仿真转台系统非脆弱鲁棒控制器设计

针对被控对象和控制器同时摄动时的鲁棒控制问题,基于H∞混合灵敏度理论,提出了仿真转台控制系统的非脆弱鲁棒控制器设计方法,研究了采样周期波动引起的控制器不确定性,给出了不确定加权函数的获取方法。将控制器不确定性转化为广义对象的不确定性,通过修改广义对象不确定性权函数和性能权函数,将非脆弱鲁棒控制设计问题转化为H∞混合灵敏度设计问题,采用单纯形方法,对H∞性能指标约束寻优得到非脆弱鲁棒控制器参数。仿真结果表明,当系统负载增加10％和采样周期波动0．2ms时,系统仍满足频响要求且控制量不饱和,证实了非脆弱鲁棒设计方法是有效的。     

高精度伺服转台控制系统

本文讨论了一种伺服控制转台系统的设计和实现,提出系统的设计指标,给出伺服驱动系统的结构与设计,并讨论了伺服算法及实现。实验结果表明,该转台系统具有优良的控制精度,优于设计指标,转台定位精度达到３×１０＾－３度,满足了光谱分析应用系统的需要,并可推广应用于其了具有高精度要求的位置控制系统。     

基于ARM与CPLD的伺服控制系统设计

为了降低伺服控制系统的硬件设计复杂程度和增强系统控制的实时性,设计了基于ARM和CPLD的多轴伺服电机控制器。该控制器选用三星公司的ARM芯片S3C2440A和ALTERA公司的CPLD芯片EPM570T144作为控制芯片,给出了该控制器的硬件结构和软件流程设计。利用伺服转台进行控制实验,通过对实验数据分析得出该控制器具有较好的控制性能;实验结果表明该伺服控制器能够较好的实现复杂控制算法,具有集成度高,灵活性强,实时性好的特点,满足多轴伺服控制系统实时控制的需要。     

基于DSP的转台用永磁交流伺服控制系统设计

介绍了用于速率转台的交流伺服控制系统原理;在此基础上设计了基于TMS320F2812的速率转台用永磁交流伺服控制实验系统,并给出了系统设计的软硬件实现及实验结果.     

考虑模型不确定性的基于分解控制直流电机系统的摩擦补偿方法

针对陀螺漂移测试转台直流力矩电机系统中存在的非线性动态摩擦和电机波动力矩，为提高转台摇摆状态位置跟踪精度，该文基于分解控制的设计方法提出了一种新的鲁棒自适应摩擦补偿方法。该设计具有积分形式的自适应补偿器来补偿常值的可参数化的摩擦模型不确定性，而设计鲁棒补偿器来补偿不可参数化的摩擦模型不确定性。最后综合两种补偿器形成完整的补偿控制律。Lyapunov方法证明了闭环系统全局稳定性和对期望位置信号的渐进跟踪性能，仿真结果证实了该补偿方法对高精度运动曲线跟踪的有效性。     

并网逆变器并联系统的鲁棒控制与环流分析

对应用于并网逆变器并联系统的鲁棒控制策略进行研究和设计,在分析并联系统的电路结构和环流特点的基础上,提出简单的单桥臂控制方法。采用基于H∞控制的结构奇异值μ综合方法,抑制各种不确定性的影响,使并网并联系统的稳定性和性能得到提高,实现并网电流的准确控制和环流的抑制。同时,给出系统稳定运行的不确定性范围,所设计的控制器在给定范围内能保证系统稳定运行。仿真与实验结果验证了控制方案的有效性。     

基于μ综合的燃烧系统鲁棒控制

针对火电厂燃烧过程中主蒸汽压力控制系统的大时滞、大惯性和非线性,采用能迅速反映燃料侧扰动的辐射能信号进行快速补偿,设计一个混合灵敏度μ控制器作为主控制器。将μ分析方法引入锅炉燃烧控制系统,综合考虑了系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,解决了常规H∞控制性能不理想的问题。给出了基于μ综合理论的控制方法求解控制器的具体步骤,并分析了系统具有鲁棒稳定性和鲁棒性能的条件。仿真结果表明采用μ控制器有效地减小了稳态误差,明显改善了响应性能指标。     

Robust control based on μ synthesis for combustion system

针对火电厂燃烧过程中主蒸汽压力控制系统的大时滞、大惯性和非线性,采用能迅速反映燃料侧扰动的辐射能信号进行快速补偿,设计一个混合灵敏度μ控制器作为主控制器.将μ分析方法引入锅炉燃烧控制系统,综合考虑了系统的鲁棒稳定性和鲁棒性能,解决了常规H∞控制性能不理想的问题.给出了基于μ综合理论的控制方法求解控制器的具体步骤,并分析了系统具有鲁棒稳定性和鲁棒性能的条件.仿真结果表明采用μ控制器有效地减小了稳态误差,明显改善了响应性能指标.     

位置伺服系统滑模补偿器设计

在位置伺服控制系统中,古典频域校正方法虽可有效地针对系统频响要求进行控制器设计,但各种干扰力矩的存在,严重影响了系统的性能.依据原有的频域校正控制器导出滑模切换面,给出了满足系统频响要求的滑模补偿器设计方法,在有效地克服干扰力矩影响的同时,又保证了系统动态频响性能,并已成功应用于某型飞行仿真转台的控制系统中.     

基于单神经元PI的转台伺服控制系统设计与应用

为了提高伺服控制系统的精度,在综合考虑传统算法优缺点的基础上,设计并实现了一种基于单神经元PI的伺服转台控制系统。该系统采用SICK绝对式多圈编码器作为转台转动位置的检测工具,并把转台的位置输入到系统中形成闭环控制;其中位置环采用了单神经元PI算法取代传统的PI算法,并采用可编程逻辑控制器(FPGA)实现了上述算法;搭建了伺服控制系统的试验平台。试验结果表明,该转台的置位精度及转速的平稳性得到了有效提高。     

伺服设计的性能极限

线性控制器设计的一个重要方面是要了解这个设计是否达到了性能极限，通常，达到性能极限依赖于有效的设计方法，本文揭示出μ综合能够系统地使服系统的干扰抑制设计达到性能极限，并指出性能极限是由系统的带宽决策的，基于性能极限的结果，文中给出了伺服设计权函数选以的原则。     

具有多性能指标的汽轮发电机非线性综合控制

提出了一种多指标非线性控制设计方法，该方法通过将输出函数选取为多状态量的线性组合来实现非线性系统的多性能指标控制，从而可在统一的非线性控制设计框架下同时对系统中多个状态量的性能指标提出要求，并可在系统的动态性能和静态性能间进行很好的协调。将所提出的多指标非线性控制设计方法应用于汽轮发电机组的励磁、调速综合控制中，成功地解决了汽轮发电机非线性综合控制中的动、静态性能的综合协调问题。将所设计的汽轮发电机多指标非线性综合控制律用于单机无穷大电力系统的同步发电机组中进行仿真实验，结果表明所提出的控制律不仅能明显地提高发电机的动态稳定性，而且能准确地将发电机的端电压Uf和输出电磁功率Pe控制在其给定值上运行，不会因受扰而发生偏移。这表明所提出的控制律能很好地协调系统的动、静态性能。     

考虑模型参数不确定性的航天器姿态机动控制

针对具有参数不确定航天器大角度姿态机动的非线性控制问题,提出一种分散保性能控制律。研究刚性航天器大角度机动中航天器姿态控制问题时,忽略挠性模态对其的影响。在对具有参数不确定航天器进行建模的前提下,对模型的性质进行了描述。利用反馈线性化方法将航天器姿态动力学模型变换成三个部分进行分散控制器的综合,设计保性能控制律对航天器模型中参数不确定性进行抑制。由于引入保性能控制律,在补偿参数不确定性的同时还能够满足系统性能指标的要求。仿真实验结果表明,所设计的控制律能保证航天器在不确定性的影响下,精确完成大角度姿态机动,验证了方法的有效性。     

数控转台直接驱动伺服系统的L_2鲁棒定位控制

针对采用直接驱动技术的数控转台回转送进系统易受参数不确定性和负载扰动影响的特点,采用L:鲁棒控制理论来设计控制器,并利用L_2范数对干扰信号加以限制.L_2鲁棒控制是用一个结构和参数都固定不变的控制器来保证系统在不确定性影响最严重的情况下也能满足性能要求,使系统具有较强的抗干扰性.仿真结果表明,所设计的控制器使系统对参数不确定性和负载扰动具有较强的鲁棒性,并实现了对位置输入信号的快速跟踪,从而提高系统的伺服性能.     

高精确度飞行仿真转台内框控制摩擦补偿研究

为了实现高精确度飞行仿真转台直流力矩电机驱动内框的低速伺服目标,提出了在输入前馈和闭环PID控制的复合控制基础上构建Stribeck摩擦模型的等效控制电压模型进行摩擦超前补偿策略.首先针对转台内框伺服特性分析设计了复合控制策略;其次针对常规基于Stribeck模型摩擦补偿方法的不足和实验法辨识模型参数难的特点,提出利用转台内框本身的部件直接测定摩擦超前补偿的控制电压模型,并给出了3个关键参数的测定办法;最后将设计好的控制器用于内框低速伺服.实验结果表明,系统响应幅值为0.03°,频率为0.000 5 Hz三角波时跟踪误差在95%时间内在0.000 1°内,并对其他形式信号也有很高的动态跟踪精确度,从而证明在以非线性摩擦为主的扰动条件下所设计的控制策略能实现内框高品质低速伺服.     

不确定时滞广义系统的H∞保性能控制

针对一类具有范数有界不确定性的连续时滞广义系统,采用线性矩阵不等式处理方法,研究了具有鲁棒H∞性能的保性能控制问题,并给出了问题可解的一个充分条件和H∞保性能控制器的设计,使得闭环系统不仅对于容许的参数不确性保持正则、稳定、无脉冲,而且能保证闭环系统的二次性能指标具有某一个上界以及给定的H∞性能γ。进一步,通过求解一个凸优化问题,给出了系统的H∞最优保性能控制器的设计方法。算例和仿真结果表明该方法的正确性和可行性。     

直接驱动环形永磁力矩电机多目标混合l1/H∞控制

采用环形永磁力矩电动机直接驱动的数控转台伺服系统对干扰转矩和参数不确定性更为敏感,影响了系统的伺服性能。为解决环形永磁力矩电机伺服系统快速性和鲁棒性之间的矛盾,采用多目标混合l1/H∞控制方法设计速度控制器,利用改进的l1/H∞,δ控制与混合l1/H∞控制的解的一致性,通过截断方法获得控制器的有理次优解。仿真结果及分析表明,所提出的多目标混合l1/H∞控制器能满足数控转台对环形永磁力矩电机伺服系统快速性和鲁棒性的要求。     

孤岛微电网频率μ-H∞鲁棒控制

针对孤岛交流微电网中风力、光伏发电的输出功率不确定性以及负荷的随机波动性引起的微电网频率波动问题,提出微电网频率μ-H∞鲁棒控制策略.所采用的μ-H∞鲁棒控制方法在传统H∞鲁棒控制方法解决外部扰动的基础上,考虑了系统结构不确定性对孤岛微电网系统频率稳定性的影响.建立具有时滞和不确定性的频率控制状态空间模型,基于鲁棒控制理论,将H∞控制器设计方法与μ综合D-K迭代法结合设计出μ-H∞频率鲁棒控制器,平抑因参数摄动、结构化不确定引起的频率波动,减小通信延时问题对微电网系统的影响.最后,通过Matlab/Simulink仿真软件和dSPACE半实物仿真平台,验证了所提控制方法在系统参数摄动、通信延时和结构不确定等情况下,均具有较好的动态性能和较强的鲁棒性.     

自抗扰控制在PMSM伺服控制系统中的应用

永磁同步电机伺服控制系统的非线性和不确定性的特点,给高性能位置伺服控制的实现带来了困难。为了克服电机及负载在内的广义被控对象不确定性因素和非线性因素对系统性能造成的影响,本文采用自抗扰控制器设计了伺服控制系统的速度环和位置环。自抗扰控制将系统所有扰动量,包括负载扰动、控制跟踪误差、模型误差等等,作为系统的一个状态变量,利用扩张状态观测器对扰动进行在线估计,并根据估计结果对扰动进行前馈补偿控制,从而抑制扰动对整个伺服控制系统的影响。     

感应电机伺服驱动系统自适应控制研究

针对传统感应电动机伺服驱动系统的位置与速度外环PI控制的结构复杂、双闭环耦合及对参数等不确定性扰动鲁棒性差的问题,在直接转矩控制理论将感应电动机的转矩与磁链解耦的基础上提出了基于动态神经网络的自适应控制方案,简化了控制系统结构,它可随着伺服驱动系统的运行工况而改变控制系统的结构参数,大大提高了伺服驱动系统对参数变化的鲁棒性,同时,也较好地改善了伺服驱动控制系统的动态及稳态性能。最后通过实验验证了该控制系统的有效性和可行性。