基于改进型自抗扰控制的永磁同步电机伺服控制

目的 解决传统包装机械存在的包装速度慢、包装质量堪忧等问题,满足包装机械的高效率、高精度等要求,提高食品包装的自动化水平和包装企业的经济效益。方法 对具有较大潜力的永磁同步电机,进行控制器和控制方法的研究与改进,并最终选定自抗扰控制器,对自抗扰控制器中非光滑函数fal进行改进得到连续平滑的tal函数,使其减小在原点周围的颤振,并且基于tal函数重新设计非线性状态误差反馈率和扩张状态观测器,以取得对永磁同步电机更好的控制效果。结果 仿真表明,tal函数比fal函数具有更好的平滑性和连续性。基于改进型自抗扰控制的永磁同步电机具有更好的动态性能、稳态精度、抗扰能力和跟踪能力。结论 文中优化后的永磁同步电机伺服控制系统,适用于高精度、负载变动频繁的场合,能够有效地提高包装自动化水平,满足高效率、高精度的包装行业要求。     

半桥逆变型磁共振式无线充电系统建模与控制

针对半桥谐振逆变型磁共振式无线充电(MCR-WCT)系统工作状态模糊、高阶非线性、控制理论不成熟等问题,在建立半桥谐振逆变电路等效模型的基础上,采用广义状态空间平均法(GSSA)对MCR-WCT系统进行大信号和小信号建模,在GSSA模型的基础上设计电流单闭环控制器,制定基于BP神经网络的自整定PID控制策略。最后,通过Matlab编程对GSSA大信号模型进行暂态和稳态分析,对比Simulink模型仿真结果验证GSSA模型的可行性;通过Matlab仿真对比经典PID控制和BP神经网络自整定PID控制策略,在电流设定值为1 A的阶跃响应中,BP神经网络自整定PID控制在0.25 ms内达到稳态,稳态误差在2%内,最大超调量只有5%,相比经典PID控制具有更好的动静态性能。     

变排量非对称轴向柱塞泵抗扰控制及并行整定方法

针对变排量非对称轴向柱塞泵因斜盘振荡严重而引起流量脉动较大的问题,提出将变量阻力矩视作干扰信号,采用抗扰控制算法来提高其变排量控制性能。通过SimulationX和Simulink平台联合仿真,对比在不同频率的变量阻力矩作用时常规PID（proportion integration differentiation,比例积分微分）控制、指数收敛干扰观测器控制、非线性PID控制、自抗扰控制和滑模控制下变排量非对称轴向柱塞泵斜盘角度的响应特性,以得到最合适的抗扰控制算法。在此基础上,提出一种基于粒子群优化（particle swarm optimization, PSO）的控制参数并行整定方法。仿真结果表明,在10,20和100 Hz干扰信号的作用下,滑模控制下变排量非对称轴向柱塞泵斜盘角度的波动量为常规PID控制下的1.7%,2.2%和23.0%,说明滑模控制算法能大幅减小斜盘振荡和流量脉动。基于PSO的控制参数并行整定方法有效地减小了滑模控制的跟踪误差,整定后的最大超调量减小了87.5%;且该并行整定方法可脱离专业仿真软件,与SimulationX平台仿真相比,其仿真效率提高了10倍以上。研究结果对常规液压控制系统的仿真优化有一定参考价值。     

PMSM位置伺服系统鲁棒控制技术研究

为提高永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统的鲁棒抗扰特性,设计基于Backstepping控制、前馈控制和等价输入干扰(EID)估计的鲁棒抗扰控制策略。Backstepping控制是基于系统稳定性的控制方法,而前馈控制可以提升系统的响应速度,两者结合并设计合适的参数可以使系统在稳定的前提下具有一定的快速响应能力,再与具有良好扰动抑制功能的等价输入干扰估计器共同作用,可以有效提升系统的动态跟踪特性和抗干扰特性。通过计算机仿真实验对干扰作用下估计器的性能进行测试,得到良好的估计结果,验证估计器的可靠性;又通过仿真实验对系统进行阶跃响应测试、动态跟踪性能测试和鲁棒性测试,并与传统PID位置伺服控制进行对比分析,验证该鲁棒控制策略的有效性。     

光电稳瞄稳定控制模糊PI算法设计与实现

稳定控制是光电稳瞄伺服控制的核心技术之一.传统经典控制方式存在超调与快速性之间难以调和的矛盾,很难得到理想的动态性能.为此论文建立了稳定控制系统数学模型;融合模糊控制的快速响应和PI控制的稳态无误差设计了参数自整定模糊PI控制器,分析了控制器中各参数的关系,对设计的控制系统进行理论计算和仿真分析;在基于DSP的数字平台上用软件实现设计的控制器;对系统进行了控制性能测试试验.仿真和试验表明设计的新型控制系统实现了无超调和快速响应的目标.     

基于自抗扰技术的热压控制系统研究

本文首先建立了连续平压热压控制系统的数学模型,将其近似为三阶伺服控制系统并得出相应的传递函数,然后研究了基于自抗扰技术的调节控制器。该控制器能够提升控制系统的响应速度且无超调的情况出现,提高系统的稳定性。仿真结果表明:与模糊PID控制方法相比,自抗扰控制器在提高了连续平压热压的控制精度的基础上,其系统的动态性能得到了优化,鲁棒性也得到了提高。     

基于神经网络PID智能复合控制方法研究

PID控制器被广泛应用在工业过程控制领域,但是在实际应用中往往具有非线性、时变不确定性,导致PID参数整定难以达到最佳控制要求.本文将神经网络技术应用于PID控制中,利用神经网络具有的非线性函数逼近能力,通过对系统性能的学习来实现具有最佳组合的PID控制.本文采用了BP神经网络PID控制器,实现PID参数的在线自整定,通过仿真实验比较,BP神经网络PID控制比传统的PID控制和单神经元网络PID有好的控制效果.     

基于MATLAB的专家整定PID控制系统设计与仿真

针对在复杂系统中实现在线整定参数的PID控制问题 ,介绍了一种基于专家系统的自整定PID控制系统设计方案 ,同时利用MATLAB中的SIMULINK和控制系统工具箱进行了仿真研究 ,仿真结果表明 ,专家整定PID控制系统比常规PID控制器(控制参数固定 )控制效果好     

汽车零部件刚度试验中的力加载控制研究

汽车零部件刚度试验是指汽车零部件受力时抵抗弹性变形的能力的试验,力的控制精准是试验的前提。由于汽车零部件种类繁多,而且不同的汽车零部件具有不同的力学性质,因此传统的PID控制无法实现稳定的控制。通过对传统PID控制缺陷的原因进行分析,提出一种基于BP神经网络整定的PID控制方法。基于现有的刚度试验平台,建立刚度试验控制系统和加载系统的数学模型。采用MATLAB进行BP神经网PID控制仿真实验,并和普通PID控制进行比较。仿真结果表明基于BP神经网络整定的PID控制能够在线调整PID三个参数以适应不同刚度的零部件,进而实现稳定的控制。     

SA-PSO锅炉燃烧控制系统二自由度PID参数整定

为满足火电机组日益复杂的控制要求,提高系统目标值跟踪和抗干扰能力,设计采用二自由度PID控制器,且针对二自由度多个相互关联参数整定的复杂性,研究一种模拟退火算法和粒子群算法相融合的智能混合算法(SAPSO算法),用该算法对二自由度PID控制器参数进行整定优化,并运用到锅炉燃烧控制系统中。通过Matlab仿真验证,与传统Z-N整定法和PSO算法相比,经过SA-PSO融合算法整定后的二自由度PID控制器使锅炉燃烧控制系统超调量仅为3.9%、调节时间为47.15 s,并具有较好的抗外扰能力。采用该融合算法整定二自由度PID参数使系统具有良好的性能指标值,能够提高锅炉燃烧系统的控制性能。     

永磁同步电动机位置伺服系统的自适应神经网络控制

针对需要考虑参数不确定和负载扰动的永磁同步电动机位置伺服系统,提出了一种新型的自适应神经网络控制方法。首先,利用神经网络建立永磁同步电动机的智能模型。其次,针对模型特点,在反步递推设计框架下,应用神经网络基函数的本质特征,并引入动态面控制技术克服控制设计中存在的“复杂性爆炸”问题,设计基于自适应神经网络动态面控制的位置跟踪算法。最后,仿真结果表明该控制方案是有效可行的,与反步递推控制方案相比,基于神经网络动态面控制的位置伺服系统的跟踪误差具有更快的收敛速度。通过设计新的神经网络自适应律,提出的自适应神经网络控制方法可以避免现有反步递推控制设计中存在的代数环问题。此外,提出的控制算法不仅能够克服不确定性因素对系统性能的影响,而且算法结构简单,易于实现。     

基于无速度传感器直接转矩控制自抗扰交流调速研究

在感应电机直接转矩控制(DYC)调速系统中,常规PID速度调节器在电机受到扰动的情况下,需要花费较长时间才能使电机恢复到稳态值.为此,将一种新型的自抗扰控制器(ADRC)引入感应电机直接转矩控制调速系统中,设计速度ADRc调节器代替PID调节器,基于模型参考自适应控制(MRAS)方法设计速度观测器.对比分析了PID与ADRC两种方案下无速度传感器直接转矩控制交流调速系统性能.仿真试验结果表明,采用ADRC后,系统动态响应更快,抗扰动能力更强,在电机参数摄动的情况下,电机运行速度与指令速度偏差更小.     

自适应模糊滑模控制裹包机PMSM交流伺服系统

针对接缝式裹包机的交流伺服系统控制精度差的问题,提出了采用自适应模糊滑模控制器,控制具有高效率的永磁铁同步电机(PMSM)伺服驱动系统.仿真和实验结果表明,系统对于参数变化和外面负载扰动的鲁棒性大大提高,而且控制力大为降低.     

递归网络自适应控制裹包机凸轮差动器驱动系统

根据裹包机的驱动系统控制精度较差的问题,提出采用递归神经网络自适应混合控制线性同步电动器驱动机系统.经过仿真结果表明,该控制系统克服了上述缺点.     

基于新型趋近律的永磁同步电机动态性能优化

目的 提高永磁同步电机作业时的响应精度和速度,优化其动态反馈性能,解决传统滑模控制中趋近时间与系统抖振相矛盾的问题。方法 采用三闭环控制结构,位置环与电流环采用模糊PID控制方法,速度环采用基于新型趋近律的改进滑模控制方法,添加扰动观测器并给予系统扰动补偿。结果 仿真与在环硬件测试结果表明,文中提出的控制方法与传统三闭环滑模控制相比,相同时间内电机转子位置响应速度提前了0.123 s且无超调,同时明显降低了电磁转矩波动幅度。结论 文中设计的新型趋近律有效改善了传统滑模控制存在的问题,建立的控制系统有效提高了永磁同步电机的响应精度和速度,削弱了永磁同步电机作业时的抖振程度,具有良好的鲁棒性。     

滑模变结构控制在凹版印刷机中的应用

为提高交流永磁同步电机伺服系统的控制精度,提出了一种基于比例切换控制策略的滑模变结构控制方法.先给出伺服系统模型,再设计滑模控制器,通过选取合适的滑模面得到系统比例切换控制输入.分别讨论了被控对象为时不变和时变情况下的系统响应情况,并与PI控制进行对比,以分析本文方法的优劣.仿真结果表明,所设计方法控制精度高,且具有较好的鲁棒性和快速性.     

多轴速度同步偏差耦合控制

目的 解决传统印刷机、包装机各轴机械连接方式下,多电机同步控制存在的机械磨损严重、同步控制精度低等问题。方法 基于偏差耦合控制系统结构,将PID与神经网络控制相结合,提出一种径向基神经网络PID的多电机速度同步控制策略。结果 通过仿真可知,该算法相较于传统PID控制超调量更小,系统能够以较快的速度实现同步跟踪,速度同步精度明显高于PID控制。结论 该控制算法能够大大提升印刷机多轴同步控制的动态性能,可以有效提高印刷质量。     

机器人一体化关节驱动系统

为提高机器人的运动性能,其各个关节的驱动系统性能的提高成为关键。随着控制理论的提高和伺服技术的进步,永磁同步电机的伺服性能得到极大提高,在工业自动化中应用广泛。由交流伺服系统直接驱动的机器人关节一体化设计已成为一个重要研究方向。本文详述了高性能的机器人一体化关节驱动系统的设计和开发。     

基于改进樽海鞘群算法的PMSM变论域模糊控制

目的 为提高自动化包装流水线的生产效率,针对永磁同步电机PI控制器参数无法适时调整而引起的稳态误差较大、抗干扰性差等问题,提出一种基于改进樽海鞘群算法的新型变论域模糊控制器。方法 通过游走策略和变异分布策略对樽海鞘群智能算法的位置更新进行改进,同时加入过界个体的加权位置修正与劣势个体二次迁移,并将优化后的算法与变论域模糊PI控制器相结合,用于调节伸缩因子,以获得对永磁同步电机更好的控制效果。结果 仿真表明,文中改进后的控制器较传统PI控制器有效减小了静态误差;同时优化后的控制器令PMSM在变速和变载工况下响应更快,较改进前的樽海鞘群算法作用下PI控制器在变速和变载工况下的超调量分别降低约21.35%和62.85%。结论 算法优化伸缩因子后得到的变论域模糊控制与其他控制相比,更有效地提高了系统的鲁棒性,改善了系统的控制性能,减小了损耗。