高精度伺服转台控制系统

本文讨论了一种伺服控制转台系统的设计和实现,提出系统的设计指标,给出伺服驱动系统的结构与设计,并讨论了伺服算法及实现。实验结果表明,该转台系统具有优良的控制精度,优于设计指标,转台定位精度达到３×１０＾－３度,满足了光谱分析应用系统的需要,并可推广应用于其了具有高精度要求的位置控制系统。     

基于前馈PI伺服转台系统的研究与应用

为了提高转台伺服系统的控制精度,针对传统PI控制策略存在的不足,提出一种基于前馈补偿和PI相结合的复合控制策略。首先根据转台伺服系统建立了电机对应的MATLAB模型;然后根据前馈补偿和PI控制原理,建立了前馈PI控制器,并建立了基于前馈PI控制的软硬件系统试验平台;最后进行了仿真和试验验证;仿真和试验结果表明,基于PI前馈控制的转台伺服系统与PI控制的转台伺服系统相比较,其系统的定位精度更高,鲁棒性更好。     

基于模糊单神经元PI的微电网频率自适应控制

在采用下垂控制策略的传统微电网中存在母线频率随负载增大而下降的问题,为确保母线频率不偏移标准频率,需要采取频率恢复控制策略。目前实现频率恢复的常用方法是基于比例-积分(PI)的控制策略。由于微电网网络结构和系统参数存在变化,PI控制可能无法满足频率控制快速响应、恢复的需求。为解决该问题,文中提出在第二层控制微电网中央控制器中使用单神经元自适应PI控制算法作为频率恢复算法,实现频率无差控制。为进一步增强系统的鲁棒性、加快频率的恢复,使用模糊控制器对单神经元PI控制器的神经元比例系数进行在线优化,并通过仿真与固定神经元比例系数的单神经元自适应PI控制进行对比,证明了所提改进控制策略可改善频率恢复控制的暂态性能,加快微电网的频率恢复。     

一种基于内模控制的工业机器人关节伺服系统振动抑制算法

由于减速器的柔性导致工业机器人关节伺服控制系统存在谐振点,传统PI控制在极端位置指令下会出现振动。该文根据工业机器人单关节的弹性传动模型,基于内模控制原理提出一种工业机器人关节伺服系统振动抑制算法,通过在传统伺服控制器位置环与速度环之间添加抑振滤波器实现振动抑制,无需额外的传感器与复杂的控制算法。仿真与实验证明了该方法简单可行,能有效抑制机械振动,且具有较强的参数鲁棒性。     

基于LABVIEW自适应电液伺服位置控制系统应用研究

通过建立电液伺服位置系统的数学模型,针对双作用液压伺服位置控制系统的特点提出一种单神经元自适应PID智能控制算法,并通过Simulink仿真优化控制系统参数,最后应用LABVIEW软件开发实时测控软件,并进行油缸实时位置伺服控制实验,结果表明该控制方案具有较好鲁棒性,较好改善了该系统位置控制的性能。     

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。     

永磁同步电机位置伺服控制系统中的路径规划和跟踪控制

在工业数控加工制造中,经常要求永磁同步电机位置伺服控制系统具有高速、平稳、精确的定位性能。针对传统三闭环PI伺服位置控制系统通常难以直接满足高速、平稳、高效的生产要求,提出了运动路径规划和轨迹跟踪控制方法。通过正弦波加速度运动路径规划以提高运动平稳性、减少冲击性、提高可跟踪性;同时,通过基于系统模型的给定修正,实现轨迹接近于无差的跟踪控制,确保系统的整体性能。仿真试验证实了该方法的有效性和对象参数的适应性。     

基于单神经元自适应PID控制的高压断路器永磁直线伺服电机操动机构的研究

高压断路器永磁直线伺服电机操动机构采用直线电机驱动断路器操作杆,带动机构运动,实现分合闸操作,具有良好的快速响应能力及控制性能.该伺服系统采用数字式双闭环控制,内环为电流环,采用PI控制,外环为速度环,采用单神经元自适应PID控制,通过建立直线伺服电机操动机构控制系统仿真模型,详细分析了单神经元自适应PID控制算法以及数学模型,并建立了以输出误差二次方为性能指标的单神经元自适应PID控制器模型.并分别用传统PID与单神经元PID控制算法,对高压断路器触头运动特性控制过程进行了仿真.结果表明,单神经元自适应PID控制器能够较好的实现触头速度的跟踪控制,使其按理想运动特性曲线运动,实现最优操作,该算法是一种较理想、有效的控制方法.     

惯性负载下无刷直流电动机位置伺服控制方法的研究

文章提出了一种在惯性负载条件下，无刷直流电动机位置伺服系统的控制方法。在以单神经元自适应PI控制器做速度环控制器的基础上，比较了以传统的PI控制器和单神经元自适应PI控制器分别作为位置控制器时的仿真结果，提出了将传统的PI控制器与单神经元自适应PI控制器相结合的新型位置控制方法。     

单神经元PID控制器在高压断路器运动控制技术中的应用

高压断路器直线伺服电动机操动机构采用直线电动机驱动断路器操作杆,带动机构运动,实现分合闸操作,具有良好的快速响应能力及控制性能。本文建立了直线伺服电动机操动机构控制系统仿真模型,详细分析了单神经元PID控制算法以及数学模型,并建立了以输出误差二次方为性能指标的单神经元自适应PID控制器模型。分别用传统PID控制与单神经元PID控制,对高压断路器触头运动特性控制过程进行了仿真。结果表明,单神经元PID控制器能够较好地实现触头速度的跟踪控制,使其按给定运动特性曲线运动,实现运动特性控制。证明了在配有直线伺服电动机操动机构的高压断路器触头运动控制系统中,单神经元PID控制是一种较理想、有效的控制方法。     

伺服高速轨迹规划与精密跟踪控制的研究

在工业数控加工制造中,常常要求PMSM位置伺服控制系统具有高速平稳、时间精确的定位性能。针对传统三闭环PI伺服位置控制系统通常难以直接满足高速平稳高精度定位的生产要求,克服传统控制中存在的不匹配动态响应影响,提出了一种新型的基于系统模型的新型前馈控制结构,与高速运动轨迹规划配合,实现位置伺服系统的时间和精度无偏差的高速平稳跟踪定位功能。最后通过仿真实验验证了该方法的有效性和对象参数适应性。     

永磁同步直线电动机位置伺服控制系统设计

为使永磁同步直线电动机XY平台具有更精确的跟踪性能,设计了直线电动机位置伺服控制系统.介绍了该系统用模糊神经网络的控制方法来提高系统的动态响应和跟踪精度,并采用动态结构的算法,在学习过程中动态地改变神经网络规则层节点数,不断优化控制性能.实验结果表明,该位置伺服控制系统具有超调量小、定位精度高的优点.     

变惯量智能伺服控制器设计

设计基于微芯公司的dsPIC30F6010A单片机的伺服控制器实现单神经元自适应PID控制算法;借助于Matlab的Simulink和M语言对经典PID控制和单神经元自适应PID算法进行仿真,以验证分析结果;根据单神经元自适应PID控制的仿真结果,可确认单神经元自适应PID控制不仅能够适应惯量的变化,而且还改善了系统的动态性能。     

基于单神经元PI控制器的风电机组双馈感应发电机功率解耦控制

在双馈感应发电机(DFIG)数学模型和定子磁链定向矢量控制的基础上,提出了基于单神经元PI控制器的功率解耦控制策略。通过定子磁链定向矢量控制可以实现双馈感应发电机有功功率和无功功率的解耦控制,但是功率环中的PI调节器的自适应能力较差,用单神经元PI控制器代替传统PI控制器,可以提高系统对功率跟踪的快速性。仿真结果表明,相比传统PI控制器的解耦控制系统,采用单神经元PI控制器的解耦控制系统的跟踪速度快,参数自调节能力强。     

永磁交流伺服系统参数自学习模糊控制器设计与实现

为进一步改善永磁交流伺服系统的动静态性能,设计了一种基于单神经元的参数自学习模糊控制器,它在控制规则数与二维控制器相当的基础上,可实现三维模糊控制的效果。模糊推理方法基于相平面,直接输入连续量进行推理,计算量小。引入的单神经元采用改进的BP算法来实现比例因子的在线自学习。该控制器结构及算法简单,易于解析实现,具有通用性。将其用于永磁交流伺服系统,实验结果验证其控制性能较PI算法更佳,提高了系统的性能。     

模糊单神经元混合控制的轧机扭振抑制研究

在轧机轧制过程中,运行工况的变化可能诱发扭振,严重影响轧机轴系的安全.通过分析轧机扭振产生的原因,针对传统PI控制方式对轧机扭振抑制的不足,提出采用模糊单神经元混合控制的方法,在误差较大的情况下采用模糊控制,加快系统的动态响应速度,在误差较小的情况下采用单神经元控制,提高系统的稳态精度,从而达到对轴系扭振进行抑制的目的.     

基于PIC单片机的舵机控制系统设计

以高性能无人机舵机伺服控制系统的研制为背景,介绍了一种基于PIC单片机的高精度伺服控制系统.以PIC单片机为控制芯片产生PWM信号,控制功率驱动电路,驱动直流电动机,实现伺服控制系统.软件采用位置、速度和电流三闭环控制算法,利用模糊控制算法对位置环的PID参数进行实时调整,同时在速度环与电流环中使用积分分离的PI控制算法.实验结果表明,系统具有强抗干扰、响应速度快、可靠性高等特点.     

基于DSP的转台用永磁交流伺服控制系统设计

介绍了用于速率转台的交流伺服控制系统原理;在此基础上设计了基于TMS320F2812的速率转台用永磁交流伺服控制实验系统,并给出了系统设计的软硬件实现及实验结果.     

基于非接触式磁编码器的高精度数字舵机控制研究

舵机是机器人中的一个重要部件。传统舵机采用电位器实现位置反馈,控制精度为0.18°。为提高位置控制精度和响应速度,采用12位数字式非接触磁编码器作为位置反馈,位置精度可达0.0879°;利用PI控制器,实现双闭环控制,并通过Trap-Profile算法实现加/减速。实验结果表明,位置控制响应速度快、超调量小,舵机运动过程中抖动较小,实现了数字舵机的高精度控制。     

基于MRAS观测器的永磁同步电机模型预测控制

针对无人艇、小型船舶等水面智能设备的推进系统提出采用无位置传感器技术以提高其系统容错性,并且针对传统的基于模型参考自适应(MRAS)观测器的永磁同步电机无位置传感器伺服控制系统引入模型预测控制(MPC)来提高调速系统的性能。在基于SVPWM控制方式的永磁同步电机伺服控制系统中,通过MRAS观测器来估算永磁同步电机的转速,利用MPC控制器来替代传统PI速度控制器。为了验证本文策略的有效性,在Matlab/Simulink环境下建立了一个基于上述控制策略的完整系统的仿真模型。仿真结果表明,该系统不仅克服了传统的基于(MRAS)观测器的永磁同步电机无位置传感器调速系统中超调量大、PI参数难以整定的缺点,而且有效地降低了转矩脉动、提高了系统的动态性能和抗干扰能力。