基于快速非奇异终端滑模控制的矿用PMSM控制研究

为了提高矿用永磁同步电机(PMSM)调速系统的控制性能,利用滑模控制的优良特性,提出了一种适用于永磁同步电机的快速非奇异终端滑模控制器。构建了可在有限时间内快速收敛的快速非奇异终端滑模面,并避免了终端滑模面的奇异问题。在此基础上设计了一种新型永磁同步电机调速系统。     

基于PSO和滑模观测器的永磁同步电机预测控制

针对传统永磁同步电机(PMSM)无差拍电流预测控制中参数失配会导致电流误差甚至系统失稳的问题,提出了一种基于粒子群算法(PSO)和滑模观测器的预测控制。基于无差拍电流预测控制算法,建立了电流预测控制系统,并分析了电阻、电感和转子磁链参数对dq轴电流误差的影响。通过建立滑模观测器,利用观测到的系统扰动对参考电压进行补偿,提高了系统抗参数扰动的能力。针对观测器参数难以整定问题,提出基于PSO优化观测器参数的方法。最后通过仿真验证了所提方法的可行性。     

基于2阶低通滤波的永磁同步电机滑模控制

采用基于2阶低通滤波的永磁同步电机滑模控制的控制策略,运用低通滤波和锁相环法进行转子速度和转子角度的估算,并用角度补偿法提高转子角度估算的准确性。仿真结果表明,无论永磁同步电机是在空载还是在额定负载下运行时,在允许的误差范围内,转子的转速和位置的估计值都能够稳定快速地收敛到实际值。     

新型感应电机自适应观测与滑模控制策略

基于感应电机在二相坐标下的数学模型,使用滑模变结构与非线性分析方法设计出由1个基于滑模的转矩与磁链控制器和1个速度自适应磁链观测器非线性控制系统.首先以定子电流与定子磁链为状态变量,采用非线性系统分析方法建立误差状态方程,然后在使误差渐近收敛为零的原则下设计滑模流形面,根据Layapunov稳定性条件,推导出电阻估计表达式及用于逆变器输入的定子电压控制规律.利用基于模型参考与状态反馈的速度自适应磁链观测器来完成转速辨识与磁链的准确观测,分析得到观测器的收敛条件及自适应率,证明了其稳定性,其估计值作为滑模控制器的输入完成系统的闭环控制.Matlab的仿真与分析结果证明了控制策略的正确性与有效性.     

基于干扰观测器的异步电机变频调速系统

针对传统矢量控制系统存在的对电机参数的鲁棒性差这一难点问题 ,首次提出用干扰观测器观测出负载干扰及参数时变造成的实际对象与名义模型之间的等效干扰 ,解决电机参数的鲁棒性差这一难点问题 ,理论分析与仿真结果证明了方案的可行性与有效性。     

基于滑模观测器的煤矿带式输送机用永磁同步电动机控制系统研究

由于传统的带式输送机驱动系统存在着结构相对复杂、占用空间大、故障率高及维护成本高等缺点,设计了基于滑模观测器算法的煤矿带式输送机用永磁同步电动机控制系统,根据永磁同步电动机两相静止坐标系下的数学模型,在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型.仿真分析结果表明,该控制系统调速性能好、转速响应快、波动小,能够准确跟...     

基于UDE的掘进机器人非奇异终端滑模控制

随着科学技术的不断进步,煤矿悬臂式掘进机正朝着自动化、少人化、智能化的方向发展。巷道断面成形是悬臂式掘进机的一个主要任务,针对煤矿掘进机器人截割头轨迹控制易受外界未知干扰、系统非线性以及参数不确定性等因素影响,提出一种基于未知动态估计器（Unknown Dynamic Estimator,UDE）的非奇异终端滑模控制方法。首先,考虑液压驱动部分建立了掘进机截割电液驱动系统的3阶非线性严反馈状态空间模型。其次,利用有限时间状态收敛的超螺旋滑模微分器估计系统的未知速度状态,基于低通滤波器设计UDE估计系统的非匹配项集总不确定性,并采用非奇异终端滑模面和幂指数趋近律设计快速终端滑模控制律,对UDE观测的系统扰动进行实时前馈补偿可有效缓解传统滑模控制存在的控制器抖振问题。同时为降低高阶虚拟控制量导数计算复杂度,引入指令滤波技术,并采用高增益鲁棒反馈抑制系统匹配项扰动,利用李雅普诺夫准则证明闭环系统的稳定性。最后,利用搭建的掘进机器人样机开展实验验证。试验结果表明：在跟踪阶跃信号、0.1 Hz正弦信号以及混频信号时,所提出的控制方法相较传统的PI控制跟踪误差的平均值分别降低了61.60%、66....     

基于观测器的线性系统鲁棒故障检测器设计

系统地研究了线性系统鲁棒故障检测器的原理和设计方法，确定了使线性系统鲁棒故障检测器能够降维所必需的故障检测器的数目，并依此提出了一种基于观测器的鲁棒故障检测器的设计方法，并将此结果应用于双闭环直流调速系统的故障诊断，表明了该方法是行之有效的。     

磁通观测器在矿用电励磁同步电机矢量控制中的应用

针对矿用提升机电励磁同步电机矢量控制系统不明原因故障,通过分析电励磁同步电机矢量控制理论,讨论磁通观测器在矢量控制中的作用,指出磁通观测器是矢量控制的关键环节。对控制工艺及系统内部控制结构的分析,找出导致主机不明原因停机的问题成因是系统磁通观测器饱和。结合磁通观测器参数敏感性,确定需要调节的具体参数。根据对磁通观测器的传递函数分析,得出所需调整参数的范围。     

矿用永磁同步电机改进模型预测电流控制研究

为了进一步改善矿用电机作为动力源时的可靠性和控制性能,研究了使用永磁同步电机来代替传统矿用泵中的异步电机,为了保证电机在矿井中安全长效运行,提出了一种新型不连续脉冲宽度调制技术,该技术可降低开关器件损耗,同时保证其控制性能。在电机的控制策略中,使用改进模型预测电流控制,并在价值函数中引入转速预测误差,优化了预测控制的性能,使用DPWM3算法降低了开关次数;考虑到提高转矩控制特性,引入了扩张状态观测器观测负载转矩,进一步提高了系统转矩控制特性。最后,通过仿真和实验证明了所提出方法,相比较传统的预测控制方法,在速度响应、开关次数、转矩控制、电流谐波方面有了改善。     

基于数据挖掘的矿山企业智能安全监管系统模型研究

提出利用数据挖掘技术建立包括监管部门、矿山企业及基层职工三层结构的矿山企业安全监管信息系统模型,为矿山企业提供一个监管机构与企业内外部共同监管、设备与人共同作用的矿山安全管理系统。     

基于干扰观测器的轧机扭振抑制策略研究

考虑异步电机转子偏心,建立机电耦合模型,将转子偏心视为系统内扰,状态观测器与干扰观测器相结合,利用稳定裕度调整观测器参数,实现系统内环的干扰观测及补偿。同时考虑到系统复杂、参数不易测量的特点,采用神经网络速度控制器,在线更新权重系数,实现速度在线控制。通过仿真实验,验证了所提出的控制结构在轧机扭振抑制方面的有效性。     

基于滑模控制的矿用反激式变换器研究

分析了反激式变换器的工作原理,并根据该变换电路的工作方式,利用状态空间平均法建立了该拓扑的系统数学模型,采用滑模变结构控制方法来控制系统状态之间的切换,通过MATLAB/Simulink仿真和实验验证该变换器拓扑的实用性和滑模控制策略的有效性。     

基于DSP矿用异步电机直接转矩控制技术研究

在分析矿用异步电机数学模型和直接转矩控制算法基础上,设计基于DSP的矿用异步电机直接转矩控制算法硬件电路和软件程序,包括功率驱动电路、电压检测电路和电流检测电路,并编写相关的软件程序。在现有矿用三相异步电机基础上,搭建试验电路对所设计的控制系统进行验证。通过实验结果可得:基于DSP的电机直接转矩控制系统能够对矿用异步电机进行可靠控制,系统具有稳定性好、鲁棒性强和控制精度高等特点。     

基于Simulink电动轮矿用自卸车电机驱动控制系统建模仿真

电机驱动系统是电动轮矿用自卸车的核心部分,而交流异步电机在驱动系统中占主导地位,研究开发先进的异步电机驱动控制系统能够有效提高矿用自卸车动力经济性和安全可靠性。对电动轮矿用自卸车电驱动系统结构进行分析,编写牵引特性计算程序从而为异步电机提供数学模型,基于Simulink环境下对异步电机进行建模,分析了电流、磁链和转矩;同时在Simulink环境下对矿用自卸车电驱动异步电机转子磁场定向矢量控制算法(IFOC)和直接转矩控制算法(DTC)进行了建模仿真与比较分析,结果表明研究结果为此类研究提供理论依据和方法支持,可以应用于设计生产。     

基于逆系统理论的感应电机内模控制研究

针对感应电机这一多变量、非线性、强耦合的控制对象,采用逆系统控制策略构建感应电机调速系统的动态逆系统,并与原系统串联重构成伪线性复合系统;基于内模控制理论,设计转矩和磁链控制器,实现了感应电机转速的高精度控制,仿真和实验结果表明系统具有优良的静态及动态性能,对负载扰动、参数摄动和未建模动态等具有很强的鲁棒性。     

基于饱和函数的永磁同步直线电机模糊滑模速度控制系统的研究

针对永磁同步直线电动机,介绍了其数学模型,建立了直线电机闭环控制系统,该控制系统速度环采用基于指数趋近率的模糊滑模控制,电流环采用传统的PI控制。并利用Matlab仿真软件建立了基于饱和函数的永磁同步直线电机调速系统模糊滑模控制的仿真模型。仿真结果表明,模糊滑模控制有效地削弱了抖振,系统动静态性能良好。     

矿用异步电机磁链观测及矢量控制研究

分析电机状态方程,构建定子电流观测器,准确无差的预测出当前定子电流,保证磁链观测的准确性,实现无差拍混合磁链观测,通过Matlab仿真计算,验证了算法的正确性和有效性。     

基于自适应观测器的新型无速度传感器直接转矩控制系统

无速度传感器直接转矩控制系统中,速度辨识效果较好的方法是自适应观测器法。传统基于观测器方法的速度辨识主要采用极点配置来得到观测器增益,这种方法存在不稳定区域的问题。设计了一种新型自适应观测器来克服此缺陷,并在DSP平台上实现了应用此观测器的无速度传感器直接转矩控制系统。