基于不平衡系数辨识的电磁轴承-刚性飞轮转子系统不平衡补偿控制

针对电磁轴承-刚性飞轮转子系统不平衡振动的抑制问题,提出一种基于不平衡系数辨识的自适应不平衡补偿控制算法。基于电磁轴承-刚性飞轮转子系统的动力学模型,设计了状态反馈PID电流控制器,提出不平衡系数辨识方程及不平衡补偿算法。分析了带有补偿环节的电磁轴承-刚性飞轮转子系统的稳定性及补偿算法中各参数的选择原则。对不平衡补偿算法的有效性进行了仿真和实验研究。结果表明:文中提出的基于不平衡系数辨识的不平衡补偿算法不仅能够正确地辨识出转子的不平衡,而且在整个转速区间内具有良好的稳定性以及对不平衡振动的抑制能力。     

基于DSP的直线电机位置伺服控制策略研究

在综合分析直线电机位置伺服控制系统的动静态性能及抗干扰能力的基础上,对其位置伺服控制策略进行了研究,开发了一套基于DSP的直线电机位置伺服控制系统。该伺服系统提出了用模糊自适应PID控制方法和干扰观测器补偿技术来提高系统的动静态性能,且可以补偿因外力等对系统造成的干扰。重点分析了位置角对系统的影响,进而提出了模型参考自适应算法对位置角进行校正以消除直线电机定位时出现的振荡。实验结果表明,所提出的位置伺服控制系统具有高的动、静态性能。     

直线伺服推力纹波扰动补偿及自适应振动抑制

针对高速运动的直线伺服系统同时存在的扰动与共振问题,建立两个回路分别进行扰动补偿与共振抑制。通过实验方法建立包含推力纹波扰动的直线伺服系统模型结构,采用最小二乘法进行模型参数的迭代辨识,并通过前馈进行扰动补偿;针对直线伺服系统模型结构中存在的共振现象,通过辨识主导振动频率,采用自适应FIR陷波滤波器抑制主导共振频率所带来的影响。在直线伺服运动控制平台上进行的算法验证实验表明:所建立的两个回路能有效补偿推力纹波扰动与抑制共振,提高直线伺服系统的在高速运行过程中的位置跟踪精确度的作用,满足高速、高精确度轨迹控制要求。     

改进的变步长自适应谐波检测算法

基于自适应噪声消除理论,考虑电网负载电流低信噪比的特性,对传统的最小均方(LMS)算法进行改进,得到一种新的变步长LMS自适应谐波检测算法.利用反馈误差信号的均值估计控制步长及权值的更新,当权值逐渐接近最佳值时,步长逐渐减小以保证较小的稳态误差,并有效降低不相关噪声信号的干扰.在权值迭代过程中加入动量,进一步提高系统的...     

基于模型辨识的数控机床专用伺服电机位置控制

数控机床精密加工要求伺服电机具有精度高和响应快等特性,而传统的伺服控制器位置环采用的是简单的误差比例(P)控制,这种控制方法的响应性不能满足加工要求。提出一种基于模型辨识的伺服电机角位移控制方法。首先,采用最小二乘法辨识出传统闭环控制系统的模型;然后,分析模型的零、极点,根据模型特性设计补偿控制器;最后,通过试验结果说明所提方法能快速、准确地跟随系统输入。     

交流伺服系统负载扰动补偿控制

针对未知负载扰动对伺服系统动态性能的影响,提出一种基于降阶扩展卡尔曼滤波器(EKF)的负载转矩在线辨识及补偿方法。根据交流永磁同步电机(PMSM)机械运动方程,建立了负载转矩辨识数学模型,研究了在同一组PID参数控制下,负载转矩补偿前后系统位置误差的变化。仿真与实验结果均表明,所提出的降阶EKF能有效辨识负载转矩,采用转矩补偿控制后,明显减小了系统中由于负载扰动引起的位置误差,提高了系统的抗负载干扰能力。     

基于自适应变步长最小均方算法的磁悬浮高速电机不平衡补偿

该文针对磁悬浮高速电机的不平衡振动,提出一种基于自适应变步长最小均方误差(LMS)算法的不平衡补偿方法。首先,通过分析步长和频率对LMS算法特性的影响,给出合适的步长计算公式。之后,利用基于变步长LMS算法的自适应滤波器,在线识别转子位移信号中与转速同频的振动分量,并通过反馈对转子的同频振动进行不平衡补偿,以实现最小位移控制。然后,利用广义根轨迹法分析了引入不平衡补偿后转子系统的闭环稳定性。通过切换步长符号,实现转子系统在全转速范围内的闭环稳定运行。最后,分别在频率匹配、频率失配、存在噪声和恒加速四个条件下,将该方法应用于四自由度转子的仿真模型中,并且在磁悬浮高速电机实验平台上进行了相关实验。仿真和实验结果均表明,该方法能够有效地抑制转子的不平衡振动。     

非线性递减权值PSO优化下的LQR轨迹跟踪研究

针对二次线性调节器(LQR)权重矩阵选取困难导致的自动驾驶车辆控制精度低、系统适应度欠佳等问题,设计了一种非线性递减权值粒子群算法（NLDW-PSO）。基于二自由度车辆动力学模型,构建了横向跟踪误差模型,设计了前馈控制消除了LQR稳态误差;并设计以横向偏差、航向偏差和前轮转向角为评价函数,将系统输出误差状态量反馈至NLDW-PSO算法,所设计的非线性递减惯性权重因子通过提升粒子群体寻优性能,从而自适应调整LQR权重系数更新策略,形成闭环优化控制,最终求解得到系统目标函数极值。将所设计控制器的跟踪效果进行了对比,Carsim/Smulink联合仿真结果表明所提出NLDW-PSO优化LQR算法的跟踪控制效果最优,横向距离偏差最大值为0.076 m,横向距离偏差均值相较于固定权重系数LQR降低了69.74％,显著提高了车辆跟踪控制精度和自适应能力,且对速度变化具有较强鲁棒性。     

基于改进双闭环滑模算法的飞行器轨迹跟踪研究

针对飞行器运动轨迹受外界气流干扰和模型参数不确定性导致复杂空间运动轨迹跟踪精度不足的问题,提出了一种改进的双闭环滑模控制算法提高飞行器轨迹跟踪的精度。该算法中外环位置控制器采用自适应率抑制外界干扰影响,内环姿态控制器利用切换函数自适应模糊器抑制未知干扰力矩和抖振的影响。利用Lyapunov理论验证双闭环控制算法具有全局渐近稳定性。仿真结果表明,改进的双闭环控制算法的姿态角跟踪误差精度由0.02提高到了0.0005,该算法对外界干扰具有较强的鲁棒性,同时能够实现高精度的轨迹跟踪。     

基于线性最优控制的交直流低频振荡附加阻尼控制器设计

对于低频振荡抑制问题,提出了一种新的电力系统稳定器(PSS)及直流附加控制的设计方法。通过改进的总体最小二乘-旋转不变(TLS-ESPRIT)辨识技术分析系统振荡特性,再对各个振荡模态分别辨识出相应的被控传递函数,最后利用带观测器的线性最优控制(LQR)方法设计出相应控制器,达到抑制低频振荡的目的。在设计过程中,利用基于LQR的PSS抑制区域内低频振荡,区域间低频振荡通过基于LQR的直流附加控制完成。