X-Y数控平台的智能力/位置混合控制

提出了一种力/位置混合控制方法.在位置控制部分,采用专家PID位置控制器;在力/位置控制回路,采用基于自适应模糊滑模控制的力控制器,利用第一类模糊逻辑系统逼近控制系统中的不确定项,然后结合滑模控制,设计鲁棒补偿项,并采用切换模糊化滑模控制来抑制外部环境的变化及干扰,仿真结果表明该控制方案使平台系统的鲁棒性和自适应性得到了明显改善.     

基于自适应模糊控制的X-Y平台滑模控制

首先描述了X-Y数控平台系统及模型建立,然后提出了一种自适应模糊滑模控制的力/位置控制方法.在位置控制部分采用自适应模糊控制去逼近不确定项,用滑模控制器对逼近误差及外部的干扰进行补偿控制;力控制回路采用小脑模型神经网络(CMAC)确定相应模糊调整因子的模糊控制器,把力控制器输出作为位置控制的修正值,通过提高位置的控制精度达到控制力的目的.仿真结果表明,该方法使平台系统的控制精度得到了改善,并对外界环境接触刚度的变化具有一定的自适应性和鲁棒性.     

基于神经网络的机器人关节转矩力控制研究

针对存在参数不确定和外界扰动的机器人系统,提出了一种无须使用力传感器即可同时控制机器人力和位置的关节转矩控制方案.采用神经网络补偿机器人位置控件控制时的不确定性,当机器人末端与环境接触时,通过转矩换算得到实际的接触力.该文采用计算力矩位置控制器和模糊力控制器,通过二自由度机器人仿真验证了该方法的有效性.该控制方案为在没...     

燃料电池混合动力系统的平坦性控制方法研究

针对燃料电池/超级电容混合动力系统设计了一种基于平坦性控制的能量管理方法。在Matlab/Simulink仿真软件中建立了燃料电池间接型混合动力系统模型,证明此系统是平坦性系统,根据平坦性控制方法设计能量管理控制器,再对控制目标进行轨迹规划,对控制效果进行仿真,与采用经典控制理论设计的PI控制器的控制效果进行对比。     

风/柴/储能风力发电系统储能装置控制与仿真

采用电压外环和电流内环的控制方法,设计了风/柴/储能发电系统储能装置控制器电路,该控制器适用于连接在系统直流母线上蓄电池等储能装置的控制。在Matlab环境下,对该控制器进行了仿真,结果表明,该控制器能确保储能装置稳定运行,满足风/柴/储能风力发电系统对电压稳定的要求。     

一种具有阻感负载的三相混合电压型整流器及其控制

对一种三相混合电压型PWM整流器进行了研究。根据拓扑结构分别建立了Boost变换器和PWM整流器的EL(Euler-Lagrange)数学模型,基于三相混合电压型整流器的无源性,采用一种外环采用PI控制,内环采用无源控制的无源混合控制方案。该无源混合控制器具有更好动静性能,更优秀的电流跟踪效果,鲁棒性好,易于实现的特点,优于现行的其他控制策略。仿真验证了该无源混合控制器在整流器带阻感负载情况下运行的可行性。     

基于混合H2/H∞控制理论的交直流并联系统机网阻尼协调控制

针对交直流并联运行系统阻尼不足、存在区域间低频振荡的问题,文中提出一种基于混合H_2/H_∞控制理论的交直流并联系统的机网阻尼协调控制策略。首先采用最小二乘-旋转不变算法辨识出系统振荡模式和开环降阶模型,结合混合H_2/H_∞控制理论,在高压直流输电和发电机中设计了附加鲁棒阻尼控制器,该控制器采用线性矩阵不等式的求解方法和输出反馈构造,求解容易,控制器构造简单,具有较强的鲁棒性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建四机两区域测试系统,并与传统附加阻尼控制器对比,仿真结果验证了机网阻尼协调控制的有效性、鲁棒性。     

混合动力车用永磁同步电机控制器的开发

采用高性能的32bit浮点型处理器TMS320F28335,运用模块化设计思路,设计了混合动力车用永磁同步电机控制的硬件和软件平台。其中硬件模块包括:IGBT驱动模块,预充电路,过流保护逻辑模块,控制板模块。软件部分按照AutoSAR分层设计方法进行设计,分为MCU抽象层、ECU抽象层、应用层和复杂设备驱动层,并采用了实时操作系统对任务进行有效地调度。用该控制器对一混合动力汽车75 kW内置式永磁同步电机进行了匹配,并对相电流和扭矩响应性进行了测试,实验结果表明,该控制器取得了令人满意的控制效果。     

具有阻感负载的三相双向混合电压型整流器的研究

对一种三相混合电压型PWM整流器进行了研究。根据拓扑结构分别建立了Boost变换器的欧拉-拉格朗日EL(Euler-Lagrange)数学模型和PWM整流器的端口受控耗散哈密顿PCHD(port control hamiltonation with dissipation)模型。PCHD模型进行无源控制器设计不仅能进行阻尼注入,还能进行能量成型,无源控制器设计更为灵活。基于三相混合电压型整流器的无源性,采用一种外环采用PI控制,内环采用无源控制的无源混合控制方案。仿真验证了该无源混合控制器在整流器带阻感负载情况下运行的可行性。     

一种双电船舶混合发电单元的有限时间控制器设计

超级电容/锂动力双电船舶中存在着众多级联的电力电子装置和闭环控制的负载变换器,它们都可被视为恒功率负载,其负阻抗特性会放大系统的不稳定,甚至导致整个系统无法正常工作。针对这一问题,提出一种新型有限时间控制器。首先,构建双电船舶直流电力推进系统的数学模型,介绍用于混合发电单元的比例/积分下垂控制。然后,基于有限时间控制理论设计了含双曲正切函数的新型有限时间控制器,通过所设计的有限时间观测器对各类扰动进行观测,并由控制器进行补偿。最后,搭建仿真模型及实验平台,其结果表明,所提控制器可以在保证混合发电单元对母线电压波动分频响应的同时,提高系统带恒功率负载时的大信号稳定性。     

双三相永磁同步电机位置伺服前馈反馈复合控制

传统伺服系统的位置控制器只采用纯比例控制,不能兼顾系统的响应速度和稳定裕度,且对斜坡等输入信号不能实现无差跟踪。通过分析位置伺服系统的传递函数,设计了一种新型前馈反馈复合控制器。该复合控制器重构了系统的误差传递函数,使系统能够准确跟踪给定信号,提高了伺服系统的跟踪性能和稳定性。为了进一步提升电流环动态性能,在电流环添加反电动势前馈势补偿,用于减小反电动势对电流响应的影响。仿真和试验表明,该控制方法提高了位置伺服系统的动态性能和跟踪精度,验证了前馈反馈复合控制的有效性。     

直线伺服系统的鲁棒保性能控制研究

对具有不确定性的直线电机伺服系统进行鲁棒控制。把一矢量控制的永磁直线电机构成一个三环系统，在速度环和电流环内采用IP速度控制器和状态反馈控制器，以实现电机的高精度快速进给，并抑制外部扰动对系统的影响。为了保证对于所有允许的参数不确定性，系统都具有所期望的性能，采用保性能控制方法设计其最优状态反馈保性能控制器。对电机在两种最恶劣情况下作了仿真实验。结果表明，和传统的方法相比，用该方法设计的直线伺服系统具有性能鲁棒性，当参数变化时，系统具有较好的抗扰性和跟踪性能。     

Vision-based motion control for robotic systems

The paper presents recent advances of vision-based motion control for robotic systems. The visual feedback loop is very effective for increasing the dexterity and flexibility of robot's task. With the development of vision and computer technology, the visual feedback applications are remarkably expanded for various robotic systems. In the paper, at first, a variety of vision-based approaches in Japan are overviewed from the viewpoint of motion control scheme, and fundamental formulations of visual servo controller are described. And two kinds of visual feedback applications are introduced with several experimental evaluations. The first one is non-delayed visual tracking approach using active stereo vision. It is found that the target motion estimation is an important issue for fast tracking. The other is the motion controller for wheelchair-type mobile robots based on optical flow field. The vision-based feedback controller conducts the force-related motion. Then, the vision makes dynamic environmental change transmitted to human operator through force interaction. The validity of these approaches are evaluated by experimental results. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

一种基于非线性反馈重复控制策略的磁通切换直线电机推力波动抑制方法

针对初级永磁型磁通切换直线(LFSPM)电机,研究其定动子双凸极结构引起的与位移相关的定位力、摩擦力及参数变化等不确定性对伺服系统的影响,提出一种基于非线性反馈的重复控制策略。首先,在分析LFSPM电机定位力的基础上,通过设计重复控制器对定位力引起的推力波动进行抑制;随后设计非线性反馈控制器,对因摩擦力及参数变化等不确定性因素引起的推力波动进行补偿,同时使逼近误差随周期数的累加而呈现减小的趋势,保证了系统的全局渐近稳定性。最后,通过AD5435半实物系统搭建了控制模型,实验结果表明,该控制方案有效抑制了因定位力及其他不确定因素引起的推力波动。     

基于遗传整定的永磁交流伺服系统模糊免疫PID控制器

提出了一种基于遗传整定的模糊免疫PID控制器,并将其应用于永磁交流伺服系统之中.该控制方法将生物免疫反馈机理与模糊控制相结合,由一个常规的PID控制器和一个免疫型比例控制器顺序串联实现,其中免疫比例控制器的非线性函数由模糊推理实现,PID及免疫比例控制器中的参数由遗传算法实现自寻优.利用功能强大的仿真工具Matlab/Simulink对交流伺服系统进行仿真,控制器算法简单,易于实现.结果表明,该控制方法具有响应速度快、鲁棒性强等优点,显著提高了系统性能.     

基于普通精度增量式编码器的永磁伺服电机低速检测与控制优化方法研究

针对永磁同步伺服电机传统控制方法的缺点,提出了一种基于普通精度增量式编码器的低速检测与控制优化方法。在普通低速区,该方法通过扩展M/T法来提高速度检测精度;在超低速区,采用一种改进的T法进行闭环跟踪反馈以实现高精度的速度检测,同时,采用参考速度自适应的PI控制方法,从而获得较好的速度控制性能。最后,在DSP控制器和永磁无刷伺服电机上进行了实验,实验结果表明,所提的优化策略提高了系统低速时的动态性能,扩展了系统的调速范围。     

基于自抗扰控制的伺服系统输出间隙补偿研究

间隙非线性具有多值性和方向性,普遍存在于伺服系统中,可严重影响伺服系统的控制性能。为此,本文采用自抗扰控制器对伺服系统的输出间隙进行补偿,以抑制间隙非线性对系统性能的影响。自抗扰控制器由跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性反馈控制律三部分组成,其中扩张状态观测器可对间隙引起的输出扰动进行估计,非线性反馈控制律则对估计出的扰动进行补偿。与相关研究相比,自抗扰控制器形式简单,易于工程实现,且具有较高的间隙补偿精度。仿真结果表明,上述方法是可行的。     

基于ASAPSO的火炮随动系统模糊控制策略

针对传统PID控制器因参数无法随负载变化而实时改变,导致火炮随动系统控制效果不佳的问题,设计了以空间矢量控制为理论基础的三闭环随动控制系统。该随动控制系统采用永磁同步电机(PMSM)作为执行电机,并在系统位置环上加入了经自适应模拟退火粒子群优化算法(ASAPSO)优化参数后的模糊控制器。通过搭建系统仿真模型,将这2种控制器分别运用在该随动控制系统的位置环上,对比了2种控制器的位置响应、抗转矩扰动能力和目标跟踪能力。结果发现,模糊控制器的参数经ASAPSO优化后,系统的静态特性和动态特性比传统PID控制器更好,能够有效克服转矩扰动等非线性因素的影响,系统具有较好的目标跟踪性能。     

基于PID与cogging力补偿的直线电动机控制

直线电动机cogging力是影响伺服控制定位精度和跟踪精度的重要因素。目前电动机几何结构优化与有效的控制策略是减小直线电动机cogging力的主要措施。在分析已有研究的基础上,提出了一种完全基于试验的cogging力迭代标定方法,并结合PID位置/力控制策略实现了直线电动机cogging力的补偿。所提出的方法已在气浮结构运动平台上进行了验证,给出了cogging力迭代标定的试验结果,对比了cogging力补偿前后的伺服控制跟踪误差。结果表明了提出方法的实用性和有效性。     

永磁直线同步电机自适应反推滑模控制

针对高速高精数控机床直线伺服系统,考虑参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响,设计反推滑模控制器(ABSMC).实际应用中不确定确界未知,通过设计自适应率修正不确定确界观测值.经分析验证,并与反推滑模控制相比,自适应反推滑模算法在保证系统全局一致渐进稳定情况下,能很好抑制不确定因素对系统性能的影响,位置跟踪鲁棒性强,同时抖振得到明显削弱.