直流无刷电机位置跟踪伺服系统设计与仿真

为了设计高精度的直流无刷电机伺服控制系统,性能优良的位置跟踪控制器是其重要保障.基于直流无刷电机的工作原理.运用Matlab模糊工具箱建立其自动位置跟踪控制系统的计算机仿真模型,系统的电流和速度环采用Pl控制,结合PID控制和模糊控制设计了系统位置环的模糊PID控制器.数字仿真结果表明,模糊PID控制的动静态特性优于传统单一的PID控制,对设计性能优良的直流无刷电机控制器具有借鉴意义.     

混合模糊PID控制器在伺服控制系统中的应用

在分析了直流无刷电机伺服控制系统的基础上,提出了一种混合模糊PID跟踪控制器模型.该模糊PID控制器由3个并行的次模糊控制器组成,应用模糊算法在线自动整定PID参数;并利用Matlab/simulink建立仿真模型对模糊推理控制算法进行验证.仿真结果表明,混合模糊PID控制器的动静态特性优于传统单一的PID控制,对设计性能优良的伺服控制系统具有借鉴意义.     

BLDC位置伺服系统中的柔性变结构控制

为提高无刷直流电机(BLDC)位置伺服系统动静态性能,将柔性变结构控制系统应用于无刷直流电机位置跟踪系统中.并在柔性变结构控制基础上加入变饱和控制状态,从而将伺服系统的跟踪误差进行分类处理,对所设计的控制器分别作了正弦波和方波跟踪的仿真及实验验证.结果表明,该方法明显增强了无刷直流电机伺服系统的调整时间和跟踪精度.     

无位置传感器的BLDC控制设计与调制优化

基于无位置传感器控制设计了一种可应用于三相直流无刷电机的驱动控制器,采用反电动势法检测转子位置,梯形波驱动控制方式实现BLDC电机的启转 、运行.介绍了BLDC运行原理及实现无位置传感控制方法,探讨了如何选择最佳调制方式及电机速度最快时的换相时机,并优化了调制方法.本文设计的控制器具有启转顺 、加速快 、防输出短路等特点,适用于多种高低速 、高低电压BLDC.     

基于模糊滑模控制器的伺服跟踪控制研究

为了有效地消除精密机床伺服进给系统的参数变化和外部扰动对其跟踪性能的影响,将滑模控制引入其伺服跟踪控制.文章将模糊逻辑与滑模控制相结合提出了一种简捷的模糊滑模控制器设计的方法以减小滑模控制器的颤抖.实验结果表明采用该方法设计的模糊滑模控制器与离散准滑模控制器相比具有较强的鲁棒性和跟踪性能.最后将该控制器用于超精密机床伺服跟踪控制取得了良好的控制效果.     

仿人机器人踝侧摆的自调节模糊非线性控制研究

本文以关节位置误差和关节传动比的变化为输入,电机控制电压为输出,设计了带自调整因子的二维模糊伺服控制器.与原有的PID、前馈控制器相比,无论在悬挂状态还是在落地状态下,该方法均有效地减轻非线性传动对样机控制性能的影响,改善位置跟随的滞后问题,系统鲁棒性增强.􀁱     

基于模糊逻辑系统的输出跟踪控制问题

针对一类未知的非线性互联大系统，设计间接自适应模糊控制器以实现跟踪控制，采用模糊控制，模糊逻辑逼近和模糊滑模控制相结合的方法，对维数较低的子系统未知动态和维数较高的互联项未知动态分别采用两类模糊规则进行逼近，对系统的外部干扰及模糊逼近误差采用模糊滑模控制予以抵消，基于Lyapunov方法实现模糊系统中的参数自适应律并在线调节，所设计的间接自适应控制器使系统在Lyapunov意义下稳定，且跟踪误差趋近于0，仿真结果表明了该设计方法的正确性。     

基于阿克曼公式模糊切换增益调节的滑模控制

针对一类具有不确定性和外部干扰的线性系统,基于模糊滑模控制原理,提出了一种基于阿克曼公式模糊切换增益调节的滑模控制器的设计方法;使用了一种新的方法设计滑模面,使系统在趋近切换平面的过程中始终跟踪理想的趋近过程,提高系统的位置跟踪精度;将该方法用于交流伺服控制系统位置控制器的设计,对该控制算法进行了稳定性分析,并进行了建模与仿真;通过选择合理的切换矢量C,使系统在趋近滑模平面的过程中始终跟踪理想的趋近过程,快速到达滑模平面;结果表明系统具有较强的鲁棒性和较快的收敛速度,验证了该方案的有效性.     

基于MC9S12XS128的自由摆平板模糊PID控制系统研究

以16位单片机MC9S12XS128为控制核心,选用MMA8452三轴的数字加速度传感器作为系统的检测模块,设计和实现了基于自由摆平板的跟踪运动控制系统;选用混合式步进电机作为执行机构,实现平板的倾角调节.针对步进电机的高度非线性特点,设计和实现了模糊PID控制器来完成步进电机运动的位置控制.试验结果表明,所设计的控制器能在一定范围内满足系统的动、静态特性控制要求.     

电视导引头伺服稳定平台数字控制器的研制

针对电视导引头系统对快速性要求高的特性,设计了一种基于DSP的高速数字控制器.以CCD摄像机作为位置环反馈传感器,以液浮式速率陀螺作为速度环反馈传感器,采用随动平台速率陀螺稳定方案的伺服稳定跟踪平台结构,给出了伺服控制器的软硬件设计,分析了针对该系统的双环PID控制算法的设计及调试方法.实验结果表明,该控制器动静态性能良好,可满足系统的要求.     

基于DSP/BIOS的无刷直流电机控制系统的研制

无刷直流电机继承了直流电机运行效率高、调速性能好等优点,同时,克服了直流电机电刷带来的噪声、火花等缺点,在诸多领域得到广泛应用.为改善无刷直流电机控制系统的性能,本文研究模糊自适应PI控制器在无刷直流电机控制系统的应用.系统以TMS320F2812数字信号处理器为控制器设计了控制系统硬件,基于DSP/B10S嵌入式操作...     

基于P-模糊自适应PID控制的无刷直流电动机调速系统

分析了无刷直流电动机的数学模型,提出了一种新型的P-模糊自适应PID控制方法,并在Matlab/Simulink环境中建立了基于P-模糊自适应PID控制的无刷直流电动机调速系统仿真模型。在该调速系统中,电流控制采用电流滞环,转速控制采用P控制和模糊自适应PID控制相结合的方式,实现了电流滞环和转速模糊控制的双闭环调速控制功能。仿真结果表明,该系统与基于常规PID控制的调速系统相比,系统响应时间缩短一半,且超调减小,具有较强的鲁棒性和自适应能力。     

Improved torque performance in BLDC-motor-drive through Jaya optimization implemented on Xilinx platform

Robust dynamic speed response with less maintenance and efficient operation makes the Brushless Direct Current (BLDC) motors as an oblivious choice for many motoring applications which needs instantaneous speed control while developing high torque. This paper proposes Jaya optimization Algorithm on Xilinx platform for BLDC Motor and Fractional Order Proportional Integral Derivative controller to improve its efficiency through minimizing the ripples present in the Torque of the motor. The control strategy of torque controller works with the combinations of Xilinx and optimization algorithms. In this proposed controller, the strategy of control is achieved after deriving the BLDC motor's dynamic mode there after the electronic interaction with BLDC motor is enrooted with the Math lab/Simulink model while tactically utilizing Xilinx tools for all kind of co-simulation in the same model. Initially the dynamic model of a BLDC motor drive is derived and the control topology is designed with the help of the proposed controller. The controlling mechanism established in this paper is effective and efficient in minimizing the ripples present in the torque of the motor. The proposed controller is utilized for possible low-cost and high-performance industrial applications. The results are obtained and analyzed with existing methodologies and it shows that the proposed technique outperforms the existing models.     

Novel bacterial foraging-based ANFIS for speed control of matrix converter-fed industrial BLDC motors operated under low speed and high torque

In this paper, a novel adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS)-based control technique optimized by Bacterial Foraging Optimization Algorithm for speed control of matrix converter (MC)-fed brushless direct current (BLDC) motor is presented. ANFIS is considered to be one of the most promising technologies for control of electrical drives fed by MC. Optimizing the training parameters of ANFIS, to improve its performance, is still being considered by several researchers recently. Parameters of the online ANFIS controller such as learning rate (η), forgetting factor (λ) and steepest descent momentum constant (α) are optimized by using the proposed algorithm. For the purpose of comparison, proportional integral derivative controller, fuzzy logic controller, PSO-ANFIS and BAT-ANFIS are considered. Set point tracking performances of the proposed system are carried out at various operating points for an industrial BLDC motor operating at a maximum rated speed of 380 rpm and torque of 6.4 N m. Time domain specifications such as rise time, settling time, peak time, steady-state error and peak overshoot in the presence and absence of load torque disturbances are presented. Time integral performance measures such as integral square error, integral absolute error, and integral time multiplied absolute error are analyzed for various operating conditions. Speed fluctuation in the output of BLDC motor is dependent on the source current harmonics of the inverter/converter. To illustrate this, total harmonic distortion (THD) analysis is carried out for the existing PWM inverter and the proposed MC, and it is proved that MC results in reduced THD, as compared to PWM inverter. Simulation results confirm that the proposed controller outperforms the other existing control techniques under various set speed and torque conditions. Statistical analysis is effectively carried out to prove the effectiveness of the proposed controller. Experimental analysis is performed to validate the performance of the proposed control scheme.

     

某履带式全方位平台的电机控制器设计

针对某履带全方位平台实际工况要求,介绍了平台总体方案,选取一款1000W无刷直流电机（BLDC）作为平台驱动电机,阐述了BLDC控制原理及其控制方案,基于DSP28335设计了电机控制器,搭建了硬件电路,编写并调试了软件程序,采用速度、电流双闭环控制方案,设定电机转速为3000rpm,测定了电机相电压、电流等数据,进行了实物实验,结果表明该控制器性能稳定,响应迅速,具有较高的实际应用价值,且为后续控制策略研究奠定了基础。     

飞艇隔振云台电机控制器设计与实现

飞艇隔振云台的主要执行机构是三相无刷直流电机,电机控制的精度决定了隔振云台系统的隔振效果。传统的云台电机控制器设计方法是根据控制规律通过反复试凑,得到PID控制器参数,这种方法费时费力,需要一定的调参经验。针对云台调参问题,对无刷直流电机进行了理论分析与模型建立,并提供一种与传统方法不同的利用特定工具和技术手段获取模型参数的方法,通过Matlab中rltool根轨迹零极点配置工具设计出合理的控制器,使得电机具有良好的动态响应和稳态响应。并且在此基础之上将控制器实际运用到云台平台上,实验取得良好的控制效果,为隔振云台中三相无刷直流电机控制器设计与调参方案提供参考。     

基于Simulink仿真的步进电机闭环控制系统分析

步进电机通常以开环方式应用于精度要求不高的位置伺服系统中.通过位置反馈,可以实现步进电机的高精度闭环定位控制.建立的步进电机数学模型,显示了其高度非线性的特点,为此设计了应用于步进电机闭环控制的参数模糊自整定PID控制器.通过Simulink仿真,分别分析了PID控制、模糊PID控制在步进电机跟踪给定位置时系统的响应情况.并通过分析转速输出曲线,提出了加入模糊速度前馈控制环的系统改进方案,系统稳定性得到较大提高.     

基于模糊控制器的直流无刷电动机控制

利用自整定模糊-PID控制器实现对直流无刷电动机的控制.在分析直流无刷电动机数学模型的基础上,建立一种新型的三相直流无刷电动机数学模型,并将自整定模糊-PID控制器应用于直流无刷电动机的控制系统中.系统采用双闭环调速,电流环采用电流滞环控制,转速环采用自整定模糊-PID控制器,通过不断检测速度偏差e和速度偏差变化率ec,对参数KP,KI和KD进行在线校正,控制器参数随e和ec变化而变化,以提高系统的控制效果.研究结果表明,这种基于自整定模糊-PID控制器的直流无刷电动机控制系统具有响应快、超调小、控制精度高等特点,比传统PID控制器具有更好的静、动态特性.