模糊自抗扰控制的双音圈电机同步伺服系统

在双音圈电机同步系统中,由于音圈电机独特的分体式结构,其中一个电机的外部干扰对另一个电机的耦合作用尤为明显。针对该问题,提出了一种基于交叉耦合控制器(CCC)和模糊自抗扰控制器(Fuzzy-ADRC)的位置同步控制方案。利用自抗扰控制器(ADRC)对音圈电机伺服系统中的扰动总和进行估计与补偿;为进一步提高系统鲁棒性,设计Fuzzy-ADRC实现ADRC的参数自适应调整。此外,设计CCC消除双电机同步过程中的耦合现象,实现双电机伺服同步控制。仿真结果表明,所设计的控制系统能够明显提高各电机跟踪精度和同步精度,控制效果良好。     

基于转速差调节和模型预测控制的双电机伺服系统消隙控制

针对双电机伺服系统,提出一种基于转速差调节和模型预测控制的消隙控制方法。该方法将偏置力矩的施加转换为转速差调节,并利用转速差调节器对双电机进行消隙协调控制,利用模型预测控制提高系统的控制性能。首先,分析了双电机伺服系统结构及其工作原理;然后设计了基于转角输出跟踪误差的转速差调节器和基于双电机伺服系统简化模型的模型预测控制器。最后,通过仿真实验验证了该控制方法能够有效地提高双电机伺服系统的响应速度及控制精度。     

永磁直线电机离散PID神经网络重复控制

针对永磁直线电机的非线性摩擦问题,提出了一种混合智能控制和重复控制设计方案实现永磁直线电机的跟踪控制。为了补偿摩擦力首先应用基于RBF神经网络控制器与PID控制器相结合来实现对周期信号的跟踪。为了进一步提高周期信号跟踪性能,在反馈控制回路中增加一个来源于Bzout恒等式特解的离散时间重复控制器。合成混合控制器(包括神经网络控制器、PID控制器和重复控制器)在直线电机运动控制中能够实现周期性参考输入信号跟踪及扰动抑制。仿真结果表明:控制器能够达到较好的控制效果。     

基于离散滑模原理的位置伺服系统模糊控制器设计

针对位置伺服系统,根据离散滑模控制的原理和模糊控制理论,设计了一种新型离散滑模控制器,以指令信号的前馈作为平均控制,采用模糊推理来调节开关控制的幅度,有效地削弱了系统的“抖振”。实验研究表明,由控制器构成的位置伺服系统,能很好地实现对指令信号的跟踪,具有较强的抗参数摄动和抗干扰能力,表现出良好的控制性能。     

双永磁同步电机系统非级联预测速度同步控制

针对传统双电机控制系统中,运动惯性以及响应不及时等影响速度同步精度和动态响应速度的问题,本文提出了一种双永磁同步电机系统非级联预测速度同步控制策略,将双电机系统看作一个多输入多输出系统进行统一建模,应用有限控制集模型预测控制设计一个紧凑的双电机系统控制器,并将速度同步误差、速度跟踪误差和电机运行性能同时引入模型预测控制的价值函数中,实现多变量的协同优化控制。此外,为满足实际用户需求,引入弱磁、电流限制两个前端模块实现对电压、电流的约束。最后通过仿真进行了转速阶跃信号跟踪、抗负载扰动等对比验证,结果证明所提出的非级联预测速度同步控制策略较传统交叉耦合控制策略能够更有效提升双永磁同步电机系统的转速同步控制性能     

音圈电机伺服系统PWM功率驱动器

为了提高音圈电机伺服系统的控制性能,设计了基于集成功率器件和现场可编程门阵列的PWM功率驱动器。采用LMD18200作为电机驱动器,设计了开关型功率驱动电路。以FPGA为控制核心,采用Verilog HDL硬件编程方法,实现了数字控制器的模块化设计。实验结果表明,在PWM功率驱动器的作用下,电流环快速跟踪电流变化,音圈电机伺服系统满足系统性能要求。     

双三相永磁同步电机位置伺服前馈反馈复合控制

传统伺服系统的位置控制器只采用纯比例控制,不能兼顾系统的响应速度和稳定裕度,且对斜坡等输入信号不能实现无差跟踪。通过分析位置伺服系统的传递函数,设计了一种新型前馈反馈复合控制器。该复合控制器重构了系统的误差传递函数,使系统能够准确跟踪给定信号,提高了伺服系统的跟踪性能和稳定性。为了进一步提升电流环动态性能,在电流环添加反电动势前馈势补偿,用于减小反电动势对电流响应的影响。仿真和试验表明,该控制方法提高了位置伺服系统的动态性能和跟踪精度,验证了前馈反馈复合控制的有效性。     

双电机同步交叉耦合PID控制器的设计与试验验证

针对双电机同步控制问题,提出了一种交叉耦合PID控制器。首先建立双电机同步控制系统的数学模型,然后设计交叉耦合PID控制器,并给出了基于交叉耦合PID控制的双电机同步控制系统的稳定性定理,最后在双电机同步控制试验平台上进行试验。试验结果验证了设计的交叉耦合PID控制器的可行性。     

直线伺服系统的鲁棒保性能控制研究

对具有不确定性的直线电机伺服系统进行鲁棒控制。把一矢量控制的永磁直线电机构成一个三环系统，在速度环和电流环内采用IP速度控制器和状态反馈控制器，以实现电机的高精度快速进给，并抑制外部扰动对系统的影响。为了保证对于所有允许的参数不确定性，系统都具有所期望的性能，采用保性能控制方法设计其最优状态反馈保性能控制器。对电机在两种最恶劣情况下作了仿真实验。结果表明，和传统的方法相比，用该方法设计的直线伺服系统具有性能鲁棒性，当参数变化时，系统具有较好的抗扰性和跟踪性能。     

基于参考输入学习的永磁同步电机高精度位置伺服系统

对于永磁同步电机高精度位置伺服系统,由于控制器带宽及性能的限制,传统控制方法难以获得理想的位置跟踪精度。针对具有重复运行特性的永磁同步电机高精度位置伺服系统,提出采用级联式迭代学习控制修改参考输入信号的方法,通过迭代修正参考输入,使得伺服系统实际位置理想跟踪原本期望输入,给出了控制器结构,推导了收敛条件。仿真和实验结果验证了该方法的有效性。该方法与传统控制器相比,可改善伺服控制精度;控制器设计简单,计算量小,无需对原控制器进行改动或重新设计,方便了伺服产品的开发;在满足迭代学习收敛条件的前提下,对电机参数不敏感,鲁棒性强。     

PMSM位置伺服系统的离散积分变结构控制

讨论了利用离散趋近律设计不确定离散时间系统的变结构控制问题，针对离散趋近律造成系统的抖振，设计了离散积分变结构控制(IVSC)策略，应用于永磁式同步电动机(PMSM)位置伺服系统。仿真结果表明，离散积分变结构控制策略可以明显改善系统的品质，增强系统的鲁棒性．     

永磁同步电机位置伺服控制器及其Backstepping设计

基于永磁同步电机(PMSM)精确的数学模型，针对PMSM绕组相电流和转速强耦合特性，用Backstepping方法设计高性能PMSM位置跟踪控制器。根据Lyapunov定理证明所设计的控制系统具有全局稳定性。结果表明，用Backstepping方法设计的PMSM控制系统可以获得很好的跟踪效果，并且其滤波跟踪误差迅速以指数特性收敛到零，达到很好的位置伺服控制特性。     

基于学习前馈控制的高精度直线伺服系统跟踪控制研究

针对直接驱动的永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统,在分析影响直线伺服跟踪精度因素的基础上,采用学习前馈控制(LFFC)策略对其进行有效的补偿控制.在系统和扰动定性知识的基础上,设计了基于B样条网络的学习前馈补偿控制.仿真结果表明,该控制策略有效地降低了负载扰动、端部效应、摩擦力及参数变化等对系统性能的影响,提高了直线伺服系统的跟踪精度.     

交流永磁直线伺服系统的神经网络--滑模双自由度控制

文章针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统，提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略。该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能的鲁棒性能之间的矛盾。采用滑模控制方法设计输入控制器，保证系统对给定的快速跟踪性能；输出反馈控制器采用神经网络来实现，对系统参数变化和阻力扰动（包括直线电机端部效应引起的推力波动）进行很大程度的抑制。并可以消除扰动引起的滑模控制抖振对系统稳态性能的影响。同时，滑模控制的快速性又能大大加快神经网络的收敛速度。仿真实验结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时，对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性，大大提高了直接驱动系统的伺服精度。     

基于CANopen协议的转台双电机同步控制

对CANopen协议进行了简单介绍,设计了一套基于CANopen协议的双电机同步控制系统。并在实验转台的俯仰轴上成功实现了基于CANopen的伺服控制。控制算法采用交叉耦合的控制。实验跟踪曲线为y=sin(0.1t),单电机控制和双电机控制的跟踪精度分别为0.298 0″和0.281 3″。结果表明,系统响应迅速,可靠性高,同步性好,满足设计要求。     

直流伺服系统离散变结构控制设计

研究离散变结构控制理论及其在直流伺服系统中的应用问题.对传统离散趋近律方法稳态振振的原因进行分析,提出一种对传统离散趋近律施加一约束条件的方法.理论分析及仿真研究结果表明,该方法可以有效减弱抖振强度,提高系统的稳态精度.利用该方法设计的离散变结构控制器能够使伺服系统快速、准确地跟踪给定信号,并对参数摄动和外部干扰具有很强的鲁棒性.     

基于数字前置滤波器优化的ZPETC在伺服跟踪控制中的应用

在高精度伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差.为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2-范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器(DPF),将此滤波器与ZPETC串联构造成新的前馈控制器.仿真结果表明,采用本文提出的优化设计方案,既补偿了相位误差,又改善了系统的增益性能,从而提高了系统的跟踪精度.