基于直接转矩控制策略的PMLSM电磁推力控制与仿真

运用直接转矩控制策略对永磁直线同步电机的电磁推力控制进行研究,提出利用电压空间矢量控制初级磁链和次级永磁体磁链,计算定子坐标系上推力和磁链,将结果进行滞环调节,获得逆变器开关状态,实现对电磁推力的控制。设计电磁推力控制系统,运用MATLAB/Simulink工具包PMLSM直接推力系统进行了建模仿真,运用全数字式伺服系统试验平台进行试验论证。结果表明,采用直接转矩控制策略能够对永磁直线同步电机进行有效控制,具有动态响应速度快,鲁棒性好等优越性能。     

基于机电伺服系统的珠承喷管推力矢量控制技术研究

对基于机电伺服系统作为控制执行机构,采用珠承喷管技术作为固体火箭发动机喷管的推力矢量控制进行了研究分析,给出了固体火箭发动机珠承喷管的负载动力学特性,并基于机电伺服系统对推力矢量控制的整体特性进行了探讨。     

利用状态反馈提高伺服系统性能的研究与仿真

本文介绍了三种基于现代控制理论的状态反馈的新设计方案,来提高伺服系统性能。作为比较,首先用经典控制理论频域法对伺服系统进行了设计,调试后实验结果表明满足设计要求,然后应用二次型性能指标函数法全状态反馈方案,最优传递函数法全状态反馈方案和部分状态反馈方案,计三种方案对伺服系统进行设计,并分别进行了计算机仿真。结果表明,这三种新设计方案无论在动态性能还是静态性能上,都较经典理论频域法设计方案有很大提高。三种方案中,又以最优传递函数法部分状态反馈方案最有应用和推广价值。两种全状态反馈方案中,都用到了龙恩伯格(Luenberger)降维状态观测器,仿真结果表明是可行的。     

气动位置伺服系统状态反馈控制的改进

基于一种能反映气动位置伺服系统特性的线性化数学模型,对压力差反馈的控制性能进行了理论分析,由分析结果可知,压力差反馈虽然能够该善系统的动态性能,但会引起较大的稳态偏差。在此基础上,提出以压力差微分反馈代替压力差反馈,采用位置、速度和压力差微分反馈控制来改善系统的控制性能,理论分析了该方法的有效性。为了抑制气动位置伺服系统存在的期望值附近的位移波动现象,提高系统的控制精度,提出压力差辅助控制方法。将所提出的控制方法应用于摆动气缸位置伺服系统,试验结果表明,系统获得了较好的控制性能。     

位置控制电液伺服系统的状态空间法设计

在位置控制电液伺服系统中,常采用局部速度和加速度反馈校正的方法来提高系统的动态性能。但传统的设计方法不严密,需要反复试探来调整诸反馈增益。本文从线性状态变量反馈的观点推导出这种系统的一组最佳参数计算公式,从而可以方便地求出最佳控制时所需的硬设备参数.为了将状态空间设计法与传统设计法进行比较,并判断所设计系统是否令人满意地符合传统的性能指标,文中给出计算系统频率特性的BASIC程序。该程序稍加修改亦可通用。本文通过地震模拟振动台电液伺服系统的实例介绍状态空间设计法,并给出某些计算结果及用BASIC 程序算出的频率特性,所得结果与该系统实测结果相符。     

某推力矢量无人机优化控制分配策略研究

针对传统依靠气动舵面偏转控制无人机姿态时低速操纵性低、动态性能较差的问题,介绍一种推力矢量无人机。给出各模块结构及功能,结合传统气动舵面控制和推力矢量控制,设计了纵向控制回路和横侧向控制回路控制器,运用优化控制分配方法解决混合控制的余度问题,以纵向控制为例对设计的无人机进行仿真实验。仿真结果表明,所设计的推力矢量无人机动态性能和操纵性得到提高,飞行品质良好。     

基于TMS320LF2407芯片的伺服系统的设计

为了提高伺服系统的控制精度和速度,提出了采用TMS320LF2407数字信号处理器永磁同步伺服系统的软硬件组成及设计方案,实现了对永磁同步伺服电机的矢量控制,结果表明,应用高速DSP（TMS320LF2407）芯片,采用矢量控制的永磁同步电动机伺服系统具有良好的动态响应性能和静态性能,提高了交流伺服系统的控制精度和速度。     

直线伺服系统正交投影迭代学习控制器参数辨识与优化

针对高频响直线伺服系统前馈控制器参数的辨识问题,引入正交矢量投影的分析方法构建正交矢量基函数,将控制模型在基函数所构建的正交矢量空间中进行投影,采用迭代学习方法沿基函数轴方向进行前馈控制器参数迭代辨识并通过前馈进行补偿,将迭代学习控制方法从时域辨识拓展到正交矢量基函数空间领域。仿真与实验结果表明,该方法显著提高了直线伺服系统的位置跟踪精度和高速响应性能,满足高速高精度的要求。     

交流电机位置伺服系统的扰动补偿控制

针对交流电机伺服系统在未知负载条件下进行准确位置控制的需求,提出了一种参数化复合控制方案。该方案建立在交流电机磁场定向矢量控制构架的基础上,以转矩电流作为控制信号(电流内环的给定值),以电机转角位置信号作为可量测的系统输出量,设计了基于极点配置的状态反馈与扰动前馈补偿组成的参数化控制律,并利用一个降阶线性扩展状态观测器对电机转速(未量测)和未知负载扰动加以估计。该控制律通过TMS320F28335DSP编程,在一台永磁同步电机伺服系统上进行了实验测试,实验结果验证了伺服系统能在未知负载情况下对各目标位置进行平稳且准确地跟踪。研究结果表明,这种基于扩展状态观测器的复合控制方案可以有效地实现交流伺服系统的高性能位置调节,且对负载幅值和模型参数差异具有较好的鲁棒性。     

矢量推力固定翼无人机控制律设计

以推力矢量无人机为研究对象,建立了无人机空间运动的数学模型,将无人机的运动分为纵向运动和横侧向运动并运用小扰动原理得到线性运动方程。采用直接分配法解决了由于推力变向机构的加入引起的控制分配问题,设计出推力矢量无人机的姿态控制系统,基于MATLAB/Simulink仿真平台,实现了矢量喷口无人机的控制系统仿真。结果表明,推力矢量控制技术运用到无人机控制系统是可行的,并且相对于常规控制具有更好的性能。     

基于极点配置状态反馈的PWM逆变器控制策略

针对逆变电源采用数字化控制时由于时间延迟等因素导致系统稳定度降低、动态调节性能不佳的问题,基于状态空间法对脉宽调制（PWM）逆变器进行了建模,采用极点配置状态反馈控制方法,来改善系统动态性能;同时,引入状态观测器设计,提前一拍给出控制量,从而削弱了时间延迟的影响。最后,通过Matlab仿真验证了该方法的可靠性。实验结果表明,该方法大大改善了系统动态性能。     

基于全状态观测器状态反馈的多轴转向极点配置

提出了一种利用观测器进行状态重构并利用重构状态进行反馈配置极点来改善多轴转向车辆性能的方法。建立了多轴转向车辆二自由度（2DOF）模型,基于系统输入和易测得的横摆角速度设计全状态观测器重构侧偏角,并根据系统希望极点和重构状态,设计状态反馈控制器进行极点配置。通过仿真验证,观测器能准确跟踪车辆状态,转向反应迅速而平稳,且在后轮转角±5°范围内具有鲁棒性,控制效果明显优于PID控制的控制效果。结果表明,控制器能有效改善多轴转向车辆动态品质,提高操纵稳定性。     

阀控液压伺服系统的辨识与优化设计研究

根据阀控缸电液位置伺服系统的组成,对系统中的阀控缸的数学模型进行了研究,并通过系统辨识的方法得到了阀控缸系统的闭环传递函数,控制器采用全维状态反馈,以二阶工程最佳为优化目标建立了系统的仿真模型。仿真结果表明该控制器实现了液压位置伺服系统的极点配置,完成了优化目标。表明全状态反馈控制能够提高液压伺服系统的位置跟踪精度,具有工程可行性。     

主动桁架的控制策略的研究

于桁架结构中集成若干传感器、作动器及控制器,构成主动桁架;针对这一主动桁架,采用传感器和作动器同位配置,分别设计了负速度反馈、LQG和H∞这3种控制器。仿真结果表明,采用速度反馈控制律时,从其极点分布可以看出,同位配置系统零-极点相间排列,当控制作用施加于结构时,结构的阻尼增加,零-极点向复平面的左半平面移动,系统具有鲁棒稳定性;与速度反馈、LQG控制器比较,H∞控制器方法不但可以增加被空模态的阻尼,而且在控制带宽范围以外,使得系统对溢出问题具有鲁棒性。     

时滞对振动主动控制系统控制效果的影响分析

为解决振动主动控制技术在实际工程应用中反馈环节的时滞会导致受控系统失稳的问题,以获得最优的控制效果,提出了采用逐步输入荷载项的方法,对精细积分方法进行修正,用以求解含双时滞受控系统的动力学方程。通过数值仿真,计算不同时滞情况下的系统响应,在得到不同反馈增益下含双时滞的动力系统响应峰值分布基础上,分析了时滞变化和反馈增益不同的取值对系统响应的影响。研究结果表明,时滞对受控系统控制效果的影响程度随反馈增益的增大而增大,当时滞量和反馈控制增益匹配调节适当时,可以使系统保持稳定状态,该结果可为考虑时滞影响的结构振动主动控制算法的合理设计提供依据。
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线性时滞系统区域极点配置的数值方法

介绍了一种应用于线性时滞系统的区域极点配置的数值方法,它实质上是应用于线性定常无时滞系统的传统极点配置方法的推广应用.由于时滞系统的特征方程是超越方程,故有无穷多个特征值.该方法的目标是通过进行数值方法的不断迭代,来不断整合反馈增益阵,最终把最右端的一批极点配置到指定的区域中去.通过引入对带有输入迟延和状态迟延的线性系统进行配置的实例来对这一方法进行说明.实践证明,该配置方法能取得较好的配置效果.     

Placing all closed loop poles of missile attitude control systems in the sliding mode via the root locus technique

This paper presents a robust control method for uncertain nonminimum phase systems with external disturbances. A systematic design algorithm is developed which links the sliding mode control and the root locus technique. Complete closed-loop pole placement is achieved in addition to the placement of the reduced order equivalent system poles. An integration function is employed in the sliding variable formulation. The output tracking error is guaranteed to vanish. The proposed method was successfully applied to control the angle of attack of a missile attitude control system.     

干扰输入影响下离散线性切换系统的反馈控制方法

面对当前使用的平均驻留时间的反馈控制方法、基于切换原理的反馈控制方法受到外界环境干扰,导致控制效果不佳的问题,提出干扰输入影响下离散线性切换系统的反馈控制方法。 分析离散线性切换系统,设定切换信号是唯一的和任意的 2 种情况,由此设计线性切换状态下的反馈控制器,在干扰输入影响下,构建被控对象模型,描述输出反馈问题,简化信号非统一输入过程,确定任意切换时间内存在的 2 个控制量,设计降阶控制律,构造一阶输出反馈律,实现有限时间镇定反馈控制。 实验结果表明,该方法输出的响应曲线与实际最大时延上界为 6 ms 的控制情况一致,说明反馈控制效果较好。     

ON POLE–ZERO PLACEMENT BY UNIT-RANK MODIFICATION

The dynamic behaviour of a general linear system is characterised by the poles (resonances) and the zeros (antiresonances). This paper deals with the general class of dynamical systems that can be described by a second-order ordinary differential equation. For spatially discretised models the poles are given by the roots of the characteristic polynomial of the system matrix whilst the zeros correspond to the roots of the polynomials related to the elements of the adjugate of the system matrix. The question of how the poles and zeros can be assigned by a structural modification is important in many areas of application, for example in control, vibration absorption and model updating. In this paper we derive the basic equation of pole–zero placement by unit-rank modification. For simple real matrix pencils we simplify the basic equation which enables an analytical solution of the transformed vector of the modification. These results are related to the original unit-rank modification by a system of linear equations. Finally, we will give insight into solution methods of the original problem, and suggest a method which is based on the incorporation of additional model structure information.     

Assignment of eigenvalue sensitivities from receptance measurements

The paper addresses the problem of eigenvalue assignment in active vibration control by the receptance method using single-input state feedback. It is demonstrated that not only can assignment be applied to the poles of the system but also to the sensitivities of the poles. The approach described has applications particularly in vibration absorption and the detuning of structures to avoid resonance. Insensitivity of the poles to perturbations in the system gains is desirable from the point of view of robust dynamical performance. The perturbation method is applied to a characteristic equation resulting in expressions for the derivatives of the pole eigenvalues with respect to the control gains. The method is based entirely upon measured vibration data in the form of receptances, there being no need to determine or to know the M, C, K matrices. The closed-loop sensitivities are expressed as linear functions of the control gains, thereby making accessible the assignment of the sensitivities to chosen values. For the case of the open-loop system, the method is shown to produce identical results to established eigenvalue sensitivity procedures. It is demonstrated that chosen eigenvalues may be rendered insensitive to all the control gain terms by choice of the distribution vector b. Numerical examples are provided to illustrate the working of the technique.