基于扰动观测器和重复控制器的永磁直线同步电动机鲁棒控制

针对高精度直接驱动的永磁直线同步电动机伺服系统,研究其负载扰动、系统参数变化及端部效应等不确定性因素对系统伺服性能的影响,提出一种将扰动观测器(disturbance observer,DOB)和重复控制器(repetitive controller,RC)相结合的的鲁棒控制策略。基于DOB的鲁棒反馈控制器补偿了外部扰动、负载扰动、未建模动态、系统参数变化及不确定性等,保证了系统的速度鲁棒性能,但是DOB无法彻底抑制端部效应这种周期性扰动对速度品质的影响,为此,采用根据内模原理设计专门抑制周期性扰动作用的RC来消除端部效应对系统的不良影响。理论分析和仿真实验结果表明所提出的控制方案是有效的,采用该方案可明显提高系统的鲁棒性能。     

基于多目标遗传算法的永磁环形力矩电机H∞速度控制

数控转台用永磁环形力矩电动机回转送进系统采用直接驱动技术后,对负载扰动和参数变化更为敏感,使系统的伺服性能大大降低.采用多目标遗传算法设计H∞速度控制器,对H∞速度控制器参数优化选取,与传统H∞速度控制相比,该控制方法可以有效地抑制负载扰动和参数变化对数控转台伺服系统的影响,使系统具有更强的鲁棒性,并获得良好的跟踪响应.仿真结果表明,所提出的多目标遗传算法H∞速度控制使数控转台回转送进系统对负载扰动及参数变化具有更强的鲁棒性和快速性.     

基于遗传算法的永磁同步直线电机PID控制研究

由于永磁同步直线电机系统运行过程中参数摄动和负载扰动等问题的存在,传统 PID控制器无法满足高精度伺服控制系统的要求。设计出一种基于遗传算法(GA)优化的 PID 控制器,并通过 Simulink 对永磁同步直线电机控制系统进行建模和仿真实验。仿真和实验表明,采用 GA优化的PID控制器与传统的 PID控制器在指定速度和负载扰动条件下相比,具有更好的动态稳定性和跟踪性能,能有效抑制参数摄动的影响并对负载扰动具有较强的鲁棒性,实验结果也证明了方案的有效性和可行性。     

永磁同步电机转矩脉动抑制无位置传感器重复控制系统

提出了一种永磁同步电动机转矩脉动抑制无位置传感器重复控制系统。速度环采用比例积分调节器与重复控制器串并联的复合控制结构,提高了速度环的跟踪性能,降低了系统因负载或其他扰动引起的转速波动;在扩展反电动势观测器中加入了电机扰动观测器和重复控制器,降低了因负载扰动和角度估计误差对电机稳定性的影响,抑制了转矩脉动。在MATLAB/Simulink仿真环境下进行了仿真,验证了该方法的有效性。     

周期性输入的直线伺服系统改进重复控制

针对直线电机驱动的凸轮加工随动系统实际加工应用中,要求系统既要对周期性输入信号具有跟踪能力,又要对周期性扰动具有抑制能力。对这一问题,根据基于内模原理的重复控制理论设计实用性强的插入型重复控制器,来消除由周期性输入的基波和谐波所引起的误差,以便减小系统周期性稳态跟踪误差。为进一步改善控制器的性能,有效地增加运行带宽,设计改进的插入型重复控制器,减小系统的跟踪误差,使得系统的跟踪性能得到更好的改善。最后,对直线伺服电机驱动的凸轮加工中心进行了仿真研究,结果表明所提出的控制方案提高了系统跟踪性能和鲁棒性能,既有效地抑制系统周期性扰动的影响,又对周期性输入信号实现准确跟踪。     

基于负载转矩观测器的直驱式永磁同步电机新型速度控制器设计

为减小采用传统PI速度控制器控制时直驱式永磁同步电机转速的超调量,提出了一种新型速度控制器。同时,针对负载转矩和电机参数变化等扰动因素对系统控制性能的影响,设计了负载转矩观测器,并将观测的转矩值转换为负载电流引入到电流调节器的输入端,对新型速度控制器的输出进行补偿。仿真与实验结果表明,所提出的新型速度控制器可有效减小转速的超调量,提高转速的跟踪性能和系统的抗负载扰动能力;设计的负载转矩观测器能够对负载转矩进行准确的观测;采用的负载转矩前馈补偿控制方法进一步提高了系统的抗负载扰动能力,验证了该文所提基于负载转矩观测器的新型速度控制器的正确性和有效性。     

自抗扰控制器在感应电机中的应用

在采用定子磁场定向的感应电机调速系统中,为提高控制系统的鲁棒性,抑制负载扰动的影响,提出了用自抗扰控制器来控制系统的转速环的设计方案,将负载扰动归到未知扰动中,用自抗扰控制来进行估计、补偿和控制。数字仿真证实了自抗扰控制器不仅能够提高系统的动、静态性能,而且能有效地抑制负载扰动,对负载扰动有较好的鲁棒性。     

一种抑制永磁同步电机转速脉动的方法

在永磁同步电机驱动的单转子压缩机变频空调系统中,脉动并呈周期性的负载转矩使得永磁同步电机的转速也产生同周期的脉动.在低速运行时,速度脉动引起的整个系统框架的振动、高噪声等现象尤其明显,同时降低了系统的效率.本文在分析这类周期性扰动对系统速率稳定度的影响的基础上,基于重复控制原理的动态补偿方法提出了在永磁同步电机速度控制环上采用一种重复控制和PI控制相结合的控制方案,以抑制周期性扰动引起的转速脉动.该方案在稳态时采用重复控制加PI控制以获得较好的稳态性能,在非周期扰动时采用PI控制以获得良好的动态响应.仿真和实验结果证明了该控制方案的可行性、正确性并具有很强的工程实用意义.     

参考跟踪和扰动抑制解耦的双三相永磁同步电机容错控制策略

双三相永磁同步电机发生断相故障时，转速及电流中将会出现明显的周期性扰动。为了解决这一问题，该文提出了一种容错控制器，该控制器包含基于主控制器的参考值跟踪环路和基于重复控制器的周期性扰动抑制环路。所提出的容错控制器不仅可以实现对周期性扰动的闭环抑制，有效降低断相故障后系统中的转速脉动和谐波电流，还能够实现系统参考值追踪与周期性扰动抑制之间的解耦，避免重复控制器对暂态性能的影响。将所提出的控制器分别应用于驱动系统的转速环和电流环中，实验结果表明，与传统策略相比，该容错控制策略不仅能够有效抑制周期性扰动，还拥有更快更平稳的暂态跟踪响应。     

基于H∞/m方法的永磁直线同步电机鲁棒二自由度控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统易受负载扰动、测量噪声及参数变化影响的特点，基于H￥/m方法设计了一个鲁棒二自由度速度控制器，解决了传统单自由度控制器在满足系统跟踪性能和抗干扰性能要求方面存在的矛盾。由于在求解m控制器时应用了标准H￥控制理论，大大提高了m控制器的获得速度。该速度控制器克服了标准H￥控制器保守性的缺点，并且对负载扰动、测量噪声和参数不确定性等干扰的抑制方面也比标准H￥控制器更具鲁棒性。仿真结果及分析表明，所提基于H￥/m方法二自由度速度控制器，满足高精度永磁直线同步电机伺服系统对鲁棒性和快速性的要求。     

数控转台直接驱动伺服系统的L_2鲁棒定位控制

针对采用直接驱动技术的数控转台回转送进系统易受参数不确定性和负载扰动影响的特点,采用L:鲁棒控制理论来设计控制器,并利用L_2范数对干扰信号加以限制.L_2鲁棒控制是用一个结构和参数都固定不变的控制器来保证系统在不确定性影响最严重的情况下也能满足性能要求,使系统具有较强的抗干扰性.仿真结果表明,所设计的控制器使系统对参数不确定性和负载扰动具有较强的鲁棒性,并实现了对位置输入信号的快速跟踪,从而提高系统的伺服性能.     

基于迭代学习控制的电动伺服负载模拟器

电气伺服系统在体积、结构、成本和控制性能等方面比电液伺服系统更为优越，由电气伺服系统构成负载模拟器取代电液负载模拟器为被测对象提供模拟负载，将大大提高仿真加载的性能。该文探索了电动伺服负载模拟器的实现问题。针对飞行器舵系统的仿真加载需求，提出了由永磁电机伺服系统组成的电动伺服负载模拟器的系统结构；将PID反馈控制和迭代学习控制相结合构成加载复合控制器，有效地抑制了多余力矩，消除了传动间隙和加载对象参数变化对系统的影响，实现了加载转矩的高精度跟踪控制。     

永磁同步电机位置伺服系统的有限时间控制

针对永磁同步电机位置伺服系统控制问题,对有限时间控制技术的应用进行了研究.依据有限时间控制理论,利用反步构造法,对系统的位置环提出了一种基于反馈线性化和有限时间控制技术的策略.对干扰情况下闭环系统的性能进行了严格的数学分析.仿真结果表明:与传统的基于PD和反馈线性化的控制方案相比,基于有限时间控制技术的控制方案不仅使得闭环系统的位置跟踪误差具有更快的收敛速度,而且通过调节控制器参数可以使稳态误差的边界更小,系统具有更强的抗干扰能力.仿真结果验证了该方法的有效性.     

数字伺服控制技术在正弦逆变控制中的应用

为提高正弦逆变电源的波形质量和系统的动静态响应性能,在正弦逆变控制中引入了数字伺服系统的控制原理.算法将逆变电源视为参考正弦波的伺服系统,内环利用系统状态反馈和极点配置来消除负载扰动,改善系统的动态性能;外环利用积分器以消除系统输出的静态误差,提高系统的静态性能.利用Matlab仿真软件对算法进行了在线仿真研究,并利用DSP微控制器构建的实验平台对算法进行了实验验证.结果表明,在采用该算法设计的控制器控制下,正弦逆变器的逆变输出稳定,波形畸变小,抗负载干扰能力强.     

永磁同步电机传动系统电流环非线性自抗扰控制器的设计与稳定性分析

高性能永磁同步电机伺服系统要求有快速响应的电流内环以保证系统的高动态性能,传统PI调节器容易出现超调及振荡调整过程。为实现对高性能永磁同步电机伺服系统电流环的精确控制,采用自抗扰控制器代替传统PI调节器,将电流环中电动势项和定子电阻压降项作为内部扰动量,其他未知扰动作为外部扰动量,设计了电流环非线性自抗扰控制器。与传统PI调节器相比,自抗扰控制器可以对系统内外部扰动量进行实时观测补偿,具有更好的系统抗扰动能力,可以更迅速、精确地跟随电流指令;为避免因控制器参数选取不合适而引起的电流环周期振荡,采用描述函数法对非线性自抗扰控制器取不同参数时电流环的稳定性进行了分析。通过仿真和实验验证了控制器设计的有效性。     

交流永磁同步电机伺服系统的变结构控制

运用变结构控制理论 ,分析和设计永磁同步电机磁场定向交流伺服系统 ,并采用了基于观测器重构状态的控制方案。仿真实验表明 ,采用变结构控制的伺服系统响应速度快 ,控制精度高 ,对负载变化和自身参数扰动具有较好的鲁棒性 ,其调速和定位性能明显优于传统的控制方法。     

交流永磁同步电机伺服系统的变结构控制

运用变结构控制理论分析和设计永磁同步电机磁场定向交流伺服系统;从实现的角度,采用了基于观测器重构状态的控制方案.仿真实验的结果表明,采用变结构控制的伺服系统响应速度快,控制精度高,对负载变化和自身参数扰动具有较好的鲁棒性,其调速和定位性能明显优于传统的控制方法.     

为提高轮廓加工精度采用DOB和ZPETC的直线伺服鲁棒跟踪控制

为了提高轮廓加工精度,本文针对高精度直线伺服系统,提出了一种将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器(DOB)相结合的鲁棒跟踪控制策略.ZPETC作为前馈跟踪控制器,保证了快速性,使系统实现准确跟踪;基于DOB的鲁棒反馈控制器补偿了外部扰动、未建模动态、系统参数变化和机械非线性等,保证了系统的强鲁棒性能.仿真结果表明了所提出的控制方案是有效的,既能实现完好跟踪,又有较强的鲁棒性能.从而有效地减小了轮廓误差,提高了轮廓加工精度.     

无刷直流电动机伺服系统的容错性能

应用于下一代多电飞机电伺服系统的双通道永磁无刷直流电动机控制系统,双通道绕组间存在互感的影响,使得系统参数变化具有不确定性,同时舵面负载的动态特性使负载扰动有很大的随机性。根据系统这一特点,采用三闭环模糊滑模控制策略,外环为速度和位置闭环,内环为电流闭环的方法设计控制器,并进行了仿真实验研究。结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,在容错运行模式下,经过控制参数容错重组后,没有稳态误差,系统动态特性有所下降,满足容错控制性能要求。     

大惯量天线伺服跟踪复合控制技术

理论分析了速度、加速度前馈控制对位置伺服跟踪系统动态性能的影响。结合某型雷达伺服系统的设计,给出了伺服系统速度环和位置环仿真设计,并对传统控制和复合控制从仿真和工程试验进行了对比。对比结果表明复合控制可以显著提高伺服系统的动态性能和跟踪精度。