矢量发动机电动舵机系统建模与仿真

以某型固体矢量发动机的舵机系统为研究对象,对此舵机系统进行数学建模,并通过FL U EN T计算出不同舵偏角情况下的舵机负载.利用MATLAB/Simulink进行系统仿真,分别采用PID及模糊PID控制方法.仿真结果表明,模糊PID控制器提升了系统的响应速度,减小了系统的超调量,缩短了系统的反应时间.     

双舵机在单通道旋转控制导弹上的应用研究

对传统单通道旋转控制导弹所采用的舵机及其控制方式的特点、优点和不足进行了对比总结,提出了双轴联动比例舵机在该类导弹上的应用。开展了原理分析,建立了数学模型,并对导弹采用传统舵机和双轴联动比例舵机的过载特性和动态特性进行了计算、仿真、对比、验证。结果表明,双轴联动舵机具有等效舵偏角大、实现导弹气动完全轴对称、俯仰、偏航通道完全解耦、弹体高频摆动消除等优点,弥补了传统单通道旋转控制导弹采用舵机及其控制方式的不足,有利于提高单通道旋转控制导弹的过载能力和飞行稳定性。     

基于DSP的高精度舵机伺服控制器设计

现代飞行器的快速发展,对舵机的动态性能和精度等特性提出更高的需求。为实现上述需求,提出了一种舵机伺服控制系统的设计方案。简述了由DSP为核心处理器的控制器电路、驱动电路及由旋转变压器等反馈检测电路共同构成的硬件设计方案,控制策略采用由电流环、转速环、位置环构成的3闭环控制结构,其中位置环同时引入转速反馈实现微分控制。试验结果表明该系统性能稳定,控制精度高,有良好的动态特性,并能够对位置反馈中的噪声进行抑制,具有较高的实用价值。     

基于SOPC的舵机控制器研究

研究一种开放式全数字舵机控制器。控制器采用了全数字三闭环控制,实现了舵机位置伺服控制功能,其中位置环采用PID参数模糊自整定的算法,电流环、速度环作为内环采用PI调节的算法,并对采用PID参数模糊自整定的算法和传统PID算法所得的结果进行了对比分析。实验结果表明,系统有较好的鲁棒性和动、静态性能,可达到位置跟踪效果。     

基于Matlab无刷直流电机控制系统的新型建模仿真

在分析无刷直流电机(BLDCM)数学模型的基础之上,提出了一种新型的无刷直流电机控制系统建模仿真方法。在Matlab/Simulink环境之下,利用无刷直流电机的电压方程、电磁转矩方程和运动方程构建了无刷直流电机本体的仿真模型。系统采用三闭环控制:速度环采用经典PID控制,电流控制采用滞环电流跟踪型PWM。仿真实验结果表明:系统具有良好的静、动态特性,验证了该方法的有效性,为实际电机控制系统的设计和调速提供了新的思路。     

基于DSP的高可靠舵机控制器设计

电动舵机作为飞行控制系统的安全关键部件,对舵机控制器的精度和动态性能等方面有很高的要求。针对上述要求,设计并实现了一种采用数字信号处理器(DSP)为控制核心的控制电路、驱动电路及旋转电涡流传感器等检测电路共同组成的硬件设计方案,控制策略采用电流-速度-位置三闭环控制结构,其中位置环采用了位置反馈+前馈补偿的复合控制算法。实验测试表明,系统无超调量和静态误差,表明系统具有很好的稳态和动态性能,控制精度高。     

一种基于DSP的数字化舵机系统设计与实现

数字化电动舵机与传统的舵机相比,具有性能好、易维护、可靠性高等优点,已成为未来舵机应用发展的方向。通过试验进行验证,建立了舵机系统的数学模型。依据舵机系统的技术指标要求,设计了超前校正控制器,采用PID控制器,进行了系统在空载和加载条件下的性能仿真和对比。以专用数字信号处理器(DSP)芯片TMS320F2812为基础,设计完成了一套基于DSP的数字化舵机仿真系统。     

基于灰色预测控制的电动舵机控制仿真研究

分析了电动舵机结构及数学模型,针对经典PID控制器在电动舵机控制中,响应速度慢,超调量明显等问题,提出了一种灰色预测控制与传统PID控制相结合的电动舵机复合控制方法.建立了电动舵机灰色模型,设计一种基于arcsin(.)函数的变换算子,来解决正弦位置信号驱动下,算法直接预测精度不足的问题,最后在MATLAB环境下进行了建模仿真.仿真结果表明:该方法能够有效降低舵机系统超调量,改善系统动态品质,且结构简单,易于在工程中实现.     

一种高带宽四舵翼电动舵机的可行性研究

针对普通电动舵机在高速飞行的常规弹药上无法有效实现飞行姿态控制问题,根据简易制导弹药自主修正对电动舵机的性能要求,从舵机系统的结构、硬件和软件设计等方面综合考虑提高系统的带宽,设计基于CAN总线通信和DSP控制的无刷直流电机四舵翼舵机系统,建立舵机系统二自由度数学模型,设计带前馈的模糊自整定PID串级控制器,并通过建模仿真和原理样机的弹簧钢悬臂梁加载实验进行验证。仿真和实验结果表明,该电动舵机系统在最大舵偏角20°时,带宽达到10 Hz,且舵机系统的位置指令跟踪和力矩干扰抑制能力较强,具备在常规弹药弹道修正中应用的可能性。     

一控四电动舵机控制器设计

电动舵机作为飞行器的执行机构,其体积重量的减少可提升飞行器的性能。论文分析一控四电动舵机伺服控制器结构方案和控制策略,以DSP TMS320F2812和功率芯片IR2136为核心,实现单一控制器控制四套无刷直流电动舵机相互独立工作。研究电动电机系统三闭环变参数控制技术,采用电流环、转速环和位置环全数字变参数PID控制策略,实验验证了系统设计的正确性。     

分裂电容式PWM整流器的矢量控制策略研究

阐述了分裂电容式三相电压型PWM整流器(VSR)的拓扑结构、工作原理及运行模式。对变流系统控制对象进行了数学建模,并对其在旋转坐标系下的数学模型进行了分析。针对该数学模型,采用矢量控制同步PI电流调节策略,描述了它对电流环和电压环的不同要求,并对电流环和电压环进行了控制参数的设计。其中,电流内环设计了基于旋转坐标系下三电流环PI调节器的参数;电压外环设计了直流电压控制及针对分裂电容系统的电压偏差补偿PI调节器的参数。实验结果表明,该控制策略能获得较好的控制性能,并能有效抑制低次谐波。     

基于新型趋近律的永磁同步电机调速控制

为了改善基于PI控制的永磁同步电机（PMSM）调速系统转速超调大和抗扰动能力差的问题,研究一种自适应能力较强的新型指数趋近律。该趋近律在传统指数趋近律的基础上将等速项系数改进为时变量,能让系统更快地收敛到给定值,解决了传统指数趋近律系统收敛速度过慢的问题,并且采用可变边界层的饱和函数来替代传统开关函数从而削弱了滑模抖振现象。采用Lyapunov函数对新型指数趋近律的稳定性进行分析,并以此趋近律设计了速度环滑模控制器。采用MATLAB建模仿真,将其与PI控制结果比较,仿真结果表明基于新型指数趋近律的速度环滑模控制器能有效地提高PMSM调速系统的鲁棒性。     

基于C MEX S-函数直流无刷电机控制系统仿真建模研究

在分析直流无刷电机系统(BLDCM)数学模型的基础上,利用C语言编写S-函数,提出了BLDCM控制系统仿真建模的新方法.在Matlab/Simulink中,构造C MEX S-函数的三类简化结构,建立独立的功能模块,如电动机本体模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建BLDCM控制系统快速高效的仿真模型,为提高复杂系统模型的仿真速度、硬件控制器的设计与调试提供了新的思路.BLDCM系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用滞环电流控制.仿真结果证明了采用C MEX S-函数方式建模的快速性和有效性.     

基于电压空间矢量的三电平PWM整流器研究

针对三相二极管箝位型三电平PWM整流器的拓扑结构,建立了基于d-q同步旋转坐标系统的解耦状态空间方程。采用双闭环控制策略,电压环跟踪负载有功功率,电流环实现指令电流跟踪控制。给出了电压环和电流环PI参数设计方法,采用电压空间矢量调制方式（SVPWM）进行了基于MATLAB/Simulink的仿真分析。结果表明,该三电平PWM整流器能实现良好的动态性能和稳态性能,并且使得电网侧电流波形为正弦、功率因数为1。     

PMSM舵机系统滑模弱磁控制策略设计

针对弹用电动舵机系统,建立表贴式永磁同步电机(SPMSM)矢量控制模型。设计了基于变指数趋近律的滑模变结构控制器,并在此基础上进行了抖振抑制。同时,在电流环设计了基于电压反馈、电流注入的弱磁电流分配策略,提高了舵机系统在轻负载情况下的动态响应速度。仿真结果表明,设计的控制器可以很好的提高舵机系统的控制精度与动态性能。其中,电机最高转速提高了25.8%,转矩脉动减小了91.5%,阶跃响应上升时间减小了50%。     

基于C MEX S-函数直流无刷电机控制系统仿真建模研究

在分析直流无刷电机系统(BLDCM)数学模型的基础上，利用c语言编写s一函数，提出了BLDCM控制系统仿真建模的新方法。在Matlab／Simulink中，构造C MEX S-函数的三类简化结构，建立独立的功能模块，如电动机本体模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等，再进行功能模块的有机整合，搭建BLDCM控制系统快速高效的仿真模型，为提高复杂系统模型的仿真速度、硬件控制器的设计与调试提供了新的思路。BLDCM系统采用双闭环控制：速度环采用PI控制，电流环采用滞环电流控制。仿真结果证明了采用C MEX S-函数方式建模的快速性和有效性。     

PWM整流器数学建模及参数整定方法

为了快速、准确调节有源前端(AFE)的电压、电流,在平均值数学模型基础上研究了其双闭环控制策略及参数整定方法。推导了AFE在静止及旋转坐标系下的电压、电流方程;应用前馈方法对dq轴电流控制实现解耦,推导出电流环、电压环传递函数,并采用频域响应设计方法对控制器参数进行整定;搭建了数字仿真模型,对理论分析结果做了验证。仿真结果表明,系统动、静态响应与理论分析基本一致,所述建模及参数整定方法简单、可行,具有令人满意的动、静态控制效果。     

基于组件技术的自定义建模在电网仿真中的应用

针对目前电网仿真系统中应用的自定义建模技术存在的模型求解精度不高、跨平台调用困难等问题,通过整体联立求解法对自定义模型的求解过程进行了改进,采用组件技术与用户自定义建模相结合的方式,开发了一套控制系统的环节组件库,实现了新型的自定义建模系统。该系统允许用户对电网仿真系统中的控制装置(励磁调节器、调速器、电力系统稳定器、FACTS控制器等)进行自定义建模,所建立的自定义模型以动态调用的形式与电网仿真系统相结合,提高了电网仿真系统的可复用性、建模灵活性和可扩展性。此自定义建模系统已成功应用于中国电科院开发的电网仿真系统中,对某具体算例进行的暂态稳定仿真分析结果验证了该系统的正确性。     

基于电压空间矢量的三电平PWM整流器研究

针对三相二极管箝位型三电平PWM整流器的拓扑结构,建立了基于d-q同步旋转坐标系统的解耦状态空间方程.采用双闭环控制策略,电压环跟踪负载有功功率,电流环实现指令电流跟踪控制.给出了电压环和电流环PI参数设计方法,采用电压空间矢量调制方式(SVPWM)进行了基于MATLAB/Simulink的仿真分析.结果表明,该三电平PWM整流器能实现良好的动态性能和稳态性能,并且使得电网侧电流波形为正弦、功率因数为1.     

单周控制单相VIENNA整流器小信号建模与环路设计

分析了一种新型通用的单周期控制技术(OCC)在一种用于功率因数校正领域的新型单相三相三开关三电平(VIENNA)整流器中的应用。对基于单周期控制的单相VIENNA整流器进行小信号建模分析,参考峰值电流控制模式,将单周期控制电流环与主电路功率级合并为新功率级,并对此新功率级使用电压补偿环进行校正,设计合理补偿环校正参数,最后用Matlab仿真验证了其正确性。