新型感应电机自适应观测与滑模控制策略

基于感应电机在二相坐标下的数学模型,使用滑模变结构与非线性分析方法设计出由1个基于滑模的转矩与磁链控制器和1个速度自适应磁链观测器非线性控制系统.首先以定子电流与定子磁链为状态变量,采用非线性系统分析方法建立误差状态方程,然后在使误差渐近收敛为零的原则下设计滑模流形面,根据Layapunov稳定性条件,推导出电阻估计表达式及用于逆变器输入的定子电压控制规律.利用基于模型参考与状态反馈的速度自适应磁链观测器来完成转速辨识与磁链的准确观测,分析得到观测器的收敛条件及自适应率,证明了其稳定性,其估计值作为滑模控制器的输入完成系统的闭环控制.Matlab的仿真与分析结果证明了控制策略的正确性与有效性.     

双绳缠绕式煤矿深井提升系统钢丝绳张力主动控制方法

针对双绳缠绕式煤矿深井提升系统运行过程中钢丝绳张力不平衡问题,提出了钢丝绳张力主动控制方法。首先,分析双绳缠绕式煤矿深井提升系统钢丝绳张力与浮动天轮液压缸负载力之间的关系,考虑系统存在的非线性问题,建立了提升系统钢丝绳张力主动控制模型;其次,由于煤矿深井提升环境恶劣,因此钢丝绳张力反馈信号通过无线装置进行采集,考虑提升系统运行过程中钢丝绳张力反馈信号通过无线传输存在不确定延时问题,基于系统控制模型构建了钢丝绳张力主动控制矩阵,设计了钢丝绳张力无线反馈信号传输延时补偿观测器,证明了包含延时补偿观测器的钢丝绳张力主动控制模型的稳定性;然后,考虑钢丝绳张力主动控制模型是一种严格反馈模型,存在输出约束问题,提出了反步控制和障碍李雅普诺夫函数相结合的钢丝绳张力主动控制方法,并证明了钢丝绳张力控制下的提升系统稳定性;最后,利用双绳缠绕式煤矿深井提升试验台对提出的传输延时补偿观测器及钢丝绳张力主动控制方法开展了实验验证,实验结果表明,延时补偿观测器可有效减小由于无线传输造成的钢丝绳张力反馈信号滞后量,与传统的被动式钢丝绳张力调节装置相比,在高速和低速工况下,提出的钢丝绳张力主动控制方法均可以更有效地减小2根钢丝绳张力差,进一步保证提升系统的安全运行。     

矿井提升机无速度传感器控制研究

针对速度传感器故障率较高、易受干扰等问题,提出了一种速度观测器,用于矿井提升机无速度传感器直接转矩控制。该方法将变结构控制和自适应控制进行有机结合,以定子电流作为参考模型输出量,采用电流偏差构造了合理的滑模面,根据Lyapunov稳定性定理,分析了观测器的收敛条件,证明了其稳定性,得到了转速估计表达式。理论和仿真结果表明,所提出转速辨识方法具有较好准确度和抗干扰性能。     

无速度传感器感应电机滑模磁链与速度观测新方法

基于滑模变结构技术提出一种新的滑模电流与磁链观测策略,用于感应电机的高精度转速估计.以定子电流与转子磁链为状态变量,采用非线性系统分析方法建立了误差状态方程,设计了合理的滑模流形面,根据Lyapunov稳定性条件,推导出定子电流和转子磁链观测方程,分析得到观测器的收敛条件,证明了其稳定性,进而得到转速和转子时间常数估计表达式.该策略能对转速和转子时间常数进行高精度的在线估计,并能克服电机参数变化与负载扰动而引起的性能下降问题,具有估计精度高、收敛速度快、鲁棒性强等优点.     

基于自适应反演滑模的风电机组变桨距控制器的设计

风速在额定风速以上时,变桨距风力发电机组的控制目的是通过桨距角的调节将风电系统的输出功率限制在额定值。针对风电系统二阶模型进行精确反馈线性化,将逆推设计方法和自适应以及滑模变结构控制有机结合,获得了一种保证该类系统全局渐近稳定的自适应反演滑模控制律。根据该设计结果,得到此风电系统的自适应反演滑模变桨控制器,并对所设计控制器进行仿真,结果表明:该控制器能有效、迅速地稳定不确定风电系统,性能很好。     

基于DSP的模糊自适应异步电机矢量控制的研究

多变量性、非线性、强耦合性是异步电机矢量控制系统的三个主要特征,而这种时变系统的电机参数随负载改变较大,所以较难给出准确的数学模型。设计了一种基于DSP的异步电机的双闭环适量控制系统,转速控制器采用一种参数自调整模糊控制器,磁链观测器采用了改进的电压模型和电流模型相结合的方法。仿真实验表明,系统的动态响应加快,抗干扰能力和鲁棒性都增强。     

超高速运行下通风机变频器的自适应调制策略应用研究

通风机是保证矿业安全生产的重要设备,调速范围大。固定调制策略控制方式难以兼顾通风机的大范围调速,只能保证通风机在中低速工况下的平稳运行。为此提出了通风机变频器的自适应调制策略,将通风机转速分为低、中、高、超高4个范围,针对不同的转速范围自适应地调节载波频率,保证通风机在转速大范围变化时均能平稳运行。最后在PLECS下搭建了系统仿真模型,仿真结果验证了该调制策略的有效性。     

矿用永磁同步电机无位置传感器控制研究

传统一阶滑模观测器通过估计反电动势实现系统无位置控制,该系统存在较大的高频颤振,且速域相对较窄。基于此,通过设计二阶滑模观测器,估计出扩展反电动势,利用锁相环得到转速和位置的估计值。仿真结果表明:该算法能有效减小系统中的颤振、提高估计精度、简化系统结构、拓宽速域,增强系统抗干扰能力。     

基于转速反馈的电子差速控制策略研究应用

借鉴传统汽车机械差速及电动汽车电子差速控制原理,通过对基于交流电动机稳态电路的转差率控制方法的解析,结合无驱动桥矿用车辆变频驱动方式特点,提出一种基于转速反馈的差速控制策略。该策略在保证两驱动电动机力矩趋于相等的前提下,实现两侧车轮的自适应差速。结果表明,该差速控制策略简单、可靠,适用于低速矿用车辆的差速控制。     

基于L_2观测器的Takagi-Sugeno系统故障诊断研究

针对一类Takagi-Sugeno系统模型所描述的非线性系统,基于L2方法,研究了控制系统故障诊断问题.通过引入参考模型,利用L2优化的方法设计故障诊断观测器,产生系统故障的残差模型.运用李亚普诺夫稳定性理论给出观测器稳定的充分条件,并用线性矩阵不等式方法表示了其充分条件,通过解矩阵不等式得到观测器的增益矩阵.仿真研究说明所提出的方法是有效的和可行的.