基于重复控制补偿的电液位置伺服系统分数阶PID控制

针对电液位置伺服系统参数时变和外负载干扰等不确定性,建立了电液位置伺服系统数学模型.为了提高电液位置伺服系统的跟踪精度,基于分数阶控制理论,引入重复控制回路,提出一种基于重复控制补偿的分数阶PID控制策略,采用Oustaloup滤波算法实现分数阶微积分运算.应用MATLAB/Simulink仿真软件对控制策略进行验证,分析了系统开环增益、伺服阀固有频率和阻尼比、动力机构固有频率和阻尼比等参数摄动时的跟踪效果.仿真结果表明:所提控制策略有效提高了电液位置伺服系统的跟踪精度,抗参数摄动能力较强,鲁棒性较好.     

跟踪时变周期信号的PMLSM重复控制

永磁直线同步电动机（PMLSM）其端部效应造成的与位移相关的周期性推力波动和摩擦力会降低系统的伺服性能.为了抑制周期性扰动的影响,设计了伪微分前馈反馈（PDFF）速度控制器和改进型位移重复控制器,并针对时变周期输入信号的跟踪问题,利用Lebesgue平方可积空间转换原理,将t-域时变周期的位移信号转换为θ-域固定周期的位移信号,以实现对时变周期输入信号的精确跟踪.理论推导与仿真结果表明,该方案可有效地抑制PMLSM伺服系统周期性扰动的影响,对时变周期输入信号具有良好的跟踪特性.     

动态高型控制在光电经纬仪伺服系统中的应用

目的 设计Ⅱ型跟踪伺服系统，解决传统经纬仪跟踪伺服系统跟踪精度低的问题．方法 在原有PID控制系统稳定的前提下，引入动态高型控制方法，改进其控制结构，通过适时引入积分环节，优化了控制器的结构，改善了控制性能．结果 仿真结果表明，引入动态高型控制方法后，系统获得比传统PID控制方法更高的稳态精度．对于跟踪快速运动目标，动态高型控制系统具有较大的优势，不但跟踪速度快且稳态精度高．结论 采用动态高型控制方法，能提高系统的稳态跟踪精度，且系统的动态性能可满足实际应用的要求．仿真结果证明了该方法的可行性和有效性，在光电经纬仪伺服系统中具有广阔的应用前景.     

快速刀具伺服系统的模糊自适应滑模控制

针对由永磁同步直线电机驱动的快速刀具直线伺服系统在高频输入信号下跟踪控制精度低的问题,设计了模糊自适应滑模控制算法.算法采用滑模控制进行跟踪,利用模糊自适应控制方法对传统滑模控制器中的不连续控制量进行模糊逼近,同时对实际运行中系统的不确定因素进行补偿,并设计了相应的自适应算法以补偿模糊控制律的不足,从而有效降低抖振.仿真结果表明,算法可以解决伺服系统的高频跟踪问题,具有较快的响应速度,对负载扰动有较强的鲁棒性.     

一类不确定信号的跟踪问题及应用

将线性时不变系统跟踪外部Ｌ２有界不确定信号的问题，归为一类包含被跟踪信号动力学特性的广义对象的控制器设计问题，给出了分析求解过程。应用于速度伺服系统，仿真结果表明，系统具有良好的跟踪外部参考输入和抑制力矩扰动的特点，同时设计过程为模型匹配控制器的设计问题提供了一种方法。     

基于迭代学习控制的混合误差轮廓控制

针对永磁直线同步电动机直接驱动XY平台系统中存在不确定扰动的问题,单轴上设计了基于干扰观测器的迭代学习控制器.迭代学习控制器可以抑制重复扰动,干扰观测器可以消除非重复扰动的影响,两者结合起来可增强系统对重复和非重复扰动的抑制能力.由于轮廓误差计算模型要求跟踪误差远小于期望轮廓曲率半径,所以设计了混合误差轮廓控制器,跟踪误差较大时只控制各轴位置,跟踪误差足够小时进行轮廓控制.仿真结果表明,该控制方法使直接驱动XY平台具有较强的鲁棒性和较高的轮廓精度.     

基于鲁棒L2的无刷直流直线电机定点控制

针对无刷直流直线电机(BLDCLM)伺服系统输出能无延迟、无超调地跟踪输入指令的变化,而常规PID控制器很难同时满足系统对输入的跟踪性能和对不确定性的抗扰性能要求这一现状,提出鲁棒L₂跟踪控制策略,亦即有针对性的引入非线性控制抑制扰动和实现对输入指令的准确跟踪.对具有变化负载和驱动增益变量的BLDCLM定点控制进行鲁棒L₂控制器设计,并运用MATLAB/SIMULINK仿真得出在不同负载条件下的阶跃响应和相应的电机速度、位移响应曲线.仿真结果表明,任何状态下系统都有最佳动态响应,从而证明了该方法的合理性和有效性.     

数控机床永磁同步直线伺服系统免疫控制

针对数控机床永磁同步直线电机(PMLSM)伺服进给系统存在的波纹推力扰动、齿槽力扰动、端部效应扰动和其他不确定性扰动的问题,应用免疫反馈系统的免疫性原理在传统PID基础上设计了一种免疫PID控制器.免疫系统在大干扰和不确定性环境中都具有很强的鲁棒性和自适应性,使伺服系统既具有快速响应和设计简单的特点,又结合了免疫控制的抗干扰特性.在M ATLAB环境下对永磁同步直线电机数控机床伺服进给系统进行仿真,结果表明,此种控制方案下的PMLSM伺服系统具有更好的控制精度、较快的响应速度和较小的超调量,抗干扰能力更强.     

基于CMAC和重复补偿的电脑横机伺服控制方法研究

针对电脑横机伺服控制中机头定位稳、快、准的要求,分析了横机机头伺服控制系统的工作原理、定位过程和影响因素,建立了机头运动的数学模型,阐述了CMAC小脑模型神经网络的优点,并将其与重复补偿控制相结合,提出一种基于CMAC和重复补偿控制的复合PID控制方法。仿真结果表明,与传统PID控制方法相比,该方法提高了横机机头伺服系统对周期信号的跟踪精度和系统的响应速度,有较高的实用价值。     

重复控制系统的稳定性分析

在非圆数控车削加工等场合，需要伺服驱动单元执行重复性的工作，其输入为周期性的信号或指令，其输出要求能稳定无静差地跟踪这种周期性的输入信号.而重复控制对于周期性的信号和周期性的干扰具有较好的跟踪效果和抑制作用.从时域和频域两个角度对基于内模原理的重复控制系统的原理及稳定性进行了分析，同时对改进的重复控制系统的原理及稳定性也进行了剖析，揭示了重复控制的实质，最后对设计实例进行了稳定性分析，验证了重复控制系统以及改进的重复控制系统的稳定性.     

Continuous rotary motor electro-hydraulic servo system based on the improved repetitive controller

In order to suppress the periodic interference of the continuous rotary electro-hydraulic servo motor,this paper makes the motor tracking the periodic signals with high accuracy,and improves the influence of friction interference to the performance of continuous rotary electro-hydraulic servo motor.The mathematic model of the electro-hydraulic position servo system of the continuous rotary motor was established,and the compound control method was adopted based on the repetitive control,feed forward and PID to suppress the friction interference.Through the simulation,the result confirms that the compound control method decreases the tracking error of the system,increases the robust performance of the system and improves the performance of the continuous rotary electro-hydraulic servo motor.     

H∞最优控制的PMLSM伺服系统鲁棒重复控制

永磁直线同步电动机（PMLSM）在跟踪周期性输入时,其参数变化、负载扰动和摩擦力会降低系统的伺服性能,为此设计了一种基于H_∞ 最优理论的鲁棒位移重复控制器.将重复控制器中的延迟环节看作是一个稳定的摄动Δ ₁（s）,把被控对象中包含的不确定性因素看作另一摄动Δ ₂（s）,故可将伺服系统看作是包含2个摄动的不确定系统,进而可以把鲁棒重复控制问题转化成 H_∞ 最优控制问题,使用H_∞ 最优理论同时设计了反馈控制器和重复控制器.理论推导与仿真结果表明,该方案有效提高了系统的跟踪精度和鲁棒性.     

基于有限时间干扰观测器的鲁棒积分跟踪控制

针对电液位置伺服系统同时存在的参数不确定和不确定非线性（统称为干扰）,导致传统非线性控制精度不高、跟踪性能不好等问题,提出基于有限时间干扰观测器（FTDO）的鲁棒积分跟踪控制策略. 通过将误差符号鲁棒积分（RISE）控制策略与FTDO融合,实现对未观测干扰的抑制. 考虑到实际系统中噪声对跟踪精度的影响,该控制策略结合期望补偿手段,提高跟踪精度. 通过Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的全局渐进稳定性. 对比实验结果显示,利用该方法能够有效提高电液位置伺服系统在干扰作用下的跟踪性能,在相同的测试工况下,与速度前馈PI控制器相比,跟踪精度提高了25%左右.     

基于MN3004的重复控制技术研究

针对数字方法实现重复控制存在的成本高，信噪比低等问题，对使用MN3004实现重复控制器中的时延环节进行了实验验证，并对其消除周期性扰动的性能进行了仿真分析．实验证明MN3004可实现高精度的时间延迟，仿真结果表明用这种方法实现的重复控制可以很好地消除周期性干扰，实现对周期性信号的高精度跟踪．     

永磁同步电机伺服系统自适应迭代学习控制

针对执行重复性任务的永磁同步电机伺服系统,由于参数摄动、随机扰动等不确定因素影响导致的跟踪精度下降,误差发散问题,提出一种自适应迭代学习控制方法.该方法在PD型反馈控制的基础上增加自适应迭代项对控制律中未知参数进行迭代学习,减少不确定因素对系统性能的影响.建立了含有不确定性扰动的系统模型和PMSM自适应迭代学习控制系统,并且基于Lyapunov稳定性理论,分析了该方案的收敛性.结果表明,与传统PD型ILC相比,该方法收敛速度更快,跟踪精度更高,可有效改善系统的性能.     

基于反步法的板球系统自抗扰控制器设计

针对板球系统中存在的未知扰动、板与球之间的摩擦力等因素影响轨迹跟踪精度这一问题,研究了板球系统的自抗扰控制策略。首先建立板球系统的数学模型,通过适当简化、线性化与解耦得到线性模型;然后采用全程快速微分器对带有噪声干扰的输入信号进行滤波处理,进而设计高阶扩张状态观测器估计系统内部未知扰动;最后基于反步法设计非线性反馈控制器,并利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,改进的自抗扰控制器能够有效滤除噪声干扰,提高了轨迹跟踪精度。