刚性联接双电机系统功率平衡控制策略

针对刚性联接双电机系统因参数摄动和负载变化导致的系统输出功率不均衡问题,基于转矩闭环矢量控制系统,提出了一种自抗扰模型预测(ADRC-MPCC)转矩交叉耦合功率平衡控制策略。首先,建立刚性联接双电机系统的统一数学模型,基于该模型分析了功率不平衡产生的原因;其次,通过确定合适的转矩反馈补偿系数,提高了系统中双电机的同步性能;最后,设计自抗扰控制器对转速环、磁链环和转矩环的扰动进行估计和补偿,并通过简化模型预测控制方法对逆变器开关状态进行选择,减少了控制器的运算时间。仿真与实验结果表明,提出的控制策略实现了参数摄动和负载扰动情况下刚性联接双电机系统的输出功率平衡,验证了功率平衡控制策略的有效性。     

轧机单独传动弹性连接系统多电机同步控制

轧辊单独传动系统需要实现上、下拖动电机转速同步。为解决弹性连接引起的扭振与轧制负载扰动会导致同步控制性能降低的问题,建立轧辊单独传动弹性系统模型;将扰动补偿与现有交叉耦合同步控制策略相结合,重构综合扰动并实现补偿反馈,以改善弹性轴连接情况下同步控制系统的动态性能与抗扰能力。仿真结果表明,扰动补偿的加入对抑制扭振效果明显,最高同步误差绝对值在启动时降低到0.2865 rad/s,轧制负载时降低到0.0063 rad/s,同步效果明显提高。     

基于DSP的永磁同步电动机控制系统的研究

实现了一个基于数字信号处理器(DsP)的永磁同步电动机的控制系统,对该控制系统进行了分析.重点研究了最大转矩电流比的方法,该方法在逆变器容量相同的情况下可大大提高系统动态性能,在输出相同的力矩条件下电机具有更小的定子电流.介绍了该永磁同步电动机控制系统的硬件、软件设计与调试.仿真与实验结果表明,该控制系统具有良好的控制性能.     

潜器全方位推进器主轴转速鲁棒H_∞控制器设计

针对潜器螺距调节式全方位推进器的工作环境和负载特性比较复杂的特点,为了提高全方位推进器主轴转速系统的动态性能和对参数扰动的鲁棒性,利用鲁棒控制理论,建立了永磁同步电机传动系统的反馈线性化模型,实现了主轴转速系统的鲁棒控制.该速度控制系统由负载转矩扰动估计器以及鲁棒控制器两部分构成.负载转矩扰动估计器主要用于负载扰动估计,以确保有效补偿负载扰动的影响.鲁棒控制器在电机参数发生变化和出现干扰的情况下,获得转速的跟踪性能.仿真结果表明,采用H∞鲁棒控制器的永磁同步电机主轴转速控制系统较传统的PID控制系统具有更好的跟踪性能、鲁棒稳定性和抗干扰性能.     

双伺服电机同步运行的最优控制

以双伺服电机组成的同步运行系统为研究对象,建立了系统的数学模型。基于线性二次型调节器(LQR)的性能指标设计了最优控制器,并采用转矩扰动观测器作为前馈补偿控制器以克服突加负载对系统的影响。在MATLAB/Simlink环境下建立仿真模型,仿真结果验证了系统良好的同步运行性能和抗干扰性能。     

一类欠驱动Euler-Lagrangian系统的同步控制

基于非线性系统反馈线性化方法得到了欠驱动Euler-Lagrangian系统的局部反馈线性化模型,并进一步应用小偏差线性化方法得到了此类系统的线性化模型.针对N个线性化后完全能控的欠驱动Euler-Lagrangian系统,提出了一种同步误差的构造方法,保证了包含N个系统原状态变量和各个系统同步误差信号的增广系统仍然完全能控,进而提出了一种最优同步控制器设计方法.对由两部一级直线倒立摆装置组成的欠驱动Euler-Lagranglian同步运动系统,采用上述方法设计了其最优同步控制器,并在实际的实验设备上进行了实时控制实验.实验结果表明,所提出的最优同步控制器实现了倒立摆装置的稳定平衡和小车位置的精确跟踪,并且令两个装置间达成了同步运动.与主从式同步控制方法相比,此最优同步控制器具有更好的同步效果.     

基于模糊PID控制器的多电机交叉耦合控制同步控制系统设计

针对多台伺服电机同步控制精度难以保证的问题,设计了基于运动控制卡的多轴电机控制系统。该系统以运动控制卡为核心,通过以太网与上位机通信,并利用硬线信号实现对多个伺服驱动器的同步控制。采用交叉耦合控制设计多电机同步控制器,实现对多电机同步位置误差的检测和补偿修正,利用模糊PID控制算法对控制参数进行整定,以提高系统的同步精度。在负载扰动、阶跃输入以及斜坡输入作用下,通过MATLAB对提出的算法进行了仿真实验。实验结果标表明,交叉耦合控制具有良好的抗扰动性能与良好的同步性能,采用模糊控制器对PID参数进行整定后,对系统的超调量起到了明显的优化作用。     

基于定子电阻观测器的PMSM模糊直接转矩控制系统

定子电阻的变化以及传统的滞环控制器不可避免地会导致永磁同步电动机直接转矩控制系统产生较大的转矩和磁链脉动,从而影响系统的运行性能。为解决这一问题,可以在永磁同步电动机直接转矩控制系统中利用定子电阻观测器对定子电阻进行补偿,并且用模糊控制器代替传统的滞环控制器。最后的仿真结果表明：基于定子电阻观测器的永磁同步电动机模糊直接转矩控制系统不但具有较小的转矩、磁链脉动,而且在电动机参数发生变化或受到外部扰动的情况下,系统仍然具有快速响应性能。     

基于转矩扰动估计的电机反馈线性化控制

根据永磁同步电动机的非线性动态数学模型,采用直接反馈线性化控制方法,实现了永磁同步电动机系统的输入输出线性化.通过此方法设计的速度跟踪控制,在保证整个闭环系统稳定的情况下,提高速度跟踪的快速性.另外在此基础上,采用了负载转矩扰动观测器,减小了负载扰动对速度的影响.仿真表明,反馈线性化控制设计简单,有很好的速度跟踪性能.     

基于智能PI的永磁同步电动机近似最大转矩电流比控制

在永磁同步电动机数学模型和最大转矩电流比(MTPA)控制理论基础上,通过优化算法研究了一种近似最大转矩电流比控制,对转矩电流关系进行线性化,便于工程应用。为了改善传统PI调节系统的动态性能,采用一种智能PI调节器作为系统的转速外环控制器。仿真结果表明:近似最大转矩电流比控制性能接近最大转矩电流比控制,相同的负载扰动下智能PI控制系统的动态速降和恢复时间均小于传统PI控制系统。     

Dual mode synchronous positioning with switching of master–slave axes by using a torque signal for contour control of articulated robot arms

Dual mode synchronous positioning control with switching of master and slave axes is proposed to realize accurate contour control of industrial robot arms. The axis which is contaminated with disturbance is selected as the master axis, then the disturbances in both first axis and second axis can be compensated. The effectiveness of the proposed method was verified by experimental results of an actual articulated robot arm. © 2001 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 138(2): 33–40, 2002     

双永磁电机系统转速同步控制

针对双永磁同步电机系统中,由于负载扰动造成双电机转速不同步而极易引发差速振荡的问题,该文结合交叉耦合控制结构和滑模控制算法,提出一种基于积分型滑模速度控制器的转速同步控制策略,使用指数趋近律以及饱和函数抑制滑模固有的抖振现象。此外,设计了转速同步控制器对两电机的电流环进行补偿,通过选择合适的耦合同步系数,使两电机速度尽快达到同步。实验结果验证了在所提出的控制策略下,双永磁同步电机系统的鲁棒性、转速跟踪性能以及同步性能均得到提升。     

基于转矩跟随主从控制策略的多电机同步控制

与传统的主从控制策略不同,提出以转矩为控制量,将主电机控制器的输出转矩作为给定转矩,从电机跟随主电机的转矩的控制策略.由于给定转矩是由主电机的转速差经过PI调节得到的,受转速波动的影响较小,保证了主从电机间传递参量的稳定性.使用改进的主从控制策略和矢量变频控制方法设计了控制器,构成了转速与转矩双闭环控制系统.对四台异步...     

多轴同步系统模糊补偿虚拟主轴偏差耦合控制

在多轴同步系统中，同步控制的目标包括降低同步误差，减小跟踪误差。针对普通偏差耦合控制在实际应用中的问题，对其结构进行改进。该结构通过引入虚拟主轴，虚拟主轴在参考各轴反馈转速的同时，同步完成各轴转速给定补偿，优化了同步控制性能，简化了转速补偿结构。然后，通过结合模糊补偿，可自适应修正控制参数。最后，通过机构运动进行了试验验证，试验结果表明该控制方法相对传统偏差耦合控制结构，在简化系统结构的同时，可进一步提高同步控制性能，在存在负载扰动的运行工况下，可有效降低跟踪误差。该方法也为相关领域的同步控制提供了参考。     

一种基于转矩扰动观测器+重复控制的船舶永磁同步电机矢量控制技术

船舶永磁同步电机(PMSM)在海洋复杂环境下运行时,容易受到转矩扰动,严重影响电机的控制性能,这一问题在PMSM中低速运行时更为明显。针对这一问题,提出一种基于转矩扰动观测器+重复控制的PMSM矢量控制方案。设计了一个基于转子位置的转矩扰动观测器,用于估测PMSM扰动转矩,并在此基础上结合重复控制的思想,周期性地补偿并缩小由扰动转矩而产生的误差。通过MATLAB/Simulink仿真和试验,验证了该方案具有较强的抗转矩扰动能力和较好的调速性能。     

A cross‐coupling reference model control algorithm

This paper presents an extended cross‐coupling generalized predictive control algorithm with reference models for multi‐axis coordinated motion systems. It is obtained by minimization of a modified performance index in which the synchronization errors between different motion axes are embedded. Therefore, through adequately adjusting the control parameters the resulting control system may provide an improved performance in terms of tracking and synchronization. An application of the proposed algorithm to an electro‐hydraulic process is completed, and the simulation results demonstrating the good performance are also given. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于模糊自适应的固态变压器逆变级改进LADRC控制

为提高固态变压器逆变级的性能,实现系统自动寻优,解决各种负载扰动时暂态稳定性问题,提出了一种基于线性扩张状态观测器LESO(linear extended state observer)估计误差补偿的改进二阶线性自抗扰单环控制策略,并引入模糊自适应与改进线性自抗扰中的状态误差反馈控制率结合,使用Lyapunov稳定性定义证明了系统的稳定性。最后,利用MATLAB/Simulink仿真平台对固态变压器逆变级进行建模,对文中提出的策略在各种工况下的控制性能进行了测试,验证了其正确性和参考价值。     

一种基于相邻耦合误差的多电机同步控制策略

在许多现代制造业中，大型高精度、高转速传动系统的多电机同步控制是最为核心的问题之一。现有的同步控制算法大多仅限于双电机同步系统，难以拓展到多电机控制中(n>2)。针对现有多电机系统的同步控制策略难以确定合理的耦合补偿规律及在线计算量大的问题，提出了一种最小相关轴数目的多电机同步控制思想，并设计了基于相邻耦合误差和滑模控制理论的同步控制算法。利用李亚普诺夫函数证明了该算法的收敛性和稳定性。对四轴同步控制系统的仿真结果表明，该控制策略的同步稳定性能高，收敛速度快，因而具有较高的应用价值。     

基于线性自抗扰控制的微网逆变器时-频电压控制策略

微网是一个非线性、强耦合、多约束、负载扰动大的系统,传统比例-积分(PI)双环控制已经无法满足需求,自抗扰技术通过补偿扰动可使微网逆变控制系统的性能显著改善。据此,文中提出了基于线性自抗扰控制(LADRC)的微网逆变器时-频电压控制策略。为了提高微网逆变器的抗扰性能和动态性能,在时域上,设计和分析了dq轴解耦环节、带电容电流反馈的降维扩张状态观测器以及线性状态误差反馈控制律;为了提高微网逆变器在各谐波频率处的跟踪精度和抗扰性能,分析了时域LADRC系统的频率响应特性,并据此设计和分析了频域上的实部/虚部解耦环节和时-频域LADRC策略。最后,针对工作在孤岛模式下的微网逆变器,对所提策略进行了实验验证。实验结果表明,与PI双环控制对比,基于LADRC的微网逆变器时-频电压控制策略具有更好的解耦、抗扰、动态性能,并能精确控制谐波电压以达到抑制谐波的效果。