基于观测器的永磁同步电机模糊自适应混沌控制

针对混沌现象能够影响永磁同步电动机驱动系统稳定性的问题,本文根据模糊自适应控制和反步设计法的原理,研究了具有不确定参数的永磁同步电动机混沌系统位置跟踪控制,设计了一种新型的降维观测器来估计系统的转子角速度,并利用模糊逻辑系统对永磁同步电动机混沌系统中的非线性函数进行逼近,同时采用反步设计方法,构造了模糊自适应控制器,并在Matlab环境下进行仿真。仿真结果表明,该控制方法能够避免永磁同步电动机出现混沌现象,确保系统可以快速跟踪期望的信号,并对永磁同步电动机混沌系统进行有效控制,该控制策略能够克服永磁同步电动机参数不确定性的影响,实现了对永磁同步电动机的位置跟踪控制。该研究具有实际应用价值。     

永磁同步电机最大输出功率伺服系统的能量成形控制

应用能量成形方法,将永磁同步电机控制系统看作二端口能量转换装置,建立了位置伺服控制模型,求取了满足最大输出功率原理的系统平衡点。选择了期望的哈密顿函数,配置了期望的互联和阻尼矩阵,设计了位置控制器,并针对负载转矩存在未知扰动的情形,设计了负载转矩观测器。仿真结果表明,所设计的控制系统得到令人满意的位置跟踪特性,响应快速准确,对负载转矩扰动具有很好的抑制作用。     

永磁同步电机的神经网络离散位置跟踪控制

针对永磁同步电动机参数不确定及负载扰动问题,本文基于自适应和反步法技术,设计了一种永磁同步电动机离散位置跟踪控制方法。利用欧拉公式得到同步电动机驱动系统的离散数学模型,采用动态面技术,引入低通一阶滤波器对虚拟控制函数进行滤波,解决了"计算爆炸"问题;运用神经网络逼近永磁同步电动机系统中存在的未知非线性项,并将神经网络和反步法相结合,构造离散动态面位置跟踪控制器,同时对其进行稳定性分析,最后通过仿真实验分析验证了该方法的有效性。仿真结果表明,本文设计的离散控制器能够有效跟踪给定信号,实现了对永磁同步电动机良好的位置跟踪控制效果。该控制方法解决了参数不确定性以及负载扰动问题,具有一定的理论意义和实际应用价值。     

执行器跳变故障的失效卫星轨迹跟踪控制

研究了执行器跳变故障的失效卫星轨迹跟踪控制问题,提出了具有跳变控制输入的模型参考跟踪控制器设计方法。结合随机稳定和模型参考跟踪定义,给出了失效卫星轨迹跟踪控制的问题描述。同时考虑系统存在扰动以及推力受限情形,利用线性矩阵不等式方法和非齐次广义Sylvester矩阵方程的参数化解方法,分别设计了对干扰具有抑制效果的鲁棒H_∞状态反馈控制律和完全参数化形式的前馈补偿器。将所提出的方法应用于卫星在轨交会控制系统的控制器设计,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

考虑输入饱和的异步电机自适应位置跟踪控制

针对异步电动机驱动系统存在着参数不确定性、外部负载扰动以及输入饱和限制等问题,本文根据自适应反步法的原理,研究了异步电动机驱动系统的位置跟踪控制策略。在同步旋转坐标(d-q)下,建立异步电动机驱动系统的数学模型,考虑异步电动机驱动系统存在输入饱和,利用神经网络逼近系统中未知的非线性函数,并采用自适应反步控制技术构造位置跟踪控制器,同时利用Matlab软件进行仿真试验。仿真结果表明,异步电动机驱动系统的位置信号可以快速跟踪给定的期望位置信号,当电压过大时能够进行限制,能够克服参数不确定、负载扰动以及输入饱和限制的影响;当t=5s时,改变负载扰动,电机仍能快速地跟踪期望的信号,说明该自适应位置跟踪控制器能够有效地克服负载扰动发生变化而引起的影响,能够实现对异步电动机的有效控制。该研究具有一定的实际应用价值。     

高精度永磁直线同步伺服系统鲁棒位置控制器的设计

介绍了高精度、微进给永磁直线交流同步电机（PMLSM）驱动系统鲁棒位置控制器的设计，首先，在空载情况下，由静态实验获得非线性摩擦系数模型，通过前馈摩擦补偿器补偿非线性摩擦，其次，由递推最小二乘估计器RLS和负载扰动力观测器构成的估计器，用它来估计动子质量，粘滞摩擦系数和负载扰动力，设计积分－比例IP位置控制器以满足跟踪指令和抑制扰动，将观测的负载扰动力前馈，进一步增强系统的鲁棒性。     

基于状态误差PCH和L_2增益的永磁同步电机位置控制

针对隐极永磁同步电动机状态误差PCH控制系统因存在负载转矩扰动而产生位置稳态误差的问题,提出了一种基于状态误差PCH和L2增益相结合的控制方法。建立了基于dq坐标系的永磁同步电机的PCH系统数学模型,同时采用基于状态误差PCH和L2增益理论,并根据最大转矩/电流(MTPA)原理确定了在负载转矩恒定已知时系统的平衡点。利用状态误差PCH系统理论求出系统的控制器,在系统存在负载转矩扰动时,采用状态误差PCH系统理论和L2增益抑制扰动原理求出控制器。通过Matlab/Simulink进行仿真实验。仿真结果表明,在系统含有L2增益时,能够快速到达给定位置,并能够有效抑制负载转矩扰动,减小稳态误差,而且L2增益和状态误差PCH相结合能够抑制负载转矩扰动,使该控制器具有一定的实用价值。     

永磁同步电动机混沌系统神经网络控制研究

通过适当地选择系统参数以及外部输入，永磁同步电动机可以呈现出混沌运动状态。针对永磁同步电动机混沌模型的不确定性，采用基于正模型一逆系统的神经网络控制策略，建立混沌系统的动力学正向模型及其逆模型，实现了永磁同步电动机混沌运动的跟踪控制。仿真结果验证了该控制策略的有效性。     

基于迭代学习控制的混合误差轮廓控制

针对永磁直线同步电动机直接驱动XY平台系统中存在不确定扰动的问题,单轴上设计了基于干扰观测器的迭代学习控制器.迭代学习控制器可以抑制重复扰动,干扰观测器可以消除非重复扰动的影响,两者结合起来可增强系统对重复和非重复扰动的抑制能力.由于轮廓误差计算模型要求跟踪误差远小于期望轮廓曲率半径,所以设计了混合误差轮廓控制器,跟踪误差较大时只控制各轴位置,跟踪误差足够小时进行轮廓控制.仿真结果表明,该控制方法使直接驱动XY平台具有较强的鲁棒性和较高的轮廓精度.     

基于参数化的二阶动力学系统鲁棒控制器设计

研究了一类受扰二阶动力学系统的鲁棒渐近跟踪问题,即采用一种参数化方法来设计具有干扰抑制的模型跟踪控制器.利用模型跟踪控制器所满足的矩阵方程的完全参数化解,给出了跟踪控制器增益的一种参数化表示,从而提供了该模型跟踪设计的所有自由度.然后利用参数化方法所提供的自由度最小化扰动到跟踪误差传递函数的范数来实现干扰抑制.最后通过一个数值例子验证了所提方法的有效性.     

基于STATCOM的风电并网系统阻尼特性 优化控制设计

针对当前风电场并网的暂态稳定性问题,在静止同步补偿器（STATCOM）的基本结构和数学模型的基础上,设计了一种含有灰狼优化算法（GWO）的功率振荡阻尼控制器,并利用GWO算法优化控制器参数来提高系统的暂态稳定性;最后,利用Matlab/Simulink对系统进行了建模仿真分析,对三相接地短路工况下运行的波形进行研究。结果表明,引入的STATCOM阻尼效果较好,振荡被有效地抑制,在一定程度上改善了风电并网系统的电能质量问题。     

基于模糊扰动补偿的直接驱动XY平台轮廓控制

为了削弱永磁直线同步电机XY平台轮廓误差模型相对复杂、系统未知干扰多以及参数不确定对轮廓加工精度的影响,实现XY平台的高精度轮廓控制,在单轴控制器上设计了基于模糊控制方法及干扰观测器技术的模糊扰动补偿器,同时采用了适用于多轴非线性轮廓控制的实时轮廓误差算法,建立可用于自由曲线跟踪的XY平台实时轮廓误差模型.基于模糊扰动补偿器的控制系统能够较好地抑制外部扰动,同时有效地提高轮廓精度.仿真结果表明,所设计的控制系统具有较强的抗扰性和较高的轮廓精度.     

基于扰动观测器的机械臂阻抗复合控制研究

针对机械臂系统模型中存在未知扰动的问题,提出了基于扰动观测器的机械臂阻抗复合控制方法.针对二阶阻抗动态模型,采用由扰动观测器(DOB)、阻抗控制器和位置控制器构成的复合控制策略,其中扰动观测器用来估计机械臂模型中的未知扰动,阻抗控制器用于修正输入角度,位置控制器对修正后的角度进行跟踪控制.复合控制保证阻抗误差可以收敛到一个小的邻域,最终实现期望二阶阻抗模型的动态跟踪.仿真算例验证了该控制方法的有效性.     

永磁同步电机伺服系统H∞控制研究

为提高永磁同步电机伺服系统的鲁棒性和快速性,论文引入了H∞控制策略。针对永磁同步电机永磁体磁链为常数的特点,对其d-q轴模型进行分析,建立了永磁同步电机伺服系统的动力学方程。根据伺服系统参数变动范围和扰动力的特点,选择了较优的权重函数,设计了H∞鲁棒速度控制器。仿真结果表明,设计的H∞速度控制器与传统的PI控制器相比,对模型摄动具有较强的鲁棒稳定性及良好的抗扰动能力,响应速度快且指令跟踪能力强。     

永磁同步电机传动系统能量成形控制仿真研究

针对功率变换器和永磁同步电机（PMSM）构成的传动系统,基于能量成形和端口受控哈密顿（PCH）系统理论,研究其速度控制问题。建立了PMSM的PCH非线性数学模型,在负载转矩恒定已知和恒定未知情况下,设计了系统的速度控制器。根据最大转矩／电流（MTPA）控制原理确定了系统的期望平衡点,分析了平衡点的稳定性。利用PWM信号变换方法控制功率变换器各开关器件的导通占空比,实现隐极PMSM的速度调节。利用Matlab／Simulink仿真,结果表明,系统具有很好的负载扰动抑制能力和转速跟踪性能。     

基于改进灰狼优化算法自抗扰控制器在火电燃料控制系统中的应用

针对火电厂燃料控制这一非线性、滞后性、强干扰的被控对象,设计基于改进灰狼优化算法的自抗扰控制器。对燃料控制系统不同工况进行了阶跃仿真实验、扰动测试、鲁棒性测试以及变工况实验。实验结果表明,相较于传统比例-积分(PI)控制器和专家经验整定的自抗扰控制器,改进灰狼优化算法的自抗扰控制器可以实现燃料量的快速、稳定调节,在抗扰动及变工况过程中有较好的控制效果,具有较强的鲁棒性。     

空间机器人终端滑模路径跟踪控制

对存在摩擦干扰力矩的自由漂浮空间机械臂任务空间路径跟踪控制问题采用终端滑模,实现了跟踪误差的有限时间镇定．同时考虑执行机构存在的死区特性,设计了自适应补偿机构,通过自适应控制来学习死区特性的上界,以确保跟踪控制的有效执行．最后基于Lyapunov方法,从理论上证明了闭环系统的全局稳定性,并通过数值仿真证明此控制器能够有效实现任务空间路径跟踪控制,且对干扰具有一定的鲁棒性．     

二自由度PID内模主汽温控制

基于内模控制理论,针对电厂主汽温被控对象的大惯性、大滞后特点,设计了一种二自由度PID控制系统。设计的二自由度PID控制器有两个调节参数,一个调整系统的位置跟随性能,另一个主要用来调整系统的干扰抑制特性和鲁棒性。对控制系统进行仿真试验,仿真结果表明设计的控制器具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。     

Disturbance observer based position tracking of electro-hydraulic actuator

A nonlinear controller based on an extended second-order disturbance observer is presented to track desired position for an electro-hydraulic single-rod actuator in the presence of both external disturbances and parameter uncertainties. The proposed extended second-order disturbance observer deals with not only the external perturbations, but also parameter uncertainties which are commonly regarded as lumped disturbances in previous researches. Besides, the outer position tracking loop is designed with cylinder load pressure as output; and the inner pressure control loop provides the hydraulic actuator the characteristic of a force generator. The stability of the closed-loop system is provided based on Lyapunov theory. The performance of the controller is verified through simulations and experiments. The results demonstrate that the proposed nonlinear position tracking controller, together with the extended second-order disturbance observer, gives an excellent tracking performance in the presence of parameter uncertainties and external disturbance.     

基于ZPETC和混合灵敏度复合控制的交流伺服系统

针对永磁同步电机(PMSM)交流伺服系统，提出了基于零相位误差跟踪控制(ZPETC)和混合灵敏度的复合控制方法，以解决交流伺服系统的快速跟随性能和抗干扰性能的矛盾.首先根据混合灵敏度控制方法设计了保障系统鲁棒稳定性和抗干扰性能的控制器，然后将包括混合灵敏度控制器在内的闭环系统整体看成被控对象，将其离散化后，进行ZPETC的设计.ZPETC保障了系统的跟随性能.仿真结果表明，所提出的复合控制方法在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时，对系统参数变化和负载扰动也具有很强的鲁棒性.