磁悬浮开关磁阻电机模糊补偿逆系统解耦控制

在给出磁悬浮开关磁阻电机(BSRM)径向力控制模型的基础上,根据逆系统理论求出其解析逆系统.利用求得的解析逆系统与原系统进行复合,构成伪线性系统,初步实现径向间的解耦.用模糊控制器作为径向位置控制器,对复合伪线性系统进行综合.考虑到所采用模型的近似性、不确定性及系统参数的时变性,在初步解耦的基础上,设计了模糊补偿器对解耦效果进行实时补偿.最后由模糊控制器的输出控制量和模糊补偿器的补偿量相加,构成BSRM径向力解耦控制系统的实际控制量.仿真结果表明所设计的模糊补偿逆系统解耦方法成功实现了径向间的解耦,控制系统性能优良.     

磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统自抗扰逆系统解耦控制

在给出磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统控制模型的基础上,采用逆系统相关理论求解出磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统控制模型的解析逆系统。在原系统的基础上再应用求得的解析逆系统进行复合,建构伪线性系统,对悬浮系统的悬浮力进行解耦。用自抗扰控制器作为径向位置控制器,对复合伪线性系统进行综合,把主绕组电流对悬浮系统引起的摄动视为悬浮系统的一种外扰,利用扩张状态观测器开展动态即时补偿。所设计的自抗扰补偿逆系统解耦方法通过了仿真结果验证,成功实现了悬浮力间的解耦,而且基本消除了转矩调节时主绕组电流的摄动对悬浮系统的影响,控制系统性能优良。     

基于模糊补偿的无轴承同步磁阻电机径向位置逆控制

给出无轴承同步磁阻电机转子径向位置的控制模型,针对多变量、强耦合的径向位置非线性系统,提出一种基于模糊补偿的被控电机转子径向位置逆控制方法,证明该径向位置系统可逆,推导出其逆系统模型,将其精确线性化成一个伪线性系统,从而将径向位置系统解耦为两个独立的二阶线性子系统.为对已解耦的径向位置系统进行综合,在常规PID控制器基...     

基于GA-RBF神经网络逆的两电机同步控制

以多变量、非线性、强耦合的两电机同步控制系统为研究对象,提出了基于遗传算法的径向基函数(GA-RBF)神经网络逆的两电机同步控制方法。根据给定的性能指标,采用遗传算法对RBF神经中心进行优化,在此基础上串联RBF神经网络逆与两电机系统,构建复合伪线性系统。这一复杂控制对象即可解耦成转速与张力两个线性子系统,进而通过设计线性闭环调节器实现了解耦控制。实验结果表明,采用GA-RBF神经网络逆的两电机系统,对速度和张力实现了较好的解耦控制,且具有较强的抗干扰能力。     

磁悬浮开关磁阻电机悬浮力与旋转力的神经网络逆解耦控制

为了实现磁悬浮开关磁阻电机径向二自由度悬浮力与旋转力三者之间的完全解耦,首先对系统的数学模型进行了可逆性分析,证明该系统在一定条件下可逆,在此基础上应用神经网络逆系统方法,将非线性、强耦合的多变量系统转变成3个彼此无耦合的伪线性子系统,最后应用线性系统控制原理和智能控制理论,对这3个子系统设计了闭环专家PID控制器。仿真结果表明,系统具有良好的动静态性能。     

基于PLC的两电机同步系统的神经网络逆控制

PLC控制系统以其超高的运行稳定性,结构简单,操作方便,维护费用低廉等诸多优点,使其在工业现场中得到了大量的应用.以多变量、非线性、强耦合的两电机同步控制系统为研究对象,采用静态神经网络加积分器来构造两电机同步控制系统的逆系统,将此逆系统与原系统相串联构成复合伪线性系统.即两电机同步系统被线性化且已解耦成速度和张力两个相对独立的系统,再分别设计线性闭环调节器对速度环和张力环进行控制.实验结果证明了将神经网络逆系统方法与现在工业中主流控制器PLC相结合,可以实现两电机同步调速系统的解耦控制,发挥其经济、社会效益,是一项很有意义的工作.     

基于最小二乘支持向量机逆系统的五自由度无轴承同步磁阻电机解耦控制

针对三自由度交直流混合磁轴承和二自由度无轴承同步磁阻电机构成的五自由度无轴承同步磁阻电机,实现磁轴承的径向悬浮力、轴向悬浮力、二自由度无轴承同步磁阻电机的径向悬浮力和电磁转矩的解耦控制是五自由度无轴承同步磁阻电机稳定运行和精确控制的必要条件。该文在介绍五自由度无轴承同步磁阻电机基本结构的基础上,建立了三自由度交直流混合磁轴承和二自由度无轴承同步磁阻电机的数学模型,进而建立了五自由度无轴承同步磁阻电机的状态方程,并进行了可逆性分析。采用最小二乘支持向量机所具有的小样本逼近和辨识拟合能力,得到五自由度无轴承同步磁阻电机逆模型,根据逆系统方法的基本原理,将复杂的原非线性多变量耦合系统解耦成多个单输入单输出伪线性系统,并设计了闭环PID控制器。仿真和实验表明,电机具有良好的速度和悬浮特性,这种解耦方法能够实现五自由度无轴承同步各个被控量之间的动态解耦,并且系统具有良好的动静态性能。     

带零动量轮航天器的逆系统方法姿态控制

为满足带零动量轮航天器姿态响应的快速性与准确性,将航天器姿态模型和飞轮机构及其补偿器视为广义控制对象,采用广义逆系统方法与内模原理相结合设计了复合控制器。在分析动量轮的摩擦阻力效应基础上,设计了基于飞轮非线性观测器的低、高速补偿器,在改变航天器惯量与加入干扰的情况下,通过仿真分析了复合控制的鲁棒性。逆系统实现了广义控制对象的解耦,内模闭环控制器弥补了解耦的非理想性,补偿器加快了姿态响应速度。仿真结果表明,逆系统与内模控制组成的复合控制器对带零动量轮航天器姿态控制是有效的,并且该控制器对航天器惯量参数和干扰具有较强的鲁棒性。     

基于逆系统方法的三相PWM整流器直接功率控制

针对现有的三相PWM整流器直接功率控制系统存在的功率失调、对负载变化敏感的问题,在PWM整流器直接功率控制系统模型的基础上,采用逆系统方法,推导出三相整流器直接功率控制系统的逆系统模型,构造出伪线性系统,实现了对整流器直接功率控制系统有功功率和无功功率的解耦.使用滑模变结构控制理论对该伪线性系统进行综合,设计出滑模变结构控制器.通过计算机仿真对所提出的方法进行了验证.仿真结果表明所提出的控制策略具有较好的动态性能和稳态性能,对负载的适应能力强.     

基于矩阵变换器的统一潮流控制器的逆系统方法控制策略

基于矩阵变换器的统一潮流控制器在同步旋转坐标下的数学模型,应用逆系统理论,将耦合的非线性模型解耦成了近似线性化的模型,也就是＂伪线性系统＂模型。进而针对＂伪线性系统＂模型,设计了变结构控制律,构成了变结构潮流控制策略,以实现对这个基于矩阵变换器的统一潮流控制器的潮流控制。最后搭建仿真模型,对所提控制策略进行仿真,验证了控制策略的正确性和有效性。     

永磁同步电机神经网络逆解耦控制研究

针对永磁同步电机的非线性、多变量、强耦合的特点,将神经网络与逆系统解耦方法相结合,并用于永磁同步电机的解耦控制.分析永磁同步电机的数学模型与解析逆模型,完成系统可逆性证明,将永磁同步电机与解析逆系统等效成两个伪线性子系统,构造神经网络逆系统,将永磁同步电机动态解耦为一阶线性磁链子系统与二阶线性转速子系统,利用两个PID控制器对伪线性子系统进行闭环控制器设计,实现系统转速与定子磁链动态解耦控制.利用dSPACE半物理仿真系统完成神经网络训练数据的采集与系统解耦控制实验.结果表明神经网络逆系统方法可以实现永磁同步电机的高新能控制,对负载扰动具有较强的鲁棒性.     

基于自适应最小二乘支持向量机逆系统的链式STATCOM控制策略

对链式静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)建立了非线性数学模型,采用逆系统反馈线性化的方法,构造了伪线性系统,并且将系统实现解耦。由于开关管IGBT的变化随时性及模型的不确定性,常常引起非线性模型参数的变化。为了解决这一问题,采用最小二乘支持向量机自适应地估计动态的模型非线性部分,通过反馈的方式加入到逆系统的输入端,从而补偿掉实际系统模型中的非线性部分,实现真正意义上的伪线性模型。由于是线性系统的解耦模型,采用线性二次型最优控制算法,实现配电网的无功补偿。仿真和实验结果表明,所提的算法很好地解决了配电网的无功补偿问题,且具有很好的鲁棒性和动态性能。     

专利名称:改进回归支持向量机广义逆的直线永磁游标电机的解耦控制方法

正本发明公开了一种改进回归支持向量机广义逆的直线永磁游标电机的解耦控制方法,根据可逆性原理和Interactor算法证明所控制的直线永磁游标电机系统的可逆性;采样原系统的输入输出,经过数据处理后,作为训练改进回归支持向量机的样本,使用改进回归支持向量机逼近直线永磁游标电机的广义逆系统;将改进回归支持向量机广义逆系统与原非线性系统结合,以构建伪线性系统,实现直线永磁游标电机的d轴电流和初级速度的解耦控制;在伪线性系统的基础上,添加PI控制器,构成闭环系统,提高系统的鲁棒性。     

单绕组磁悬浮开关磁阻电动机非线性解耦控制

针对单绕组磁悬浮开关磁阻电动机非线性、多变量、强耦合的特点,提出一种将支持向量机逆系统方法与内模控制相结合的非线性解耦控制策略。该方法通过支持向量机离线优化学习构建系统α阶逆模型,将优化的支持向量机逆模型与原系统复合,将其解耦成两自由度位移和转速伪线性子系统;为了提高系统的抗扰性和鲁棒性,对解耦后的伪线性系统引入非线性内模控制。仿真和实验研究验证了所提控制方法的有效性。     

无轴承异步电机解耦控制策略

针对2极转矩绕组和4极悬浮绕组构成的无轴承异步电机悬浮力耦合问题,利用悬浮绕组数学模型及其等效电路图,分析了转子感应电流对悬浮力控制的影响.在考虑悬浮绕组转子感应电流导致悬浮力耦合的基础上,研究了逆系统的悬浮解耦控制策略,构造了以悬浮绕组励磁电流为位移控制量的悬浮力控制模型.仿真及实验结果表明,该模型能实现悬浮力完全解耦,其控制器可以独立控制相对应的悬浮力,为无轴承全速范围悬浮控制提供借鉴.     

两电机变频调速系统的神经网络广义逆解耦控制

两电机变频调速系统是一个多输入多输出(multi-input multi-output,MIMO)非线性强耦合的控制系统。神经网络广义逆控制方法不但可以实现MIMO系统的线性化与解耦,而且通过合理地调节广义逆系统的参数,可以使解耦后的单输入单输出(single-input single-output,SISO)系统具有开环稳定的特性,从而有利于系统的综合。论文对变频器工作在矢量控制方式下的系统数学模型进行广义逆存在性分析,进而导出系统的广义逆数学表达式。进一步构造神经网络广义逆系统串联在两电机系统之前,组成基于广义逆的伪线性复合系统。基于S7-300PLC试验平台,分别研究伪线性复合系统的开环特性和闭环特性,试验结果表明神经网络广义逆控制方法不但可以实现系统的解耦,而且可以使伪线性化后的子系统开环稳定,附加闭环控制器的问题就迎刃而解。     

基于模糊神经网络逆系统的无轴承永磁同步电机解耦控制

无轴承永磁同步电机是一个多变量、非线性和强耦合的系统,因此实现转矩和径向悬浮力的动态解耦是无轴承永磁同步电机实现稳定高速高精度运行的关键。提出一种基于模糊神经网络逆系统的新型解耦控制方法,介绍了无轴承永磁同步电机基本结构和工作原理基础,并建立无轴承永磁同步电机转矩和悬浮力的数学模型。在对数学模型进行可逆性分析的基础上,采用模糊神经网络构建一个有效的逆系统,通过将逆系统与原系统串联,使原非线性系统解耦为3个单输入–单输出子系统,并同时设计了闭环控制器。对所设计的控制系统进行仿真和实验研究。仿真和实验结果表明,这种解耦控制方法可以实现无轴承永磁同步电机转矩和悬浮力之间的解耦控制,并具有良好的动态性能和稳定性。     

基于支持向量机逆系统的无轴承异步电机非线性解耦控制

无轴承异步电机是非线性、多变量和强耦合的系统,实现其电磁转矩和径向悬浮力之间的动态解耦控制是电机稳定悬浮运行的关键。本文采用基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)α阶逆系统的方法对无轴承异步电机进行解耦控制。将用LS-SVM辨识出的无轴承异步电机逆系统串联在原系统之前,使复杂的非线性原系统解耦成四个独立的伪线性子系统——两个径向位移子系统、一个速度子系统和一个转子磁链子系统,然后根据线性系统理论进行系统综合。最后的仿真试验研究表明,基于LS-SVMα阶逆系统方法能够实现无轴承异步电机悬浮力和旋转力之间的动态解耦控制。     

三自由度混合磁轴承最小二乘向量机逆模辨识与解耦控制

为实现三自由度混合磁轴承高精度非线性解耦控制,提出一种基于最小二乘支持向量机的逆模辨识和解耦控制策略。通过分析逆系统的存在性,利用支持向量机的拟合能力,离线建立初始逆模型,并根据系统输入与模型输出的偏差信息,对初始逆模型进行在线校正,以使其能适应对象的变化;在此基础上,将校正后的逆模型作为前馈控制环节与原系统串联构成伪线性系统,设计PID控制器作为反馈控制环节对磁轴承系统进行复合控制。仿真结果表明逆模型辨识精度高,复合控制效果好。     

向无源网络供电的VSC-HVDC系统控制策略

在同步旋转坐标系下,利用电压源型高压直流输电(voltage source converter based high voltage DC,VSC-HVDC)的暂态数学模型,提出了一种向无源网络供电的VSC-HVDC系统新型控制策略。基于非线性系统反馈线性化控制的逆系统方法,推导了VSC-HVDC的逆系统模型,构造了伪线性系统,实现了对VSC-HVDC系统有功功率和无功功率的解耦。采用极点配置方法对该伪线性系统进行了综合,设计了控制器,并对反馈线性化中重要的隐动态问题进行了讨论,保证了控制系统的稳定性。仿真结果表明,该控制器具有较好的动态性能。