基于逆系统理论的感应电机内模控制研究

针对感应电机这一多变量、非线性、强耦合的控制对象,采用逆系统控制策略构建感应电机调速系统的动态逆系统,并与原系统串联重构成伪线性复合系统;基于内模控制理论,设计转矩和磁链控制器,实现了感应电机转速的高精度控制,仿真和实验结果表明系统具有优良的静态及动态性能,对负载扰动、参数摄动和未建模动态等具有很强的鲁棒性。     

自适应逆控制实现的高性能调速系统

首次将不同于常规反馈控制的自适应逆控制理论应用于直流调速系统 ,解决了常规反馈控制系统中存在的系统跟随性与抗扰性需折衷问题 ;利用其扰动消除器消除电机参数摄动及负载扰动对系统动、静态性能的影响。理论分析及仿真实验表明 ,自适应逆控制系统比常规反馈控制系统具有更好的稳定性、抗扰性、鲁棒性     

自适应逆控制高性能调速系统研究

以自适应逆控制理论应用于直流调速系统,解决了常规反馈控制系统所存在的系统跟随性与抗扰性需折衷等问题,并利用扰动消除器消除电机参数摄动及负载扰动对系统动、静态性能的影响。理论分析及仿真实验表明,自适应逆控制系统比常规反馈控制系统具有更好的稳定性、跟随性、抗扰性及鲁棒性。     

矿井提升机滑模速度控制策略研究

矿井提升机异步笼型感应电机交流矢量控制策略中速度控制通常采用比例积分控制器,电机参数摄动和负载扰动等因素都会使控制系统性能变差。对此,提出了一种新型的滑模速度控制器,利用滑模变结构控制在建模误差以及内部参数发生变化时鲁棒性强等特点,改善了控制系统的动静态性能。该控制策略响应速度快、控制精度高,对电机参数摄动和负载扰动具有较强的鲁棒性。仿真结果验证了控制策略的正确性和可行性。     

改进遗传算法优化的矿车驱动系统自抗扰控制

针对矿山车辆行驶过程中易受冲击振荡,造成液压控 制系统剧烈波动、稳定性下降等问题,提出一种基于改进遗 传算法的自抗扰控制(ADRC)方法,首先通过分析矿车液压 驱动系统工作原理,建立变量泵控马达驱动系统的数学模 型;其次以矿车速度平稳控制为目的,设计自抗扰控制器,结 合模拟退火的思想拉伸适应度函数,改进遗传算法,并进一 步优化自抗扰控制器参数(GAＧADRC);最后在 MATLAB 中搭建矿车与液压驱动系统的联合仿真模型,采用 ADRC 和改进的 GAＧADRC两种控制方法进行速度控制性能和抗 扰能力仿真对比.仿真结果表明,改进的 GAＧADRC控制方 法速度控制精度高,抗干扰能力强,有助于大幅提升液压控 制系统的稳定性和鲁棒性.     

六相感应电机直接转矩控制的新策略

为直接控制电机的气隙磁通和电磁转矩,提出了特殊的定子电流波形.从理论上对这种特殊电流波形激励的六相感应电机内部气隙的磁场强度性能进行了分析,并推导出电磁转矩的方程式.根据所提出的直接转矩控制技术,对一个小型（2 kW）两极六相感应电机驱动系统在电流数字滞环控制下进行实验研究.实验结果表明,电磁转矩和转矩电流在MMF平衡条件下呈线性关系而与负载的大小无关.采用电流波形驱动六相感应电机的优点是气隙磁场类同于直流电机的一个方波,并且可以实现电磁转矩的直接控制,省去了繁琐复杂的派克变换和逆变换.这种转矩控制新策略也可使系统具有良好的动态性能.     

基于自适应遗传算法的异步电机无速度传感器矢量控制

无速度传感器是电机调速的一个新发展方向,它具有免维护、不受电机和传感器参数影响等优点。矢量控制技术已经发展到实用化阶段,在目前的矢量控制技术中,速度调节器和转矩调节器都采用常规的PI控制器。在工程应用中,整定PI参数较为困难。将遗传优化算法引入矢量控制的速度调节器的参数寻优中,采用自适应遗传算法整定PI参数,仿真结果表明,经遗传优化后的系统具有很好的静、动态性能和鲁棒性。     

永磁同步电机鲁棒自适应反步控制

针对高性能的永磁同步电机伺服驱动系统,考虑电机实际运行过程中定子电阻、转子磁链和负载转矩的变化必然影响到系统的伺服精度,采用自适应反步法设计控制器,选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而实现转速的非线性控制,推导出控制律和参数自适应律.为提升系统的稳态性能,在控制输入中引入了转速误差的积分项,从而消除残留误差.在补偿参数不确定性影响与提高系统的抗干扰能力的同时,实现电机转速的高性能全局渐近稳定跟踪控制.仿真结果证明, 控制策略在参数摄动和负载扰动下都是有效的、正确的.     

异步电动机直接转矩控制系统的仿真研究

针对异步电机交流调速系统的特点,采用了直接转矩控制(DTC)交流变频调速方案,直接对电机定子磁链和电磁转矩进行控制,避免了矢量控制中复杂的变换和参数运算,使控制结构简单。应用Matlab/Simulink对直接转矩控制的定子磁链近似圆形控制的方法进行了仿真和分析,验证了系统的正确性。     

基于SRM的矿用电机车调速系统转矩优化研究

针对传统基于开关磁阻电机的矿用电机车调速系统在应用过程中体现出来的转矩脉动大、转速响应慢等问题。提出了一种新型开关磁阻电机调速方法,该方法运用直接转矩控制对开关磁阻电机的转矩进行优化,采用了转矩磁链双闭环控制,实现开关磁阻电机调速系统的直接转矩控制。仿真结果表明,系统在运行过程中具有转矩脉动小、转速响应快的优点。     

基于PID神经元网络的交流感应电动机解耦控制研究

通过对感应电动机的矢量控制原理分析,提出了一种PID神经元网络控制器,以不断调整其各层神经元的连接权重值,使交流感应电动机的转子总磁通和转子转速达到解耦控制。构造系统对转子总磁通和转子转速的闭环控制,从而使感应电动机能够模仿直流电动机的控制方法,获得比较理想的控制性能。     

神经元矢量控制技术在矿井提升机中的应用研究

矢量控制技术的发展大大提高了交流电机调速系统的性能,使交流电机获得可以和直流电机相媲美的调速性能。实际应用到矿井提升机中,矢量控制技术有很多诸如转子参数的变化等造成磁链估计不准的问题,通过引入神经元,对转子参数在线学习,可以很好地解决这个问题,大大提高矢量控制中的磁链估计精度,具有实际应用价值。     

H∞控制理论在直流矿井提升机调速系统中的应用

分析了矿井提升机调速控制系统现状,指出了调速系统中所面临的主要问题,外部干扰和系统参数摄动问题。建立了直流电机调速系统数学模型,给出了基于H∞理论的调速控制器设计方案,绘制了控制原理框图,求解了Riccati方程,得到了H∞控制器的传递函数。仿真结果表明,控制器对于工况环境干扰和系统参数摄动具有很强的鲁棒性能,系统调整时间和调速率得到了较好的改善。     

电动汽车感应电机旋转电动势控制技术

基于机电能量转换原理,阐明了转子磁场定向控制不仅能实现电磁转矩和磁链的解耦,还能实现转子变压器电动势和旋转电动势的解耦,通过控制旋转电动势达到控制转矩和转速。针对电动汽车的感应电动机采用旋转电动势控制技术构成矢量控制系统,仿真表明这种新型的控制方法具有良好的动态性能,为提高电动汽车的控制性能提供了一条有效途径。     

矿井交流提升机双闭环调速系统设计

针对转子串电阻调速的机械特性较软,具有耗能大、启动不平稳、故障率高等缺点,设计了斩波式串级调速系统。为了提高静态调速精度,并获得较好的动态特性,系统采用电流负反馈与转速负反馈的双闭环控制方式,通过调节器的调节,最终获得转速无静差系统。系统调速范围宽,转速可在950～1 350 r/min连续可调。实现了阶跃输入时的实际转速对给定转速的跟踪,而且稳态时无偏差。电动机等速运行时能够平滑过渡到自然特性曲线,实现了无级平稳调速的全新功能。     

双PWM变频调速系统在矿井提升机中的应用

针对目前大部分矿井提升机仍采用转子串电阻调速方法造成能量浪费的现状,提出了一种双PWM变频调速方案:三相电压型PWM整流器采用电压、电流双闭环控制,其中电流环引入前馈解耦控制,并结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法来提高直流电压利用率。仿真实验的结果表明,该双PWM变频调速系统控制精度高、动态响应快、抗扰能力强,能有效地实现矿井提升机的节能降耗。     

基于DSP控制无传感器的无刷直流电动机调速系统

介绍了基于TMS320LF2407DSP控制的无位置传感器无刷直流电机调速系统。系统通过反电动势法实现位置检测,同时给出了系统的硬件和软件构成。最后通过实验证明该系统具有较宽的调速范围、优越的静态和动态特性。     

Passivity-based control of synchronous motors in mine hoist systems

An adaptive PBC strategy for SM with a time-varying load torque to track flux and speed trajectories was proposed. The key point of this method was the identification of terms, known as workless forces, which appeared in the dynamic equations of SM but had no effect on the energy balance equation of the closed loop. PBC, combined with adaptive control schemes, not only preserved the advantages of PBC such as nonexistence of singularity, but also rejected the flux and speed tracking error caused by stator and rotor resistance variation. The rotor currents of SM were estimated via a state observer. This algorithm simplified the control structure and enhanced the robustness of the control system. The feasibility and effectiveness were confirmed by experimental results based on dSPACE. Supported by the National Basic Research Program of China(973 Program)(2005CB221505); the Special Scientific Research Foundation for Doctoral Subject of Colleges and Universities in China (20050248058)     

带式输送机梯度调速系统研究

针对目前带式输送机智能控制系统根据煤流量实时变化连续频繁调速导致的输送带易磨损和疲劳损伤问题,基于张紧力变化率和煤流量设计了一种梯度调速控制系统。通过采用有限元法建立带式输送机动力学模型计算滚筒处输送带的张紧力,结合检测装置实时获取的煤流量信息和输送带速度,采用模糊控制器实现带式输送机梯度调速。应用结果表明,该系统在负载波动较小时不改变输送带速度,负载变化较大时梯度调速,能够降低输送带磨损和疲劳损伤。