机两步法广义预测控制进行了稳定性分析和速度控制仿真。理论分析和仿真结果都表明,超声电机Hammerstein模型参数在大范围内摄动时,两步法广义预测控制器能够准确地跟踪速度设定值的变化,证明了超声电机广义预测控制的可行性,为超声电机高精度控制提供了控制模型和控制方法。     

基于MRAC 方法的直线电机的位置角度校正技术

分析了直线电机的位置角度误差对直线电机的输出电流的影响;为了消除直线电机的位置角度误差,作者在基于模型参考自适应控制方法的基础上设计了一套直线电机的位置角度校正系统.由于该校正系统中的位置角度误差补偿器采用不受位置角度影响的输入量对位置角度进行校正,所以可以在现有位置角度测量的基础上实现对位置角度的准确校正,为在现有直线电机和低精度光栅尺的情况下获得尽可能高的控制精度提供了保证.仿真和实验结果显示,采用位置角度校正后,直线电机可以实现对力矩电流的精确控制,而且位置角度误差能够被校正.     

基于模型参考自适应技术的超声电机测控研究

推导出超声电机(USM)面向控制的数学模型,并结合电机的速度特性,给出了TRUM60电机的传递函数;构建了利用光栅编码器进行位置反馈的测控系统,在系统中引入了模型参考自适应控制(MRAC)控制器对USM进行控制.控制实验表明:在USM运转性能发生变化的情况下,USM的MRAC仍能实现快速精确的位置控制,控制误差为-0.1°～ 0.13°.     

超声电机驱动的目标视觉跟踪系统设计与实现

设计了一种超声电机驱动的目标视觉跟踪系统.该系统通过对摄像头采集到的图像进行处理,对目标进行识别、提取其位置信息,在此基础上,利用模糊-PID控制方法经超声电机控制摄像头的偏转角对目标进行实时跟踪.实验结果表明:对超声电机采用这种复合控制的方法可以使跟踪系统获得较好的控制性能,其跟踪的快速性达到约0.2s,精度在±6mm以内.     

一种开关磁阻电机模数混合式控制系统的设计

本文介绍了一种开关磁阻电机模数混合式控制系统的设计方案。分析了开关磁阻电机的数学模型和工作原理,提出基于定角度电压斩波方式的速度单闭环控制方案,控制回路采用模拟方式实现PI速度调节,反馈回路则采用以80C51为核心的单片机系统进行位置信号与反馈速度之间的转换处理,同时给出相应硬件结构。     

LabVIEW在超声电机速度控制仿真中的应用

超声电机(USM)是一种利用压电陶瓷逆压电效应工作的新型电机,以超声振动和摩擦力为驱动源,速度控制方式有:调压调速,调相调速,变频调速等,分析了USM的各种速度控制特性。LabVIEW虚拟仪器图形编程语言使USM的系统仿真成为可能,它构建起集数据采集、分析处理及输出于一体的微机开发平台。介绍了LabVIEW软件的原理方法和编程特性。利用LabVIEW对电机的速度控制进行仿真,呈现了仿真结果和波形,证实了LabVIEW软件的简便、直观和实用性,揭示了“软件就是仪器”。     

高速永磁同步电机智能控制技术的仿真

电机在高速运行的情况下,电机在调速过程中会出现超调及转速波动大等现象,特性与常规电机有很大的不同.针对系统稳定特性和实时响应特性应有较好的控制,传统的电机用的是PI控制,往往无法满足高性能控制的要求,为了克服了传统PI控制的一些缺点,并优化高速电机的性能,以高速永磁同步电机为研究对象,提出了采用滑模变结构控制和自适应模糊控制相结合的控制策略对高速电机的调速系统进行设计.方法结构简单,具有快速的动态响应和较高稳态精度.通过仿真试验,系统对负载和转动惯量的变化具有很强的鲁棒性,比传统的PI控制超调小,改善了稳定运行的性能,为设计提供了依据.     

基于超声电机的护理机器人的设计与实现

以超声电机为驱动元件,设计并实现了双平行四边形结构的护理机器人。根据行波型超声电机的特性,利用调节频率的方式结合闭环理论进行速度控制,利用查表的方法实现了圆形轨迹的控制。实验结果表明,该系统运行稳定且精确。     

单片机之步进电机控制及LCD显示

位置控制是自动化控制中一个基本控制单元,随着设备精度的要求越来越高、加工件越来越小,对位置的定位精度的要求越来越高,故在许多位置控制方面采用更高精度的步进电机、伺服电机去替换原先的直流电机及交流电机。传统控制这些电机是采用PLC,虽然大部分的PLC都具有位置控制(脉冲输出)功能,但更改某些位置参数时,要么借助于个人PC或编程器去更改PLC内存中的位置参数信息,要么增加触摸屏去更改PLC内存中的位置参数信息以改变电机的位置参数,这样做将大大增加设备使用的复杂性和设备的成本。     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

Robust containment control in a leader–follower network of uncertain Euler–Lagrange systems

A distributed controller is developed that yields cooperative containment control of a network of autonomous dynamical systems. The networked agents are modeled with uncertain nonlinear Euler–Lagrange dynamics affected by an unknown time‐varying exogenous disturbance. The developed continuous controller is robust to input disturbances and uncertain dynamics such that asymptotic convergence of the follower agents' states to the dynamic convex hull formed by the leaders' time‐varying states is achieved. Simulation results are provided to demonstrate the effectiveness of the developed controller. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

解耦控制的现状及发展

通过对多变量系统解耦设计的必要性分析,介绍了传统解耦、自适应解耦、鲁棒解耦、智能解耦等各种解耦方法,并叙述了各种方法的研究现状和应用情况,同时分析了各种方法局限性。指出解耦控制领域的研究已成为控制理论和控制工程界共同关注的热点。自适应解耦与智能解耦,侧重于控制器的研究,它们更多采用试探、优化方法来设计控制器．理论研究还尚待完善。因此,寻求一种有效的、简单易行的控制方法,即寻求理论与实际结合点,是今后研究的方向。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

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.