基于线性自抗扰控制器的异步电机调速系统

针对异步电机难以建立精确的数学模型和矢量控制系统参数鲁棒性差的问题,提出了用线性自抗扰控制器控制异步电机调速系统.线性自抗扰控制器不需要电机的精确数学模型,通过线性扩张状态观测器估计出电机模型中的耦合项及参数摄动等引起的总扰动并加以补偿,能够实现磁链和转矩的完全解耦,从而提高系统性能.为了验证上述方案,对空载起动,突加负载,给定转速变化、转子电阻变化、转动惯量变化等情况进行了仿真,并与自抗扰控制器控制的异步电机调速系统进行了比较.仿真结果表明线性自抗扰控制器和自抗扰控制器一样,无超调、响应速度快、动态速降小、静态无误差,且对负载扰动、电机参数变化等具有很强的鲁棒性,但线性自抗扰控制器需要整定的参数大大减少了.     

交流永磁同步系统的自抗扰控制研究

为了提高控制系统的鲁棒性,给出了交流永磁电机的速度环自抗扰控制方案.该控制方案不需要精确电机参数就可以实现扰动补偿,控制器的设计也不需要建立电机和负载的精确数学模型.自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动,据此将电机等效为由一个非线性系统构成的串联对象,设计出一阶自抗扰控制器实现对电机的转速控制.实验结果表明,自抗扰控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,控制系统具有优良的动态性能.     

基于改进差分进化算法的液压自抗扰控制器设计

液压伺服系统由于控制精度高、功率密度大受到广泛应用,但其自身在运行中存在较大的扰动和非线性,使其精确位置控制存在一定的难度。自抗扰控制器（ADRC）是一种新型的控制器,它对于强不确定性和非线性有较好的控制能力,但它是一个多参数非线性控制器,其优化设计的难度远远高于PID等传统控制器。提出一种改进差分进化算法,使用了一种新型的目标函数,并将其应用在液压伺服系统的自适应自抗扰控制器设计中。仿真实验结果证明：改进差分进化算法相比较于其他方法具有更强的全局搜索能力,设计的自抗扰控制器能更好地适应液压伺服控制的需要。     

基于ADRC的异步电机矢量控制系统研究

针对一般的异步电机矢量控制系统中存在的对电机参数时变的鲁棒性差,转矩子系统与磁场子系统耦合,没有实现全局解耦等问题,采用了不同于常规PI的新型控制策略一将自抗扰控制器(ADRC)应用于交流变频调速系统.仿真及实验结果均表明基于ADRC的矢量控制系统较基于PI调节器的矢量控制系统,在负载扰动、被控电机参数变化、以及建模误差等情况下,前者在动静态性能和鲁棒性等方面均优于后者.     

音圈电机驱动微定位平台线性自抗扰滑模控制

针对音圈电机驱动柔性微定位平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种将滑模控制和线性自抗扰控制相结合的复合控制器来提高平台系统的控制性能。首先,搭建了音圈电机驱动复合双平行四杆柔性机构的微定位平台和实验系统,并进行了系统辨识;其次,设计了线性自抗扰控制器,利用线性扩张状态观测器估计系统的内外扰动并在线进行扰动补偿,针对线性自抗扰控制器性能优化上的局限性,提出滑模控制器解决相位滞后问题来进一步提升轨迹跟踪精度;最后,利用所搭建的实验平台对控制方法进行了实验验证。结果表明,滑模和线性自抗扰复合控制器能够很好地克服内外干扰,与经典PID控制和单独的线性自抗扰控制相比,跟踪正弦波信号的最大误差分别减小了52.98%和21.26%,满足了微定位平台高精高速的控制要求。     

立辊电液伺服系统的线性自抗扰控制

针对热轧立辊电液伺服系统控制精度问题,提出一种基于线性自抗扰控制器(LADRC)的控制方法.LADRC与传统的ADRC相比:去掉跟踪微分器(TD),只由线性扩张状态观测器(LESO)和线性组合(LSEF)组成,这两部分只用线性函数实现,可直接用Simulink模块建模.推导出LADRC参数的整定公式,使参数调整过程大为简化.另外所采用的LADRC阶次比常规方法低一阶,由此产生的误差,再加上其他未知不确定外扰和未建模动态,都归结为一个综合扰动量,由LESO对其进行观测和补偿.仿真结果表明:LADRC控制器比传统的PID控制器具有更好的抗扰动能力、更强的鲁棒性.     

风干扰下无人机自抗扰控制参数自整定

针对室外环境中的复杂气流扰动对无人机姿态控制的影响,对姿态控制结构和控制器参数自整定进行研究。首先,建立复杂风场环境模型,并将其引入到无人机动力学模型中;其次,在此基础上,设计自抗扰控制器,并针对自抗扰控制参数过多整定困难的问题,使用RBF神经网络实现控制器参数自整定,采用IAE和ITAE性能指标来判断控制器性能好坏。通过与常规PID和反步法进行对比,证明了基于RBF神经网络优化后的非线性自抗扰控制器具有较高的控制精度和较好的抗风扰能力。     

单自由度主动磁悬浮轴承的协同控制

经典PID或者结合其他算法的参数自整定PID是主动磁悬浮轴承最常用的控制方法,其方法简单且有一定的控制效果,但当外界出现干扰或者负载变化大时表现一般.针对此情况提出一种新的磁悬浮轴承控制方法——协同控制,适用于非线性、强耦合的系统,而且算法简单,易实现数字控制,设计出的控制器具有抗扰动鲁棒性强和稳态性好等优点,因此基于协同理论设计了单自由度主动磁悬浮轴承的协同控制器,并与经典PID控制器进行仿真与实验对比分析,结果验证协同控制器是适用于单自由度主动磁悬浮轴承的一种先进控制器.     

内模控制在液压伺服系统中的应用

针对液压伺服系统控制的复杂性,提出了一种基于内模控制原理的双闭环PID控制方法。该方法利用PID控制的抗扰性实现内环的比例控制,并将被控对象转化为含时滞的一阶惯性环节,且对时滞环节进行1／1Pade逼近,再利用内模控制原理实现外环控制,可获得与内模控制器等效的低通滤波器和PID控制器。给出了内模控制器设计的具体步骤,通过仿真实验证明该方法比常规PID控制器具有较强的抗扰性和鲁棒性,且有较高的工程应用价值。     

基于自校正自抗扰控制的多电机协同系统

针对多电机协同控制系统的同步控制精度问题,提出一种自校正速度补偿器与改进型自抗扰控制器结合的新型控制策略.该方法通过自校正速度补偿器对多轴电机反馈的速度量进行校正补偿,与系统误差一起输入到改进型自抗扰控制器中实现精确控制,以解决多电机协同控制系统在实际应用中存在的滞后性、抗干扰能力弱等问题.通过仿真验证所提方法对系统跟...     

基于约束扰动观测器的感应电机鲁棒模型预测控制方法北大核心

针对感应电机在参数扰动条件下的高性能鲁棒控制问题,提出一种基于模型预测控制和扰动观测器的感应电机无偏速度控制方法。基于串级控制结构设计内环模型预测转矩控制器和外环鲁棒速度控制器。在考虑电机电流和电压约束的最小损耗及参数随转速变化的前提下,提出一种改进的连续控制集模型预测控制器(CCS-MPC)作为内环转矩控制器;将稳定化MPC方法与离散时域扰动观测器(DOB)相结合,在同时考虑参数不确定性和负载转矩的影响以及电机的转矩限制的前提下,设计外环鲁棒速度控制器,该速度控制器为内环转矩控制器提供参考转矩;通过给出相应的定理和推论验证所提出的转速控制器的鲁棒性;设计物理实验对所提控制方法进行验证。结果表明:在考虑电机转矩限制的条件下,所提出的控制方法具有良好的瞬态及稳态响应,且在负载转矩扰动下具有较好的鲁棒性。     

交流伺服驱动系统模糊自适应控制研究

为提高交流伺服驱动系统控制性能,结合模糊逻辑和神经网络各自的优点,设计了一种在线自适应模糊神经网络控制的交流伺服系统.文章将系统受控对象输入和跟踪误差作为模糊神经网络控制器的输入.设计的控制器不需要跟踪误差的变化率,可以避免以数值方式计算微分值时受采样周期大小的影响.通过仿真和具体实验分别验证了设计的合理性.结果表明:该控制方法不论对于调节还是设定值跟踪,均具有很好的控制效果,而且对感应电机伺服驱动系统有很好的抗干扰性能和较强的的鲁棒性.     

基于模糊PI控制器的异步电机DTC系统研究

传统的异步电机直接转矩控制系统采用滞环控制器,依据转矩误差、定子磁链幅值误差来选择逆变器的开关状态,属Band-Band控制,无法区分转矩误差、定子磁链误差的等级,开关频率不恒定,过扇区时电流与磁链畸变,导致低速时转矩脉动大,影响了系统的控制效果。针对这一问题,提出了一种基于模糊PI控制的异步电机直接转矩控制方案,介绍了系统的原理,应用模糊理论设计了控制器的参数,用TMS320F2812作为主控芯片,PM30CSJ060作为逆变器主电路搭建了全数字实验系统。实验结果表明系统控制动、静态性能好,低速时系统运行平稳,达到了预想的控制效果。     

基于扩展观测器的永磁同步电机快速积分终端滑模控制

为了优化永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态性能，使用滑模控制的PMSM控制系统的非线性速度控制算法。提出一种新的快速积分终端滑模面(FITSMC),以提高传统积分终端滑模控制在速度误差远离平衡点时的跟踪误差收敛速度。针对高切换增益引起的大抖动现象，提出一种改进的抗干扰滑模速度控制器，该方法引入扩展状态观测器观测集中扰动，并在FITSMC中添加前馈补偿项。最后，通过仿真验证所提控制方法的有效性。结果表明：采用FITSMC替代传统的PI控制器，可以有效地降低动态速度跟踪误差。通过与传统方法进行比较，验证了所提方法(FITSMC+ESO)的优越性。     

基于实时气象信息的智能衣架伸缩控制研究

为了提高无人状态下智能衣架自动晾晒和回收衣物的稳定性和准确性,提出一种新的基于实时气象信息的智能衣架伸缩控制方法。介绍了智能衣架工作原理。通过NHZD10光照传感器对光照情况进行感知,通过雨量传感器对雨水进行检测,给出光照和雨量传感器参数。驱动部分选用L298N电机驱动模块,当集成运放输出高电平时,电机驱动模块驱动改进粒子群前馈PID控制器,实现对智能衣架伸缩的控制。分析了前馈PID控制器的控制原理,介绍了粒子群算法,针对其早熟收敛的弊端对其进行调整,通过改进粒子群方法获取最优PID控制参数,提高控制精度,给出改进粒子群前馈PID控制器。实验结果表明：所提方法控制精度和稳定性高,抗参数失配能力强。     

基于反向步进的直流电机系统的鲁棒速度控制器设计

本文针对直流电机非线性系统提出了一种基于反向步进的非线性自适应速度控制策略。首先通过状态重构将直流电机系统模型转化为级联结构,其次考虑参数不确定及转矩干扰设计具有鲁棒性的自适应反向步进控制器。仿真结果表明本文提出的这种控制方法适用于参数不确定情况下的直流电机系统的速度调节且具有较好的速度跟踪性能。     

液压马达控制器试验台的设计

在车辆或者车用发动机中,采用专用的液压马达控制器控制发动机散热系统中的液压马达,达到节能的目的。本文介绍了某型号的液压马达控制器的测试试验台的设计,可测得液压马达控制器压力-转速、温度-转速等参数,并说明了其液压和计算机测控系统的设计方法。     

基于TMS320F2812的无速度传感器变频调速系统的设计与实现

应用模型参考自适应系统方法辨识出异步电机的转速,根据电机传统试验原理自动检测出电机离线参数。以TMS320F2812 DSP为核心控制器,设计出无速度传感器矢量控制方式的变频调速系统的软硬件,并对系统进行调试。结果表明,该系统具有良好的动静态性能。     

减小PMLSM推力波动的角度补偿方法

永磁直线同步电机(PMLSM)的推力波动与其输入电流紧密相关,为最小化电流误差,提出一种基于Park变换的旋转角度补偿算法,并在其基础上建立PMLSM双闭环滑模变结构控制(SMC)系统.针对SMC控制器引入的抖振问题和系统固有的扰动,设计扰动推力观测器.MATLAB/Simulink联合仿真证明该策略能有效地减小电流误...     

基于复合控制策略的直线伺服系统位置控制研究

针对传统的采用三闭环控制结构的直线伺服系统存在的响应滞后、容易超调的问题,设计了永磁直线同步电机的位置-电流双环控制系统。对PD调节器与前馈、微分负反馈相结合的新型复合位置控制器进行了研究。在分析了微分负反馈增益参数对直线伺服系统的影响的基础上,对比了该控制器与传统三环结构的性能差异。仿真与实验结果表明,所设计的位置-电流双环控制系统相比于传统三环控制结构,动态响应更快,超调量更小,在对速度控制要求较低的点位位置伺服控制场合中具有较高的应用价值。