直接转矩控制技术的研究现状与发展趋势

直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后的一种新型高性能的交流变频调速技术，它以转矩响应快、结构简单明了、鲁棒性好等一系列优点受业界人士的广泛关注．理论研究与产品开发上，已取得了丰富的成果，并带来了巨大的经济效益，而作为新兴的技术，还存在许多不成熟、不完善的问题，如低速运行时，受电动机的参数变化影响严重；稳态运行时，脉动大．这些大大限制了直接转矩控制技术的应用范围．鉴于此，本文对直接转矩控制技术所取得的研究成果和目前存在的问题进行了总结，并提出了如何开展这项技术研究．  

面向位控机器人的力/位混合控制

本文提出了一种面向位控机器人的力/位混合控制策略．通过力反馈信息对未知约 束进行估计获得位控和力控方向，根据位控和力控方向对机器人终端的运动轨迹进行规划， 并采用阻抗力控制规律以使机器人获得较好的柔顺性．仿真试验表明，该策略具有较高的力 控制精度和表面跟踪能力．  

基于径向基函数网络的永磁同步电机直接转矩控制

对永磁同步电机直接转矩控制系统特性进行了深入研究,提出一种新的径向基函数神经网络控制器,给出了神经网络控制器的结构设计、样本选取及训练方法.利用系统中的开关表作为导师对径向基函数神经网络控制器进行训练,实现了永磁同步电机直接转矩控制的径向基函数神经元网络输出矢量选择.该控制器可以简化获得输出电压矢量的过程,并具有并行计算速度快、转矩响应迅速的性能.仿真结果验证了该控制器的有效性.  

永磁同步电机直接转矩控制系统和仿真

从直接转矩控制的角度,分析了永磁同步电机的数学模型,采用了直接转矩控制的方案并提出利用MATLAB进行仿真时应注意的问题,给出了转子可为任意初始位置的仿真结果。  

基于计算转矩控制结构的机械手鲁棒神经网络补偿控制

提出了一种新的不确定性机器人跟踪控制策略，文中基于计算转矩控制结构，采用了函数链网络实现一个神经网络补偿器，并叠加一个鲁棒控制项，以补偿模型的不确定性部分，另外，还考虑了神经网络逼近误差非一致有界的情形，设计了自适应的鲁棒控制项，算法可保证跟踪误差及神经网络权估计最终一致有界，与其它有关基于计算转矩控制的方法相比，该算法既不需要测量关节角加速度，也不要求惯性矩阵已知，理论和仿真均证明了算法和可靠性和有效性。  

How to Control Robots Interacting with Dynamic Environment

The goal of this paper is to shed light on the control problem of constrained robot motion from the aspect of the dynamical nature of the environment with which the robot is in contact. Therefore, the criticism of traditional hybrid control which allows position/force feedback loops to split into independent control with respect to position and force, is not the main point we want to make. Reference to the papers written by the founders of hybrid control and their numerous followers served only to better understand the reason and motivation for suggesting a different approach to control of robots interacting with environment.The paper has a predominantly review character, based on recently published work. It also contains some new, unpublished results in the framework of the unified approach to the position/force control of robots, proposed by the present author and his co-workers. By pointing to the possibility of introducing an environment dynamics in the contact tasks of the machining type, the author emphasizes that the proposed dynamically interactive control can be applied to a completely different class of tasks, in which a contact is made between the system (constructions or structure) and very specific kinds of dynamic environments.  

双轮移动机器人安全目标追踪与自动避障算法

设计了双轮移动机器人安全目标追踪算法和双回路的追踪与避障控制方案.内层控制回路是目标追踪的控制律,用来指导机器人追踪到指定目标并保持一定的安全距离,而且兼顾了机器人在运行速度上的限制和追踪的时间效率,其控制的渐近稳定性用Lyapunov函数法进行了证明.当遇到障碍物时,外层控制回路根据超声传感器的信息和阻抗控制的概念产生阻抗虚拟力,将期望目标调整到虚拟位置,使机器人能够自动转向以避开障碍物.仿真研究和实验结果证明了追踪算法的有效性和避障方法的可行性.  

直接转矩控制系统的稳定性问题和鲁棒控制器设计

直接转矩控制(DTC)系统的设计不依赖于感应电机的转子参数,但它的低速性能不好.研究发现,即使定子电阻测量得足够准确,根据定子磁链的电压电流模型设计的经典DTC系统的低速性能仍得不到改善.理论分析说明了这些问题存在的必然性,指出了DTC系统在转矩控制和稳定性之间存在的矛盾,给出了一种鲁棒控制器的设计方案.该方案同时使用了定子电阻和定子磁链的电流模型,当定子电阻和磁链模型出现误差时,表现出了好的鲁棒性.实验结果验证了系统的性能.  

基于自适应观测器的无速度传感器感应电机控制

针对采用极点配置的自适应速度观测器存在不稳定区域的问题,建立了全阶自适应状态观测器并给出了观测器的速度辨识律.应用Lyapunov稳定性理论,观测器的增益借助于MATLAB LMI工具箱求解两个双线性矩阵不等式得到.在MATLAB 6.5/SIMULINK环境下,建立了无速度传感器感应电机直接转矩控制的仿真实验平台,给出了无速度传感器直接转矩控制的仿真结果.仿真结果表明本文给出的自适应观测器在全速范围内具有很好的稳态性能,并具有很好的鲁棒性.同时,在以TMS320F240为核心的感应电机直接转矩控制系统上进行了速度辨识实验,实验结果验证了方案的有效性.  

多指灵巧手的位置/力矩控制

提出了一种新的多指手位置/力矩控制策略.该策略基于滑模位置控制和PD力矩控制分别实现自由空间中的轨迹跟踪和约束空间中的力矩跟踪,利用简单的系统观测器实现灵巧手在过渡过程中的控制模式切换.该策略具有很好的位置/力矩跟踪能力,并且可以保证过渡过程的稳定性.实验结果证明了该控制策略的有效性和可行性.