伺服系统的神经网络摩擦力自适应补偿研究

在高精度伺服系统中，摩擦力是影响其低速性能的关键因素。文章分析了摩擦力的特性、数学模型、及其对伺服系统性能的影响，提出了基于RBF网络的自适应摩擦力补偿方法，并将其与参数线性化模型相比较。在某单轴速率／位置转台的控制系统中的应用结果表明，该方法能有效地改善伺服系统的性能。     

基于 GMS 摩擦力补偿和干扰观测器的高精度速度控制

为了降低机械轴系摩擦力扰动对于伺服控制器在低速运动控制精度的影响,进一步提高传统伺服控制器对于稳定平 台的控制能力,提出了一种基于广义 Maxwell 滑动(generalized Maxwell-slip,GMS) 摩擦力模型前馈和干扰观测器的高精度 摩擦力补偿方案。首先在传统控制基础上引入GMS 摩擦模型前馈补偿对摩擦扰动进行初步的补偿;然后,通过加入干扰观 测器,对残余扰动及其他扰动进行第2次的抑制。利用实物平台对控制方法的低速运动性能进行了测试,对比设计的控制算 法和传统 PI 控制器的控制结果,验证提出的控制策略抑制摩擦扰动的效果。结果表明,基于 GMS 摩擦力前馈和干扰观测器 的控制方案有效的补偿了摩擦非线性、模型不确定性等因素对于控制系统的影响。新方法可将稳定平台低速运动时的控制 误差降低到0.015°/s, 在实际工程中具有较高的应用价值。     

前馈补偿控制律在微机调速器中的应用

针对负荷扰动补偿,探讨了在原调速器的基础上附加前馈控制,组成前馈－反馈双重控制模式的可行性、作用机理及实现方式。通过实验研究比较,选择最实用于水轮机被控系统特性的前馈控制模式,为在微机调速器上应用此种控制模式提供了依据,以便及时消除负荷扰动的影响,提高控制系统的调节性能。     

电机中摩擦力补偿技术的仿真平台

通过对采用不同的摩擦力补偿技术进行的仿真实例的演示，将几种先进控制策略在对非线性摩擦力补偿中的效果进行分析和对比，从中揭示各自的优缺点。文章中所出的方法，均由实际计算机控制系统进行了实时控制，效果良好。     

并联双模糊控制器在摩擦力补偿中的应用

提出一个应用于非线性补偿的主从控制型的并联双模糊控制器。主控制器用来达到快速响应和一定的稳态精度。与主控制器并联的从控制器用来进一步减少系统的跟踪误差。从控制器的设计仅需要用到被控系统的线性模型。所提出的控制策略简单实用,真正实现了多级减少误差的目的。理论设计以及在具有非线性摩擦力影响的直流电机速度控制系统的仿真对比实验中表明此模糊控制器除了具有较快的上升时间和无超调外,还达到了较好的稳态精度和抗     

平面电机自适应加速度前馈运动控制

为解决在较大加速度运动条件下,固定不变的加速度前馈系数难以提高平面电机加、减速阶段的伺服性能的问题,提出一种基于比例微分控制器输出与目标加速度的自适应前馈系数求解方法.采用最小二乘法,根据运动过程中比例微分控制器输出与目标加速度数据集,对前馈系数进行在线修正.通过引入遗忘因子,使得前馈系数与基于当前位置的动态特性更加匹配.分别采用沿y、x方向的不同加速度轨迹,在最大加速度为20 m/s2时,加、减速段的最大轨迹跟踪误差为0.56 μm.该方法完全基于在线运动控制实验,实现了无需电机模型参数的前馈系数求解.     

含前馈补偿的IPMSM效率优化控制研究

降低永磁同步电机(PMSM)的损耗对提高电机控制性能和节约能源有着重要的意义。这里在转子磁链定向矢量控制的基础上,建立了内置式PMSM(IPMSM)的损耗模型,推出了损耗最小控制下的最优直轴定子电流值。并引入伺服电机控制中常用的前馈补偿来解决由效率优化控制算法引起的电机控制系统动态响应慢的问题。最后,对所提控制算法进行仿真及实验验证,证明了所提控制策略的有效性。     

基于负载转矩观测器的PMSM前馈变补偿策略

为提高永磁同步电机(PMSM)的抗扰能力,改善其无位置传感器控制系统中因参数变化导致转速估算精度降低的问题,这里提出一种基于负载转矩观测器的PMSM前馈变补偿控制策略.基于卡尔曼滤波器设计负载转矩观测器与参数辨识器,对负载转矩、交轴电感和转子磁链进行在线辨识,并将辨识参数用于更新负载转矩观测器和前馈补偿系数中的参数变化...     

基于模糊神经网络的自动冲床送料系统摩擦力自适应控制研究

在分析摩擦力非线性特性的基础上,讨论了摩擦力的模型及其对伺服系统的影响.针对变压器专用绝缘条形材料自动冲床的摩擦驱动系统建立了一种基于模糊神经网络PID的控制系统,并通过实验研究将其与常规PID控制系统相比较,实验结果证明,该方法能有效改善系统的动、静态性能,很适合用于对不确定对象的控制.     

基于自适应滤波前馈控制的结构振动抑制研究

采用自适应滤波前馈方法对压电智能结构悬臂梁进行振动控制。分别研究了常用LMS自适应算法及其改进型NLMS算法在振动主动控制中的应用,并对两种算法的性能进行了比较。理论分析和仿真结果表明,自适应滤波前馈控制能够有效的控制悬臂梁的振动,基于NLMS算法比基于LMS算法的前馈控制具有更快的响应速度和更小的稳态误差。     

基于自适应摩擦补偿的复合非线性轨迹跟踪控制

伺服系统中存在的非线性摩擦环节,往往会使系统的性能受到影响。针对电机伺服系统,设计了一个复合非线性轨迹跟踪控制器,并通过降阶扩展状态观测器对未测量的速度和未知扰动进行估计。为了消除摩擦力带来的不良影响,在轨迹跟踪控制的基础上,加入了自适应摩擦补偿环节。先通过MATLAB进行了仿真分析,后将该方案应用于直流电机伺服系统进行试验验证。仿真与试验结果表明,该自适应补偿方案能有效抑制摩擦产生的不利影响,实现被控系统对目标轨迹快速准确的跟踪。     

基于修正LuGre模型的反步自适应摩擦补偿控制

LuGre模型是一种常用的对伺服系统进行动态摩擦建模和补偿的模型。基于一种改进的LuGre模型,建立了伺服系统模型;利用反步自适应控制算法得到系统控制律,并构造Lyapunov函数证明了系统的稳定性;将控制结果方面与传统的前馈PID固定摩擦补偿算法进行比较。仿真结果表明该方法能有效降低摩擦因素的不利影响,且比传统的控制算法具有更高的跟踪精度。     

高精度位置伺服系统的鲁棒非线性摩擦补偿控制

对含非线性摩擦环节的位置伺服系统，提出一种基于Lyapunov直接法的非线性鲁棒控制算法，在非线性摩擦函数未知和系统参数时变的情况下，使跟踪误差趋于零，并以转台伺服系统为例进行数值仿真，结果表明该方法有效，且有很强的鲁棒性。     

基于摩擦补偿的永磁球形电机自适应模糊控制

针对摩擦可能引起永磁球形电机控制系统品质恶化的问题,提出樽糊逼近的摩擦补偿自适应控制方案.首先,通过卡尔丹角(Carden)旋转,建立考虑摩擦项的转子动力学模型,分别基于已知模型和名义模型设计控制方案.基于名义模型的控制方案采用改进的模糊补偿自适应控制器分别补偿摩擦项以及系统不确定性因素,以减少模糊规则的数目,控制律参数基于李亚普诺夫稳定性理论自适应调节,控制方案保证了闭环系统的稳定性.仿真试验结果表明,该控制方案能有效实现对摩擦项等不确定信号的补偿,从而提高球形电机的跟踪控制性能.     

基于前馈控制的交流伺服系统高速定位控制

在要求高速、快响应的交流伺服定位系统中,采用普通PID控制很难实现高速定位.在位置环、速度环和电流环的三闭环PID伺服控制系统的基础上,引入电流环和速度环的前馈控制来提高定位控制的性能.通过仿真验证了前馈控制在指令信号跟踪方面的良好效果,然后设计出试验系统,进行了与普通PID伺服控制系统的对比试验.结果表明,引入前馈控制的PID伺服控制系统可以实现交流伺服系统的高速定位控制.     

基于前馈补偿策略的制粒湿度控制系统设计与实现

介绍了韶关冶炼厂制粒湿度控制系统.构建了一种有前馈补偿的改进型继电反馈控制模型,设计了由电控阀、水分仪、PLC及工控机组成的上、下位机控制系统,基于组态王6.0软件组态实现了制粒湿度的数据采集、自动控制、远程监控和报警等功能.     

基于前馈补偿的柔性直流配电系统下垂控制方法

针对柔性直流配电系统采用的Udc-P和Udc-Idc两种典型下垂控制策略,建立了基于动态导纳的下垂控制小扰动稳定分析模型。研究了直流线路参数、交流互联电网强度以及直流负荷等影响因素变化时系统出现的不稳定现象;进而提出了基于带通滤波的前馈补偿下垂控制方法,并对补偿前后的系统稳定性进行了分析比较。最后通过改进的IEEE 33节点配电系统算例进行时域仿真测试,仿真结果表明所提方法能够有效提高系统阻尼与稳定性。     

基于电网电压增量前馈补偿的光伏并网系统故障后恢复控制

光伏直流升压汇集系统经较大过渡电阻的故障清除后,存在直流变压器难以切换回原有控制策略的问题。针对此,在分析故障点过渡电阻和直流电压波动量之间关系的基础上,提出了一种基于电网电压增量前馈补偿的故障后恢复控制策略。在故障清除时,通过监测电网电压增量值,采用修正逆变器控制外环直流电压参考值的方式短时增大直流母线电压的波动量,从而使直流变压器实现控制策略的可靠切换。仿真结果表明,所提方法在交流电网经较大过渡电阻发生的故障被清除后,光伏侧控制策略能可靠且快速地进行切换,有效提高了光伏的利用率。     

基于预见前馈补偿的直线永磁同步电动机的位置伺服控制系统

在数控机床、机器人等轨迹跟踪问题中,未来目标轨迹信息对提高跟踪精度具有十分重要的意义。本文设计的基于预见前馈补偿的位置控制器,充分利用未来信息,能够克服模型误差等干扰,通过仿真实验结果验证了该方法的可行性和良好的控制效果。