基于MFAC的矿用皮带机伺服系统仿真研究

通过对现有煤矿皮带机采用的异步电机驱动结构、调速性能进行研究,针对驱动空间大,传动效率低,速度跟踪受系统模型影响较大等问题,提出一种新型的外转子永磁同步电机直驱结构,利用电机的外转子充当滚筒直接驱动皮带,省去了传统的减速机和滚筒装置,具有效率高,成本和维修量低等优势.并首次将无模型自适应控制应用到该系统的双闭环调速控制中,利用系统的输入输出数据在线估计伪偏导数、设计控制器,成功地实现了对电机给定转速的跟踪,从根本上消除了建模动态对控制系统的影响.通过MATLAB仿真,验证了改进控制算法在皮带机调速系统中良好的跟踪性和鲁棒性,与传统的PID控制相比,跟踪误差大大降低,调节时间明显缩短.     

基于滑模模型参考自适应观测器的无速度传感器三相永磁同步电机模型预测转矩控制

针对三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,基于滑模变结构模型参考自适应(MRAS)技术,提出了一种新颖的无速度传感器模型预测转矩控制(MPTC)策略.采用滑模变结构模型参考自适应方法构造电机转速观测器,以改善速度估计精度并提高系统鲁棒性;利用模型预测转矩控制策略,以达到减小转矩和磁链纹波并提高系统控制性能的目的.仿真结果表明:就滑模MRAS观测器与MRAS观测器比较而言,基于前者的PMSM无速度传感器MPTC系统比基于后者的PMSM无速度传感器MPTC系统具有较强的鲁棒性和更好的动态性能;就MPTC与直接转矩控制(DTC)和磁场定向控制(FOC)比较而言,采用前者策略的无速度传感器电机驱动系统能够降低逆变器开关频率、减少相电流总谐波失真(THD),从而提高系统可靠性.     

永磁同步电动机无速度传感器矢量调速系统的积分反步控制

基于永磁同步电动机(PMSM)的数学模型, 设计了由积分反步控制和滑模变结构模型参考自适应系统组成的无速度传感器矢量控制系统. 其中带有积分作用的反步控制作为矢量系统的速度和电流控制器, 实现给定速度和电流的无静差跟踪; 而滑模变结构模型参考自适应方法作为速度辨识器估计电机速度, 能够快速准确的跟踪实际速度. 通过Lyapunov定理证明了所设计的速度控制器和辨识器的稳定性. 仿真结果验证了所设计的无速度传感器矢量调速系统良好的速度跟踪性能和抗扰动性能.     

一种液压驱动机械手的神经网络学习控制结构

针对二自由度机械手的控制问题,本文提出了一种基于函数联接神经网络的反馈学习控制器 ,提高了控制系统的自适应速度,改善了系统的起始特性．为了在改善系统自适应速度的同 时增强系统的稳态特性,本文又提出了基于函数联接神经网络的串级学习控制算法．仿真和 实验都证明了控制方法的优越性．     

自适应模糊滑模软切换的PMSM无速度传感器鲁棒无源控制

针对永磁同步电机(PMSM)转速调节和估计问题,提出一种无速度传感器的PMSM调速系统.利用双曲正切函数代替符号函数,设计了自适应模糊滑模软切换控制器,实现了软切换连续控制,削弱了抖动现象.通过设计鲁棒无源控制器,得到了旋转坐标系下的u_d和u_q.建立了自适应滑模观测器,并给出了速度辨识律,观测器的增益通过求解线性矩阵不等式得到.仿真结果表明了该控制策略与观测器配合的有效性,且控制系统具有良好的动、稳态性能.     

无人驾驶车辆稳态漂移的无模型自适应控制

本文引入一种基于无模型自适应控制算法的无人驾驶车辆稳态漂移控制方案.首先,对车辆漂移动态过程进行动力学分析,其次,确定控制系统的控制输入量和控制目标,然后基于无人驾驶车辆稳态漂移控制系统的动态线性化数据模型,设计无模型自适应稳态漂移控制算法、伪雅可比矩阵估计整定算法和伪雅可比矩阵重置算法,从而实现无人驾驶车辆的稳态漂移过程.该无模型自适应控制方法仅使用车辆运行时的输入输出数据,无须进行复杂建模,实现了良好的动态控制结果,具有的良好自适应性.最后,通过数值仿真验证了控制算法的有效性.     

感应电机无速度传感器直接转矩控制系统研究

直接转矩控制技术以容差形式的Bang-Bang控制模式给系统的稳态运行带来了转矩脉动大、电流谐波成分重、定子磁链轨迹畸变等严重问题,大大限制了其应用领域,这一点已经成为传统直接转矩控制技术不可逾越的缺陷。本文基于模型参考自适应系统（MRAS）原理设计了一种自适应速度磁链观测器,把磁链观测和速度辨识结合在一起,将定子磁链观测值直接应用于直接转矩控制算法。运用SIMULINK中的库元件和S-function构建了感应电机无速度传感器直接转矩控制系统仿真模型,仿真波形验证了上述控制模型可行性。     

基于IMFAC的无人艇抗干扰航向自适应控制

针对无人艇在航向控制中易受风浪流等环境干扰,导致控制效果下降的问题,提出一种结合细菌觅食算法的改进无模型自适应控制算法;文章首先分析了偏格式动态线性化方法在无人艇航向控制中的应用问题,并设计了虚拟输出项以满足无模型自适应控制假设条件,建立了基于偏格式动态线性化方法的无模型自适应航向控制器;针对无模型自适应控制算法参数初始值选取范围问题,设计了改进细菌觅食算法对参数初始值进行预整定,保证了算法的快速收敛;最后通过半物理仿真试验验证了所设计算法的有效性;试验表明,在模拟的3级海况干扰下,无人艇在30°阶跃航向控制和±30°方形航向控制中,相较于传统算法出现的较大稳态误差,使用无模型自适应控制算法能在经过10 s左右调整后,将误差稳定趋近于零,实现无人艇的航向自适应控制。     

翻车机双电机同步驱动自适应控制研究

翻车机运转过程中要求两个驱动电机同步运行,为了达到较好的同步效果又不影响电机的寿命,以翻车机中两个驱动电机为研究对象,针对翻车机双驱动同步控制的问题.提出一种自适应控制算法.用电气控制的方法代替传统的强制同步,通过自适应理论设计控制器.经过自适应律产生的反馈作用来修改主电机和从电机控制器的参数,产生辅助控制量,使两电机的角速度保持一致.仿真结果表明,该控制方案抗干扰性强,收敛速度较快,能够较好地满足被控对象对高精度的要求.     

基于EKF的PMSM无传感器控制研究

针对永磁同步电机(PMSM)位置与速度传感器易受外部条件和自身精度的影响,以及PMSM无传感器控制等问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的PMSM非线性预测无传感器控制方法。该方法具有预测性、自适应能力、抗干扰性、易于软件实现等优点。首先,详细分析了PMSM的矢量控制系统数学模型和EKF原理。其次,将EKF算法应用于PMSM的无传感器矢量控制中,即将电机αβ轴电流和电压作为输入变量,经过EKF算法运算,估算出转子转速和转子位置来代替电机的位置与速度传感器。最后,搭建基于MATLAB/Simulink的PMSM无传感器矢量控制系统仿真模型。仿真结果表明,EKF控制方法能准确估算出电机在空载和负载(随机)时的位置和转速,且具有较好的可预测性和系统响应性。在电机突加负载的情况下,也可以快速恢复到稳定状态,具有较强的抗负载性。     

带式输送机变频调速节能控制系统研究

针对某矿带式输送机电能浪费严重的问题,设计了带式输送机变频调速节能控制系统。该系统应用BP神经网络建立带式输送机煤流量、输送带速度和电能消耗的节能模型;基于遗传算法和神经网络对模型参数进行优化,得到了煤流量和输送带速度的最优匹配关系;利用模糊控制算法实现了带式输送机变频调速的节能运行。实际应用表明,该系统可根据煤流量大小调节输送带速度,节能效果显著。     

基于煤矿井下传送带空载检测

煤矿井下传送带在无煤或煤量较少的状态下长时间高速运转,会耗费大量的电能.为了节省井下传送带造成的电能损耗,本文提出了一种边缘结构相似算法和YOLOv3结合的传送带空载判定方法.通过边缘结构相似算法将结构特征和边缘特征相融合,每相邻10帧比较图片的相似度,连续比较3次判断传送带的运行状态.若传送带运行,则运用自适应锚框机制的YOLOv3模型,检测传送带上的煤量,最后判断传送带是否空载.实验结果表明,该方法可以有效准确的判断传送带的空载状态,检测准确率达到96.85%.     

井下胶带输送机自适应控制系统的设计

针对王庄煤矿胶带输送机系统存在胶带输送机无煤空转的问题,提出了一种井下胶带输送机自适应控制系统的设计方案。该系统由PLC采集本级和前级胶带输送机4台驱动电动机的负载电流信号,经控制软件处理,动态预测出胶带输送机的负荷大小,然后根据负荷大小输出控制频率信号,控制变频器以相应的频率驱动胶带输送机,使胶带输送机以最佳速度运行。试验结果表明,该系统明显减少了胶带输送机的空载损耗,节省了电能。     

具有外部扰动的PMSM系统的无模型自适应预测控制

针对于一类具有强耦合、负载不确定性和外界干扰的永磁同步电机(PMSM)系统,本文研究了基于无模型自适应预测控制(MFAPC)问题,并提出了一种新颖的MFAPC方案来实现有外界扰动的PMSM系统的速度追踪任务.所提出控制方案的主要优势在于仅使用了被控系统的输入/输出数据,并且对外界干扰具有较强的鲁棒性.此外,还讨论了闭环系统跟踪误差的收敛性以及有界输入有界输出的稳定性.最后,通过与传统的PI控制方案、原型无模型自适应控制(MFAC)方案的仿真结果相比较,验证了所提出MFAPC方案的有效性和优越性.     

基于PLC的带式输送机智能保护系统设计

针对国内现有矿井带式输送机保护系统功能单一、可靠性低、系统集成性与扩展性差等问题,结合煤矿带式输送机的常见故障类型,提出了一种基于PLC的带式输送机智能保护系统,介绍了系统硬件结构和软件设计。该系统可独立操控,也可多级闭锁操控;具备良好的通信联网接口,可扩展性强;支持工业以太网传输,具有智能化集控功能。实际应用验证了该系统的可行性和有效性。     

PLC集中控制系统在煤矿胶带输送机上的应用

针对某矿胶带运输系统线路长、岗位多、联络环节多的特点,提出了一种采用PLC集中控制系统控制煤矿胶带输送机的方案,介绍了PLC集中控制系统的构成、工作原理和系统功能。该系统通过集中控制和工业电视相结合,对井下主煤流强力胶带输送机和振动给煤机及煤仓煤位计等相关设施进行监测,实现了主煤流系统的集中控制。实际应用表明,该系统运行良好,实现了胶带输送机的安全高效运行。     

基于改进PCNN与矢量法的输送带边缘检测

为解决带式输送机输送带边缘难以提取的问题,提出了一种改进脉冲耦合神经网络（PCNN, Pulse Coupled Neural Network）与数学矢量相结合的输送带边缘检测算法。针对PCNN模型参数较多,各个参数不易自动选取的缺点,改进了模型结构,减少了待定参数;在此基础上利用矢量法寻找输送带边缘。实验结果表明,算法具有较强的准确性和有效性。     

带式输送机可控起动系统的模糊控制

对煤矿上普遍采用的带式输送机可控起动系统存在的问题 ,提出了模糊控制技术 ,介绍其控制原理并用可编程序控制器实现模糊控制过程。     

SFC编程方法在煤矿带式输送机监控系统中的应用

针对煤矿带式输送机监控系统中的PLC程序因采用经验法设计而存在编写周期长、可读性差、程序维护困难等问题,提出了一种采用SFC编程方法设计煤矿带式输送机监控系统梯形图的方案。实践表明,该方案具有设计方便、可读性好、维护简单等特点。     

煤矿带式输送机轴承监测诊断系统及其应用

针对煤矿现有带式输送机轴承故障诊断存在的问题,提出了一种新型的煤矿带式输送机轴承监测诊断系统的设计方案。该系统以矿用本安型振动监测分析仪与矿用本安型振动加速度传感器为核心,结合数据库服务器与组态王上位机软件,实现了煤矿带式输送机轴承的振动、温度信号采集与处理、故障实时分析与智能诊断、趋势分析、报告生成等功能。实际应用表明,该系统可实时监测煤矿带式输送机轴承的运行状态并进行故障诊断,满足了煤矿带式输送机运行状态监测与在线诊断的实时性和准确性要求。