工业机器人关节的电动伺服和电机的智能控制

工业机器人关节采用的液压驱动逐渐被电驱动所代替,其所用的直流电动机有被交流电动机取代的趋势,而发展成为一种关节与电动机合一的结构。文中介绍交流电动机矢量控制方法及工业机器人驱动电动机的智能控制。     

基于虚拟仪器技术的直流伺服电动机控制系统

硬件采用基于PC的NIPCI7354运动控制卡产生控制电压信号、NI7774通用运动控制接口连接驱动电动机;软件采用LABVIEW7图形化编程软件设计操作界面和控制程序。通过调用控制卡中的运动函数库,可以动态控制电动机的转速和转向,从而实现了在开环控制状态下同时对不同轴向直流伺服电动机的控制。     

使用滑模控制的单相电动机新逆变驱动

针对单相感应电动机,提出了新的逆变驱动策略。与采用传统的逆变驱动控制相比,由于新的逆变驱动策略采用了LC滤波,因此可使单相感应电动机的控制输入是平滑的,控制精度更高。完整的控制系统由四级级联控制环组成,其内环实现感应电动机速度调节和电流控制,而外环实现电动机驱动,由此构成了新的电流模式定向控制,以替代磁场定向控制。逆变器开关驱动由滑模控制实现。由实验结果验证了该方案的有效性。     

NPC 三电平逆变器供电的永磁同步电动机伺服系统

主要研究了采用中点箝位型(NPC)三电平逆变器供电的永磁同步电动机(PMSM)伺服系统;电动机采用转子磁场定向的矢量控制.为了达到控制目的,在三电平逆变器SVPWM调制算法的基础上,引入了零序电压注入法和电容电压前馈法.这种方法较好地控制了中点电位的偏移,以期降低逆变器输出电压谐波含量,改善电动机定子电流波形,这将减小电动机转矩脉动,改善电动机控制性能.     

通用变频器采用矢量控制方式时应注意事项

一般类型的通用变频器,其控制方式是建立在异步电动机稳态数学模型基础上的,动态性能不高。在动态性能要求高的场合,常采用矢量控制方式。异步电动机的矢量控制就是仿照直流电动机的控制方式,把定子电流的磁场分量和转矩分量解耦,分别加以控制。在应用于化工厂电动机变频调速中     

矢量控制异步电动机的非线性H∞控制

研究了矢量控制异步电动机非线性系统的H∞ 控制 ,应用直接反馈线性化建立了矢量控制异步电动机的鲁棒控制模型 ,然后采用线性H∞ 控制理论得出控制律 ,其算法简明实用。仿真表明 ,非线性H∞ 控制可以改善矢量控制异步电动机的运行性能 ,使具有高精度抗干扰的特性     

大功率异步电动机新型软起动装置的设计与实现

为了减小异步电动机起动过程中对电网的冲击、消除传统降压起动设备的有级触点控制对异步电动机的冲击、改善异步电动机的起动特性,基于电力电子技术对电动机软起动进行了研究。软起动装置是基于三相交流调压技术,通过改变晶闸管的触发角以调节定子两端的电压来实现的。采用双闭环控制的三相交流调压电路设计了50k W异步电动机软起动装置。内环电流控制及外环电压控制采用PI控制,实现了自动调节电动机起动电流,不但限制了电流,又使端电压平稳上升,实现了交流异步电动机平稳软起动。     

基于PLC的步进电动机的控制

步进电动机是一种基于脉冲控制的电气元件。介绍了步进电动机和驱动器的特点和作用,分析了西门子S7-200在步进电动机控制方面的应用,该控制系统还具有人机对话功能。通过分析得出,在中小功率设备中采用PLC控制步进电动机是一种切实可行的控制方案。     

超声波电动机频率-转速控制的动态辨识建模

超声波电动机的数学模型是其运动控制研究的基础.采用系统辨识的方法,针对以驱动频率为调节变量的超声波电动机转速控制需求,建立了适合于控制应用的超声波电动机系统频率-转速控制模型,为超声波电动机高性能转速控制研究提供了基础.给出的辨识建模方法对超声波电动机及电磁电机的建模研究均有借鉴意义.     

直流伺服电动机的微型计算机脉冲调速系统

在自动控制系统中,直流伺服电动机常用来作为速度和位移的控制元件,采用微型计算机对直流伺服电动机进行控制,不仅能提高控制精度,使控制更为方便灵活,而且可简化控制线路,使系统更为可靠。微型机对直流伺服电动机的控制包括对电动机的转速、转向和转速稳定性的控制,其中主要是对     

大功率微网逆变器输出阻抗解耦控制策略

针对微网逆变器孤岛并联时输出阻抗控制不能兼顾动态响应和并联均流的问题,提出了一种输出阻抗解耦控制策略。该控制策略根据dq坐标系中输出电压的戴维南等效模型,得到不同频段的阻抗特性,分离出动稳态输出阻抗,在dq坐标系中直接设计输出阻抗,用以动态响应和并联均流的解耦控制。在动态电压控制时,采用输出电流微分反馈控制和动态有源阻尼来减小动态输出阻抗;在均流控制时,增大稳态输出阻抗,从而获得了良好的动态响应和并联均流性能。实验结果验证了理论分析和控制方案的正确性。     

考虑有功协调优化的配电网动态电压控制

配电网电压动态变化特征日益凸显,对配电网动态优化控制提出了新的要求。除此之外,配电网有功与无功的耦合特性也使得仅基于无功/电压的控制方法效果降低。因此,提出了一种考虑有功/无功快速协调优化的配电网动态电压控制方法,实现在秒级时间尺度内关键节点的电压恢复。首先建立配电网有功/无功控制设备动态模型,并基于模型预测控制理论建立了动态电压控制系统预测模型。设计了面向配电网电压协调控制的多目标自适应优化策略,基于配电网同步相量测量单元动态测量数据实现有功/无功控制设备出力的动态协调。仿真结果表明,该方法能够实现配电网电压波动的秒级抑制,并将目标节点电压快速无差地恢复至扰动前水平。     

基于现场总线技术的电力系统动态模拟控制

介绍了一种基于现场总线的控制方案，利用数字技术取代传统的动态模拟控制方法，该方案结合动模系统的特点，通过组建多层通信网络，实现各种控制功能，同时，利用相应的组态软件编写人机界面，使上位机与主控制单元进行数据及控制命令交换，实现系统实时监控及远程控制功能。整个方案符合现场总线设计的基本思想，适合电力系统动态模拟系统的控制，可在很大程度上提高动模系统的控制水平，同时使系统具有灵活，可靠，易于扩展等特点。     

基于两级轨迹灵敏度分析的DFIG动态全过程仿真简化建模方法

双馈感应发电机(DFIG)的简化建模对系统稳定性分析至关重要,现有建模方法往往只适用于单一时间尺度下某一具体问题的分析,缺乏对动态全过程仿真建模的研究。提出一种适用于动态全过程仿真的DFIG简化建模方法。根据多时间尺度模型简化原理建立DFIG各控制的动态模型和简化模型;从控制参数入手,提出两级轨迹灵敏度分析方法,研究在动态全过程仿真中主导DFIG输出特性的关键控制;提出一种模型切换控制策略,根据两级轨迹灵敏度分析结果,通过设置阈值建立可调节的模型切换判据,在动态全过程仿真中分时调用各控制的动态模型和简化模型,在保证模型精度的同时实现模型的降阶和简化。最后,通过仿真对比验证所提建模方法的有效性。     

边云协同程控恒流源动态连续域模型辨识方法

远程程控恒流源作为智能工厂伺服控制环节的重要部件,定量的求解其远程控制全过程的动态模型对于伺服控制策略生成和优化控制等具有重要意义。本文针对程控恒流源的动态性能分析以及远程高效控制,提出了一种基于边云协同的恒流源动态模型建模方法。该方法考虑了远程控制过程中的通信延迟、数据丢包等相关情况,同时辨识了从云端控制到边端输出的整个模型的结构和参数,并通过离散域和连续域传递函数的转换,获得远程程控恒流源连续域动态模型,克服了传统边端控制对于不同控制时间间隔需要重新建立离散化模型的不便,支持了恒流源所在伺服系统的远程高效控制。仿真验证和应用模拟验证表明,该方法可以精确辨识恒流源连续域动态性能模型并应用于实际边云协同程控系统。     

带有逆向力补偿的Stewart平台自适应鲁棒控制

针对Stewart平台复杂的动力学特性以及参数不确定性,提出了带有逆向力补偿自适应鲁棒控制方法.依据对平台动力学特性的分析,采用Lagrange方法建立了上平台的前向动力学模型,同时利用Newton-Euler法对六连杆部分的动态特性进行逆向力补偿,得到了具有机械系统物理特征,且形式简单的误差动态系统.针对上平台参数摄动、逆向力补偿残量以及未建模动态等各种不确定性,依据耗散性理论设计自适应鲁棒控制器.由于平台动力学方程中形式最为复杂的六连杆动态特性被有效地加以补偿,从而控制器中动力学计算部分得以简化.平台动力学方程中上平台部分物理特征明显,可以方便地构造出合适的李雅普诺夫函数.仿真结果验证了该方法的有效性和分析的正确性.     

计及动态无功控制影响的大规模风电汇集地区电压稳定性分析

为了进一步分析大规模风电汇集地区电压稳定性,提出应考虑风电场动态无功控制的影响。基于电压-无功灵敏度法解释了动态无功补偿装置的恒无功控制方式所带来的汇集地区电压上升问题。利用小扰动稳定法,分析出采用高压侧恒电压控制的风电场内动态无功补偿装置之间存在很强的相互作用,并会引起不稳定的电压振荡。以华北某风电汇集地区为例,在PSS/E中比较分析区内所有风电场内动态无功补偿装置分别采用恒无功、高压侧恒电压和低压侧恒电压三种控制方式时受到小扰动后的电压变化。仿真结果验证了分析结论,表明在研究风电汇集地区电压稳定性问题上,考虑风电场的动态无功控制影响是必要的。     

数字控制对并网逆变系统稳定性和动态性能的影响

详细分析了模拟控制和数字控制中采样过程、零阶保持、滞后一拍控制对系统稳定性和动态性能的影响。分析结果表明随着数字控制各环节的引入,系统产生了明显的控制延时,导致系统闭环特征方程的阶次升高,不仅减小了系统的临界稳定增益,而且还使系统的动态性能变差。为此采用预测控制来消除数字控制延时造成的影响。最后,将数字比例控制和预测控制应用到由DSP芯片控制的逆变器样机中,通过对比2种控制系统输出电压和电流的动、静态波形,验证了分析结果的正确性。     

电动汽车无线充电系统的输出功率动态解耦控制

电动汽车无线充电系统动态充电能显著减小电动汽车动力电池的质量与尺寸,但由于动态系统中汽车运行状态会实时改变,因此电池在不同状态下的最优系统输出功率需求不同。系统在非最优输出功率下工作会影响其高效性及可靠性。文中提出电动汽车无线充电系统的输出功率动态解耦控制方法,根据整流电路的动态解耦机理对系统影响较小的特性,保证高效快速调节输出功率。建立了动态解耦控制系统数学模型,得到控制方案的计算因子,通过计算因子实现解耦占空比对输出功率的控制。仿真和实验结果表明,此种动态解耦控制克服了一般调节方式调节慢和效率低的缺点,实现了在动态充电过程中高效快速调节输出功率,优化系统性能。     

动态电压恢复器的模型预测控制

为了提高动态电压恢复器的响应速度和稳态精度,提出了基于模型预测控制的控制策略,详细分析了控制器参数设计方法。在分析动态电压恢复器主电路模型的基础上,采用内环电流控制器对模型进行改进,得出模型预测控制所需的被控对象一步预测模型,设计了模型预测控制器。所提控制算法克服了基于非参数预测模型的模型预测控制由于算法复杂、参数调整困难,计算量大,很难直接应用到电力系统这样的快速实时系统中的问题,同时实现了预测控制滚动优化、反馈校正的优点。在满意的稳定精度下,明显提高了系统的动态响应速度。与经典控制策略的实验对比分析,