基于遗传算法的永磁同步直线电机PID控制研究

由于永磁同步直线电机系统运行过程中参数摄动和负载扰动等问题的存在,传统 PID控制器无法满足高精度伺服控制系统的要求。设计出一种基于遗传算法(GA)优化的 PID 控制器,并通过 Simulink 对永磁同步直线电机控制系统进行建模和仿真实验。仿真和实验表明,采用 GA优化的PID控制器与传统的 PID控制器在指定速度和负载扰动条件下相比,具有更好的动态稳定性和跟踪性能,能有效抑制参数摄动的影响并对负载扰动具有较强的鲁棒性,实验结果也证明了方案的有效性和可行性。     

永磁同步直线电机无模型电流控制

为改善永磁同步直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,针对传统永磁同步直线电机PID控制方法中参数不确定性导致的控制不稳定问题,提出一种无模型电流控制方法.该文基于超局部模型设计永磁同步直线电机控制系统的无模型电流控制器,分别搭建PID控制和无模型电流控制系统,在此基础上进行稳态运行、负载突加减和电机参数摄动的仿真及实验对比.结果表明,所提方法改善了永磁同步直线电机控制系统的动态响应性能,对电机参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

永磁同步直线电机的粒子群PID空间矢量控制

由于永磁同步直线电机(PMLSM)在运行过程中存在着参数变动和负载干扰等问题,因此传统PID控制器无法满足高精度伺服控制系统的要求。针对以上问题,提出一种基于粒子群参数全局寻优的在线自整定PID控制器,并通过MATLAB/Simulink对永磁同步直线电机和其空间矢量控制系统进行建模和仿真实验。仿真结果表明,采用粒子群优化算法的PID控制系统在指定速度1 m/s和加入200 N的负载时,比传统PID控制器具有更好的动态响应性能,能有效抑制推力波动而且对负载扰动具有很强的鲁棒性,其实验结果也证明了其可行性和有效性。     

基于变摩擦负载的双电机同步控制系统设计

针对双电机同步控制系统在实际运行中存在摩擦负载的作用,首先建立双电机同步控制系统的数学模型和Stribeck摩擦模型。然后提出在偏差耦合控制方式下采用模糊PID控制算法对偏差进行调节的双电机同步控制方案,并与采用常规PID算法的控制方案进行比较。仿真结果表明,采用模糊PID控制算法的偏差耦合系统具有较好的抗干扰性和同步控制精度,优于常规PID控制系统的性能。     

模糊自抗扰控制的双音圈电机同步伺服系统

在双音圈电机同步系统中,由于音圈电机独特的分体式结构,其中一个电机的外部干扰对另一个电机的耦合作用尤为明显。针对该问题,提出了一种基于交叉耦合控制器(CCC)和模糊自抗扰控制器(Fuzzy-ADRC)的位置同步控制方案。利用自抗扰控制器(ADRC)对音圈电机伺服系统中的扰动总和进行估计与补偿;为进一步提高系统鲁棒性,设计Fuzzy-ADRC实现ADRC的参数自适应调整。此外,设计CCC消除双电机同步过程中的耦合现象,实现双电机伺服同步控制。仿真结果表明,所设计的控制系统能够明显提高各电机跟踪精度和同步精度,控制效果良好。     

基于BP神经网络PID的改进偏差耦合同步控制

针对多电机同步控制系统控制精度不高的现状,对多电机同步控制系统进行研究。在对多电机同步控制算法进行分析的基础上,设计了具有自学习和自适应能力的BP神经网络PID控制器,以弥补传统PID控制器在控制过程中的不足。采用偏差耦合控制,在传统速度补偿器速度偏差的基础上乘以速度反馈耦合增益,再引入一个包含各台电机速度信息的指标增强各台电机之间的耦合性,并与BP神经网络PID控制器相结合。在Matlab/Simulink环境下,搭建了多电机同步控制系统仿真模型,仿真结果表明基于BP神经网络PID的改进偏差耦合同步控制系统同步控制精度高、收敛速度快、稳定性能好,能够很好的实现多电机的同步控制。     

基于克隆选择算法的直流电机控制系统设计

针对直流电机调速系统的多变量、强耦合等非线性特性以及传统的PID控制很难达到较高的调速性能。将克隆选择算法与常规PID控制相结合,设计出了一种智能PID控制系统。该系统能够对控制器参数进行实时在线调整,从而提高了整个直流电机调速系统的动静态性能和鲁棒性。在Matlab环境下对其进行了仿真试验研究,结果表明,该控制器的性能远优于常规PID控制器。     

直流电动机调速系统模糊控制的仿真

针对直流电动机调速系统的非线性和结构参数易变化等特点 ,本文设计了模糊控制器 ,建立了转速环为模糊控制的双闭环调速系统。为了验证模糊控制器的控制效果 ,本文对直流电动机的参数变化、负载突变等不同情况进行了仿真研究 ,并将仿真结果与常规PID控制进行比较。结果表明 ,模糊控制器在电机参数变化或负载突变时具有较好的控制性能     

基于SOA的PMLSM进给系统PID参数优化研究

针对曲轴磨床中所用的永磁同步直线电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)驱动的砂轮进给系统所具有的强耦合性和非线性的特点,对PMLSM的d-q轴模型进行分析,推导出矢量控制下PMLSM进给系统的状态方程及传递函数。针对传统比例-积分-微分(Proportion-Integral-Derivative,PID)控制自身的优缺点,将人群搜索算法(Seeker Optimization Algorithm,SOA)与传统PID控制相结合,应用于PMLSM进给系统中。仿真与实验结果表明,采用SOA优化的PID参数整定,具有鲁棒性强、跟踪性能好、收敛速度快等优点。     

大功率随动试验台多永磁同步电机同步控制

针对大功率随动试验台中多台永磁同步电机的同步控制问题,同时考虑试验台开放性的要求,提出相邻交叉耦合结构与滑模变结构控制相结合的同步控制策略。结合试验台的机械结构特点,分析比较相邻交叉耦合结构与偏差耦合结构。根据多电机同步系统中同步误差与跟踪误差的控制要求,建立永磁同步电机的状态空间模型,进一步给出多电机同步滑模控制器的设计方法。分析了所设计的同步控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,相邻交叉耦合结构与变结构算法相结合的系统其同步误差小于传统的偏差耦合结构与PID算法相结合的系统,受干扰影响变小。对于多永磁同步电机同步系统,相邻交叉耦合结合滑模变结构的控制策略在改善同步性能的同时,增强系统的鲁棒性,简化系统结构,并增强系统的开放性。     

RBF网络在无刷直流电机控制系统的应用

研究了无刷电机的控制问题,针对常规PID控制的无刷直流电机系统存在参数难以整定、超调量大、调节时间长、抗干扰能力差等问题,建立了无刷直流电机的数学模型,提出了RBF神经网络控制在系统中的总体设计方法,并在常规PID控制器的基础上建立了RBF网络控制器;利用Matlab软件对常规PID控制和RBF网络控制进行仿真比较,结果表明基于RBF网络控制器能动态调整控制器参数,有效的提高了系统的性能以及控制效果,系统对参数扰动具有较强的鲁棒性。     

永磁同步交流牵引系统LQG／LTR控制研究

针对永磁同步交流牵引系统运行过程中存在参数扰动及传感器量测噪声的影响,采用线性二次高斯/回路传输恢复(LQG/LTR)鲁棒控制技术,设计了基于LQG的系统控制器,通过LTR技术优化系统控制器设计,完成参数扰动时的控制性能仿真。仿真结果表明,在参数扰动±5%时,系统具有较强的鲁棒性。提出了基于DSP平台的永磁同步交流牵引LQG/LTR控制系统实现方案。试验结果表明,在系统噪声和测量噪声存在的情况下,使用LQG/LTR控制器的交流永磁同步交流牵引系统,比使用传统的PID控制系统具有更好的动态响应及鲁棒性。     

基于模糊神经解耦控制的双馈水轮发电机系统仿真

双馈水轮发电机系统是一个涉及水力、水轮机和发电机的综合复杂系统。针对系统具有多变量、非线性、强耦合和参数不确定性的特点，本文提出了一种两级串联结构的自适应模糊神经网络解耦控制策略，前级为基于智能权函数规则的自调整模糊控制器，后级为基于动态耦合特性的自适应神经网络解耦控制器，并从理论上证明了学习算法的收敛性。为了验证所提出控制策略的有效性和正确性，本文对双馈水轮发电机系统在水力、水轮机和发电机参数变化时的鲁棒性分别进行了仿真研究。与常规PID控制的仿真结果比较表明，提出的解耦控制策略能较好地克服参数变化和对象模型结构变化对运行性能的影响，具有鲁棒性好，解耦能力强的优点。     

三维成型系统的多轴电机协调优化控制

针对三维成型系统多轴电机之间协调性能差影响产品成型精度的问题,重点分析三维成型机五轴电机的相互关系,提出一种基于模糊神经网络PID的优化算法。利用模糊神经网络对PID参数的修正,实现电机间同步误差的在线整定,完成三维成型机多轴电机的协调优化控制。仿真结果及对相同的笔筒模型的成型效果对比表明,模糊神经网络PID控制相比于传统的PID控制减小了各电机之间的误差,提高了系统的成型精度,该系统具有更好的鲁棒性。     

单神经元PID控制器在直接矢量控制中的应用研究

异步电机矢量控制改善了电机的转矩控制特性,但是由于系统运行过程中一些不可控或不确定的因素,传统PID控制难以满足精度高、反应快、鲁棒性好的要求。基于单神经元网络设计了用于矢量控制的增益自调整的自适应磁链和速度控制器,并运用改进的学习与控制算法,实现单神经元PID控制器的参数优化与在线自动调整。仿真与实验结果表明：单神经元PID控制器可以改善异步电动机矢量控制的性能,具有较强的自适应性与鲁棒性。     

协调控制系统神经网络PID优化控制与仿真研究

针对火电单元机组协调控制系统具有多变量、强耦合、非线性及参数时变的特点，将对角递归神经网络与PID控制方法相结合，并利用提出的改进型变尺度混沌优化策略对神经网络的权值参数和PID控制器参数进行整定，从而实现多变量系统的优化控制。此方法不仅保持了传统PID控制器结构简单、算法实用等特点，而且算法稳定性好，寻优效率高，避免了控制器参数陷入局部极小等问题。仿真结果表明，对于100%和70%不同负荷时的工况，即使对象的传递函数发生了较大的改变，系统仍具有响应速度快、鲁棒性好、自适应性好等特点。     

基于ITAE准则的免疫遗传算法优化的交流传动伺服系统控制研究

针对交流传动系统的多变量、非线性、强耦合特点,提出了以ITAE准则来衡量交流传动系统的速度的控制效果,利用免疫遗传算法优化PID速度环控制器,通过获得最优抗体而获得优良的速度控制效果。仿真结果表明：利用ITAE准则来优化控制器PID增益参数所构成的速度环控制器具有较强的抗干扰性,鲁棒性强、     

交流伺服系统的二自由度内模控制

基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。     

LQG/LTR controller for PMSM traction system

针对永磁同步交流牵引系统运行过程中存在参数扰动及传感器量测噪声的影响,采用线性二次高斯/回路传输恢复(LQG/LTR)鲁棒控制技术,设计了基于LQG的系统控制器,通过LTR技术优化系统控制器设计,完成参数扰动时的控制性能仿真.仿真结果表明,在参数扰动±5％时,系统具有较强的鲁棒性.提出了基于DSP平台的永磁同步交流牵引LQG/LTR控制系统实现方案.试验结果表明,在系统噪声和测量噪声存在的情况下,使用LQG/LTR控制器的交流永磁同步交流牵引系统,比使用传统的PID控制系统具有更好的动态响应及鲁棒性.     

无轴承永磁同步电机悬浮子系统H2/H∞混合控制

无轴承永磁同步电机悬浮子系统为一多变量、强耦合系统,需要鲁棒性很强的控制器才能实现稳定悬浮.为一台无轴承永磁同步电机悬浮子系统设计了H2/H∞混合控制器,并就抗干扰能力与H2控制器进行了比较,就动态性能与PID控制器进行了比较.仿真结果表明,H2/H∞混合控制器能保证电机的稳定悬浮,且相对于H2控制器具有更好的鲁棒性,相对于PID控制器具有更好的动态性能.