基于在线辨识的超声波电动机极点配置自校正转速控制

超声波电动机具有显著的时变非线性,采用自适应控制策略进行转速控制,根据电机特性的变化实时校正控制器参数,能够获得更为理想的控制效果。给出极点配置自校正控制策略,通过在线辨识获取电机系统模型参数的变化情况,据此校正控制器参数,实现了具有较高性能的行波超声波电动机转速闭环控制系统。     

基于BFO算法的超声波电机非线性Hammerstein辨识建模

超声波电机具有明显的非线性和时变特性。线性模型难于准确表达超声波电机的非线性特性,通常需要采取变参数的模型形式,导致模型复杂化。直接采用适当的非线性模型形式来建立超声波电机的模型,可以得到更为简单、有效的电机模型。针对超声波电机位置控制需要,采用菌群觅食优化算法进行模型参数和阶次辨识,建立了以频率为输入、电机转轴位置为输出的超声波电机非线性Hammerstein模型。模型计算数据与实测数据的比较,表明了所建模型的有效性。     

基于闭环割线学习律的超声波电机转速控制

针对开环迭代学习控制策略难以应对超声波电机时变特性及外界扰动的问题,给出用于超声波电机转速控制的闭环割线学习律。设计学习增益的在线自适应调整机制来补偿超声波电机的非线性,并给出学习增益自适应调整公式的设计方法。实验表明,闭环割线迭代学习控制策略适用于超声波电机的转速控制,控制效果较好,对外界扰动具有较强的鲁棒性。     

超声波电机非线性正割迭代学习转速控制

超声波电机具有明显的非线性和时变特性。为得到良好的运动控制效果,通常会采用复杂的控制算法,从而增加了系统复杂度并导致硬件成本增加。本文尝试采用计算复杂度相对较低的迭代学习控制策略进行超声波电机转速控制,改进了正割迭代学习转速控制算法。实验表明,所提控制策略有效,控制效果较好。     

超声波电机非线性正割迭代学习位置控制

将非线性正割迭代学习控制策略用于超声波电机位置控制,并对其进行了适合于超声波电机时变、非线性运行特点的改进。采用蘑菇繁殖优化算法,以获得期望控制性能为目的,确定了非线性正割迭代学习位置控制器的控制参数。研究结果表明,非线性正割迭代学习控制策略适用于超声波电机运动控制,控制效果较好,且控制算法复杂度较低。     

行波超声波电机Lyapunov模型参考自适应转速控制

超声波电机是一类具有明显时变非线性的被控对象,为提高其转速控制性能,应采用适当的自适应控制策略.本文以超声波电机驱动电压幅值为控制变量,根据李雅普诺夫稳定性理论,采用输入-输出变量设计了超声波电机模型参考自适应转速控制器,并给出了自适应速率在线调节、微分前馈等方法以改善起始阶段的转速控制性能.实验表明了所提控制方法的有...     

超声波电机多步预测迭代学习转速控制

超声波电机的时变非线性运行特征,使其不易得到期望的运动控制性能。本文从二维(2D)系统角度出发,给出一种包含控制量差分项的迭代学习控制器形式。随后,基于2D目标函数,采用多步预测思想进行迭代学习控制器设计,推导出一种多步预测迭代学习控制策略,并用于超声波电机转速控制。仿真和实验结果表明,控制策略有效,迭代过程中学习效果明显,电机控制性能良好。     

超声波电机P型迭代学习转速控制

相对简单的闭环控制策略,能够降低超声波电机系统的复杂性,降低硬件成本,有利于超声波电机的产业化应用。尝试将结构简单的P型迭代学习控制策略用于超声波电机的转速控制。针对超声波电机的非线性运行特征,根据电机驱动频率与转速之间的特性关系实测数据,给出了包含预测和学习增益自适应调节的改进控制策略。实验表明,电机控制性能在迭代学习过程中逐步改进,学习收敛速度快,控制性能良好,控制策略简单有效。     

基于粒子群优化的超声波电机非线性Hammerstein辨识建模

由于超声波电机(USM)具有机电能量转换、不规则外形的定转子以及复杂的摩擦和接触机理,很难建立其适合于控制的非线性数学模型。针对这个问题,本文采用粒子群优化算法建立了超声波电机的非线性Hammerstein模型。该模型由静态非线性和动态线性两部分串联而成,能够以相对简单的形式表述超声波电机的非线性特性。所得模型的仿真计算结果与实验数据接近,表明了建模方法的合理性和所建模型的有效性。     

超声波电机神经网络逆模型的辨识建模

针对超声波电机时变、强耦合使得数学模型难以建立的问题,以超声波电机转速的非线性逆控制为应用背景,本文给出了超声波电机神经网络逆模型的辨识建模方法.基于实验测得的足够样本数据,通过反复测试确定模型形式为三层非线性DTNN网络.进行串-并联辨识,建立了以电机转速为输入、驱动频率为输出的超声波电机神经网络逆模型.所得模型的输入-输出关系与实测数据接近,表明了所建模型的有效性.     

超声波电机黄金分割自适应转速控制

针对超声波电机的明显非线性特征,研究适当的转速自适应控制策略。建立能够较好表述超声波电机控制特性的三阶特征模型。基于该模型,以电机驱动电压频率为控制量,设计黄金分割自适应转速控制器。根据对实验结果的分析,给出逻辑积分控制律、微分控制律等方法以进一步改善转速控制性能。实验表明了所提控制方法的有效性。     

超声电机非线性多步预测自校正转速控制

基于电机动态响应过程的实验数据,建立了以电机驱动频率为输入、转速为输出的超声电机驱动系统哈默斯坦(Hammerstein)非线性模型,用粒子群算法辨识模型参数。在该模型的基础上,求取模型非线性部分的逆,使超声电机的主要非线性特性得到在线补偿;随后,设计了超声电机非线性多步预测自校正转速控制策略,并给出了控制器参数的整定方法。该策略采用滚动预测、优化及在线自校正方法,以应对超声电机的未建模非线性。扰动情况下的实验,表明了所提控制策略的有效性及鲁棒性。     

超声波电机专家PID转速控制

简单的固定参数PID控制器,无法与超声波电机的非线性与时变特性相匹配,因而控制性能不佳。设计了一种超声波电机转速专家PID控制器,使用三条专家规则对PID控制参数进行在线调整,以适应于超声波电机的运行特征,改善并保持控制性能。给出一种不依赖于经验的、规范化的专家PID控制器设计方法,通过函数拟合与实验整定来设计专家规则的结论部分。实验表明,随着控制参数值的调整,电机转速控制性能逐渐趋近控制要求,控制性能良好,设计方法有效。     

超声波电机双层最优迭代学习位置控制

为取得满意的控制效果,通常采用较为复杂的控制策略以克服超声波电机的非线性及时变特性,但随之带来了系统复杂度的提高与性价比的降低。迭代学习控制策略的算法复杂度相对较低,且能有效跟踪重复运行轨迹。本文设计超声波电机转速、位置双闭环控制系统,转速内环采用变参数PID控制器。基于改进的双层最优迭代学习控制策略,设计了超声波电机位置闭环控制器。应用表明,所提超声波电机迭代学习控制策略有效,且控制性能优于传统的PD型迭代学习策略。     

基于ARX模型的笼型异步电机控制策略研究

针对笼型异步电机控制系统中时变、非线性的特点,提出了以ARX模型为核心。模型参考自适应控制策略为基础的笼型异步电机的控制策略。所提出的控制策略对于电机参数变化和系统干扰具有较好的鲁棒性。通过仿真和样机试验,对所提出的控制策略进行了验证。     

采用三段式参考模型的超声波电机模型参考自适应位置控制

超声波电机是一类具有严重非线性和时变性的被控对象,适用于时变对象的模型参考自适应控制(MRAC)策略可用于超声波电机位置控制。但由于电机存在最大转速限制,需要对MRAC位置控制器的输出进行限幅,这成为导致电机位置响应出现超调及振荡收敛过程的一个主要因素。针对这一问题,本文给出一种三段式的参考模型,根据当前转速变化动态调节参考模型的输出,使得所设计控制器更适合于超声波电机的位置控制。研究表明,所提方法简单、有效,控制效果较好。     

基于多变量变速积分的超声波电机超低转速控制策略

采用离线辨识的方法,取得超声波电机以驱动频率和驱动波数作为输入量,转速作为输出量的电机超低转速模型,根据模型采用变速积分方法对电机进行控制。对于模型的非线性特征,利用所建模型的曲率,修正控制器的积分系数,提高控制器的自适应性。针对1o/s以下的超低转速工况,论文设计了多输入量步进控制器,提高转速的跟随特性。结合PI控制,调整电机驱动频率降低速度稳态误差,实验结果证明了控制策略的有效性。     

基于差分进化算法的超声波电机Hammerstein非线性建模

特殊的机电能量转换过程,使超声波电机具有明显的非线性运行特性。本文建立超声波电机的Hammerstein非线性模型,为电机控制系统的设计与分析提供基础。基于实验数据,通过拟合确定模型的静态非线性环节为Guass函数。采用差分进化算法,对模型参数进行辨识。模型计算数据与实验数据的对比,表明模型精度较高,建模方法有效。     

两相行波超声波电动机系统平均值模型研究

利用广义平均值法建立了包含驱动电路的行波超声波电动机系统平均值模型,通过时变基波傅里叶系数反映系统动态特性。基于机电转换原理建立了便于控制优化应用的谐振变换器模型;把解析法应用于逆变和定/转子接触模块,反映了界面接触力的非线性作用。模型仿真结果与实验数据的对比表明,该模型较好地反映了行波超声波电动机系统非线性动态特性的主要方面;而且与瞬时值计算模型相比,模型简化,计算时间显著减少,有利于实时控制应用。     

混合激励型直线超声波电机的双相位控制研究

本文研究了混合激励型直线超声波电机的双相位控制特性,研究了多种双相位控制策略及对应的相位-速度关系。文章利用解析法推导了混合激励型直线超声波电机驻波表达式,推导了不同双相位控制策略下的电机的速度特性公式。利用ANSYS软件建立了电机有限元模型,通过谐响应分析进一步研究了不同双相位控制方案下驱动足振幅变化规律。最后搭建实验平台,通过实验进一步验证了双相位控制理论分析的正确性。