无刷双馈电机的PID神经网络控制

无刷双馈电机(BDFM)兼有笼型、绕线型感应电机和电励磁同步电机的共同优点,在电气传动和风力发电中具有很好的应用前景.由于无刷双馈电机两套绕组形成的复杂空间耦合关系,使得基于模型的控制方法异常复杂,为此设计了一种PID神经网络(PIDNN)的无刷双馈电机的控制方法,经过训练的PID神经网络控制器能够实现准确的转速跟踪,且有较好的动态特性,仿真结果验证了这种控制方法的有效性.     

无刷双馈电机自抗扰控制方法

针对无刷双馈电机非线性强耦合特性, 提出一种实现其高性能控制的自抗扰控制方法. 在控制电机同步坐标系下, 设计磁链自抗扰控制器和转速自抗扰控制器, 对系统内部的耦合影响和系统外部扰动进行观测和补偿, 实现非线性系统线性化控制. 该控制器具有较强的鲁棒性, 且不依赖电机模型. 仿真对比结果表明, 自抗扰控制器能够准确地估计和补偿系统的内外扰动, 控制精度高, 抗扰能力强, 能够实现磁链和电磁转矩的解耦, 进而实现磁链和转速相互独立控制, 是一种简单有效的高性能控制方法.

     

无刷双馈电机的转差型矢量控制

针对无刷双馈电机,提出一种转差型矢量控制策略.首先,在任意旋转mt坐标系下,推导无刷双馈电机的状态空间模型;然后,给出转差型矢量控制系统设计方法,根据控制电机转子磁链给定值和转矩给定计算控制电机电流分量和转差给定,通过调节控制电机定子电流励磁分量、转矩分量对转子磁链和转矩进行控制.仿真结果显示,所提出控制策略对指令的跟踪性能和对负载的调节能力优异,对参数偏差具有鲁棒性.     

笼型无刷双馈风力发电机有限元分析与仿真

在变速恒频风力发电系统的研究中,无刷双馈电机是一种新型变频调速感应电机,在风力发电方面具有广阔的应用前景。在分析笼型无刷双馈电机工作原理和电磁关系基础上,采用交叉短距式定子绕组抑制高次谐波,运用有限元分析方法详细阐述其电磁设计方法。建立双旋转坐标系无刷双馈电机的数学模型,并对其在各种工况下的性能进行仿真研究。结果表明无刷双馈电机具有良好的动、静态运行特性,证明了无刷双馈电机设计与仿真模型的正确性和可行性,为深入研究无刷双馈风力发电系统奠定了理论基础。     

无刷双馈风力发电机模型降阶

无刷双馈风力发电机中的3套绕组电流(功率绕组、控制绕组和转子绕组)产生的磁场在电机空间相互作用,绕组间复杂的耦合关系导致无刷双馈电机模型具有高维数特征.为了更有效地对无刷双馈风力发电机进行运行分析与功率控制,充分利用无刷双馈风力发电机的多时间尺度特征,实现模型降阶是必要的.研究了无刷双馈风力发电机的多时间尺度特征,建立了无刷双馈风力发电机的三时间尺度奇异摄动模型,为无刷双馈风力发电机的模型降阶奠定了基础.     

无刷双馈风力发电机模型降阶第Ⅰ部分:无刷双馈风力发电机的多时间尺度模型

无刷双馈风力发电机中的3套绕组电流(功率绕组、控制绕组和转子绕组)产生的磁场在电机空间相互作用,绕组间复杂的耦合关系导致无刷双馈电机模型具有高维数特征.为了更有效地对无刷双馈风力发电机进行运行分析与功率控制,充分利用无刷双馈风力发电机的多时间尺度特征,实现模型降阶是必要的.研究了无刷双馈风力发电机的多时间尺度特征,建立了无刷双馈风力发电机的三时间尺度奇异摄动模型,为无刷双馈风力发电机的模型降阶奠定了基础.     

直流无刷电机控制器设计与仿真

关于无刷电机性能优化问题。无刷直流电机工作过程中电气参数具有非线性、时变性的特性,造成实时性差,由于传统的PID控制器的参数不能在线调整,在对其进行控制时存在鲁棒性差、精度低等缺点。为解决上述问题,提出将模糊自适应PID控制器应用于无刷直流电机的控制中,根据系统的转速偏差e和偏差变化率ec,经过模糊逻辑推理,动态自适应调整PID控制器的三个参数。在分析电机模型的基础上,借助在Matlab仿真平台设计了无刷直流电机模糊自适应PID控制器的仿真模型。结果表明:较之传统的PID控制器,模糊自适应PID控制器响应速度快、鲁棒性强、无超调、精度高,达到了较好的控制效果。     

无刷直流电机智能控制系统的研究

基于对无刷直流(BLDC)电机的工作和控制原理的分析,提出了无刷直流电机的双闭环自适应模糊PID控制方案.采用模糊控制逻辑实现PID控制器参数的在线自整定,详细说明了自适应模糊PID控制器的设计方法.算法简单有效,易于实现无刷直流电机交流伺服系统的全数字化.用Matlab/Simulink对系统进行了仿真,仿真结果显示系统具有良好的静动态性能和较快的响应速度.     

嵌入式无刷直流电机网络控制系统

针对电机远程闭环控制的实时性问题,提出一种基于以太网的嵌入式无刷直流电机远程控制系统设计方案;设置远程控制器作为主控制器,采用双闭环控制策略;由微控制器C8051F020和网络控制器CP2200构成嵌人式以太网接口,控制电机运行,并实时采集无刷直流电机运行状态参数,通过以太网传输给远程控制器,并根据控制器的控制指令改变电机的运行状态;仿真结果表明,该系统设计合理、性能良好.     

无刷双馈电机模糊直接转矩控制系统研究

针对传统直接转矩控制方法控制无刷双馈电机(BDFM)存在的转矩脉动大、开关频率不固定等问题,提出了一种基于DSP的模糊直接转矩控制策略。利用模糊控制系统设计软件Win FACT进行了模糊控制器设计,并将其转换为C程序代码后移植到DSP中,实现了无刷双馈电机模糊直接转矩控制系统的软、硬件设计。试验结果表明,该控制方法在保持传统直接转矩控制优点的基础上,能够有效减小转矩脉动,改善直接转矩控制的性能。     

混合励磁电机系统输入输出解耦和线性化

讨论混合励磁电机系统的输入输出解耦和线性化问题.根据机电动力学原理,导出了混合励磁电机系统在与转子同步旋转的d-q坐标系中的动态方程.应用非线性系统几何理论,通过非线性状态反馈和坐标变换,实现了混合励磁电机系统的输入输出解耦控制和完全线性化.将原系统分解为3个线性子系统：d轴磁链子系统、q轴磁链子系统和转速子系统.仿真结果表明,基于输入输出线性化控制设计的混合励磁电机控制系统具有良好的动态性能.     

The development of an in-process surface roughness adaptive control system in turning operations

This research shows the development of an in-process surface roughness adaptive control (ISRAC) system in turning operations. An artificial neural network (ANN) was employed to establish two subsystems: the neural network-based, in-process surface roughness prediction (INNSRP) subsystem and the neural network-based, in-process adaptive parameter control (INNAPC) subsystem. The two subsystems predicted surface roughness and adapted feed rate using data from not only cutting parameters (such as feed rate, spindle speed, and depth of cut), but also vibration signals detected by an accelerometer sensor. The INNSRP subsystem predicted surface roughness during the finish cutting process with an accuracy of 92.42%. The integration of the two subsystems led to the neural-networks-based surface roughness adaptive control (INNSRAC) system. The 100% success rate for adaptive control of the test runs proved that this proposed system could be implemented to adaptively control surface roughness during turning operations.     

基于左逆系统的无轴承异步电机无速度传感器运行

为了解决无轴承异步电机运行控制中转速检测的问题,实现对其高性能控制,提出了一种基于左逆系统的无速度传感器控制方法.建立了转速与转矩绕组定子电流的子系统,并证明了该子系统是左可逆的,将左逆系统与该子系统串联,便可实现对转速的观测.应用该方法建立了无轴承异步电机无速度传感器的矢量控制系统,并进行仿真研究.结果表明,该方法能在无轴承异步电机全速范围内准确观测出转速,实现无速度传感器方式的稳定悬浮运行.     

无刷双馈电动机最优压频控制策略

无刷双馈电动机与其它电动机相比具有独特的优越性能,特别适合风机、水泵类负载的开环控制。文章以笼型无刷双馈电动机为研究对象,建立了无刷双馈电动机的数学模型,借助Matlab/Simulink仿真软件详细分析了电动机在调速过程中的最优压频控制策略。该策略可使电动机以最大功率因数和最小变频器容量稳定地运行在相应的转速上。     

The Structural Robustness of the Induction Motor Stator Currents Subsystem

Stator‐currents control is essential for several high‐performance induction motor control schemes such as field oriented control. There are numerous reports dealing with sophisticated control schemes for this subsystem. However, classical linear controllers remain widely used due to their experimental success and simplicity. Considering that the induction motor stator currents subsystem is normally represented by a fifth order non‐linear multivariable model, it is remarkable that simple fixed linear controllers, such as typical proportional integral schemes, are able to provide adequate robustness and performance in practice. In fact, it is normally assumed that this subsystem is “easy” to control, and the difficulties are mostly technical. Moreover, it is common practice to consider a stable first order linear single input single output (SISO) system as a design model. On the other hand, it is widely known that stable and minimum phase uncertain SISO systems are also “easy” to control. In this article it is formally demonstrated that the stator currents subsystem of the induction motor is the multivariable equivalent of such SISO systems. That is, it is formally demonstrated that this process is “easy” to control. This result may assist with better induction motor control and may serve as an example of the evaluation of similar multivariable systems. Real time experimental results are included.     

仿生机器鱼运动控制算法研究

footnotesize A practical motion control strategy for a radio-controlled, 4-link and free-swimming biomimetic robot fish is presented. Based on control performance of the fish the fish's motion control task is decomposed into on-line speed control and orientation control. The speed control algorithm is implemented by using piecewise control, and orientation control is realized by fuzzy logic. Combining with step control and fuzzy control, a point-to-point (PTP) control algorithm is proposed and applied to the closed-loop experimental system that uses a vision-based position sensing subsystem to provide feedback. Experiments confirm the reliability and effectiveness of the presented algorithms.     

全局收敛的带有输出约束柔性关节机械臂分段控制

针对带有输出约束和模型不确定的柔性关节机械臂系统,运用奇异摄动法将系统解耦成慢子与快子系统且分别进行控制器设计,从而实现与刚性控制方法的联系且能减少计算量.针对快子系统,采用速度差值反馈来抑制关节柔性引起的系统弹性振动.针对慢子系统提出了一种全局收敛的分段控制策略,将收敛域拓展到全局,克服了基于tan-障碍Lyapuov函数(BLF)反演控制需要系统初始误差在收敛域内的缺陷,且应用径向基(RBF)神经网络消除未知干扰和模型不确定性引起的误差,至此保证了系统的轨迹跟踪和输出约束要求.仿真对比表明,所提方法能使柔性关节机械臂在任意初始位置均能保持良好的跟踪性能,体现了控制器的有效性和优越性.     

感应电动机调速系统的自适应逆控制

针对电压源型逆变器供电的感应电动机调速系统,提出了一种自适应逆控制方法,实现了电磁转矩和定子磁链的解耦控制．应用得到的逆系统将多变量、非线性、强耦合的感应电动机调速系统解耦为电磁转矩和定子磁链两个一阶线性子系统,从而简化了各个闭环线性调节器的设计难度．为了提高系统的鲁棒性,利用递推最小二乘算法实时辨识电动机参数,降低了参数变化对系统性能的影响．使用MATLAB软件进行了仿真实验,实验结果验证了理论分析的正确性和控制方案的可行性．     

ASKAP射电天文望远镜伺服控制系统设计

射电天文望远镜是天文观测和研究的重要设备,澳大利亚平方公里阵探路者（ASKAP）射电天文望远镜是国际天文界正在兴建的新一代射电天文望远镜,针对ASKAP望远镜的观测的需求,设计并测试了一套新的望远镜控制系统,这包括系统硬件设计,控制回路设计,系统软件实现,控制系统电磁电磁屏蔽设计。控制系统设计完成后经过调试,测试结果表明该系统满足望远镜的功能和指标要求。