无刷直流电机双模糊直接转矩控制系统的研究

针对无刷直流电机直接转矩控制存在传统PID速度环自适应较差和相对较大的转矩脉动等问题,对直接转矩控制系统的转矩观测等方面进行了研究,对直接转矩控制策略进行了归纳,提出了一种双模糊控制策略。在转速闭环中,以模糊自适应PID代替普通的PID控制,实现了PID参数的自适应整定。在转矩控制环中,在转矩滞环控制器的基础上,将转矩的偏差和转矩偏差的变化率模糊化,模糊控制非零矢量和零矢量的作用时间,消除了容差宽度选择对转矩脉动的影响,使转矩脉动进一步减小。研究结果表明,相比普通的直接转矩控制系统,引入双模糊控制策略的直接转矩控制系统,可进一步地减小电磁转矩脉动和提高转速的自适应调节能力,显著地改善系统的控制性能。     

开关磁阻电动机模糊-单神经元PID控制研究

开关磁阻电动机调速系统具有显著的非线性,数学模型难以精确建立,采用常规PID控制难以获得理想的性能.对于开关磁阻电动机转速-转矩双闭环调速系统的速度环,设计了一种模糊控制与单神经元PID相结合的控制算法,基于MATLAB建立了系统仿真模型,仿真表明设计的模糊控制与单神经元PID相结合的控制算法兼有单神经元控制和模糊控制的优点,具有良好的动静态性能.     

变速器试验台自适应控制系统研究

变速器寿命试验台的控制系统由于变速器档位的变化,使得被控对象具有非线性特性,同时由于试验台给定转速调节环与给定转矩调节环相互耦合的影响使得系统动态特性很差,通常只能应用于稳态试验.通过对变速器寿命试验台稳态控制过程的研究,在设计变速器NVH试验台控制系统时提出了一种自适应的分段PID控制策略,使得新的控制系统能适应多种档位,同时具有较好的动态特性.该控制系统已应用于新开发的变速器NVH试验台,试验证明控制效果良好,满足了某世界著名NVH技术支持厂家对试验控制的动态特性要求.     

变转速液压调速系统转速模糊控制实验研究

针对变转速液压调速系统存在非线性、时变及调速精度低等技术问题,提出液压马达转速模糊控制策略。以伺服电动机驱动定量泵为动力源,设计了模糊控制器,实现了基于Lab VIEW测控平台的以电动机转速为控制量的马达转速模糊控制策略。在典型工况下,对模糊控制和传统PID控制调速系统的动态响应性能及抗负载干扰能力进行了实验对比分析,结果表明:所提方法比传统PID模糊控制具有更好的鲁棒性,且两种控制方式的动态响应特性相近。     

基于LabVIEW的比例阀控制性能优化研究

针对电液比例位置控制系统中的死区、滞环等非线性问题,提出一种带有死区补偿的模糊PID控制算法以提高控制系统的性能。通过AMESim与Lab VIEW的联合仿真,对比分析该方法的控制效果。仿真结果表明,优化后的控制算法大幅度降低了稳态误差,提高了响应速度,从而改善系统的控制性能。     

2D数字阀流量规划补偿死区研究

阐述了2D数字阀的结构和工作原理,分析了2D数字阀死区产生的原因,针对传统的颤振补偿死区方法的不足,提出流量规划补偿死区的新方法,并研究了流量规划同时叠加少量颤振补偿技术。实验结果表明,采用流量规划补偿后,死区基本消失,但滞环依然存在;采用流量规划同时叠加少量颤振补偿技术进行补偿,可以完全消除死区,滞环也明显减小,非线性度小于0.5%,能够达到伺服系统的要求。在死区补偿之后,该阀在25%满量程的正弦波控制下,-3dB处幅频宽可达141Hz。     

一种基于功率观测的永磁同步电机高效V/f控制

针对永磁同步电机普通V/f控制中抗扰动性差、易失步、控制性能差等问题,对面贴式和内嵌式永磁同步电机的稳态转速波动抑制和高性能的单位电流最大转矩控制进行了研究,对电机稳态运行时的有功功率和转速波动之间的关系以及无功功率和电机单位电流最大转矩控制之间的关系进行了分析,提出了基于有功和无功观测的转速阻尼环补偿和单位电流最大转矩的高效控制方法。利用Matlab/Simulink仿真系统对提出的控制方法进行了仿真分析并对提出的方法进行了测试,同时在CYPRESS公司的PSoC5CY8C5868单片机构成的驱动系统以及350 w的永磁同步电机组成的实验平台上进行了试验。研究结果表明,该方法能够使永磁同步电机的V/f控制在稳态运过程中更加稳定、抗扰动性更强,采用单位电流最大转矩的控制方法有效的降低了电机电流,达到了高效控制的目的。     

基于改进的前馈补偿自抗扰控制伺服系统转速特性研究

针对永磁同步电机转速性能差和转矩脉动的问题,对PMSM的转速启动响应特性、系统输出转矩、转矩脉动对系统的稳态特性的影响等方面进行了研究。为了提高系统响应时间和转速运行的平稳性,采用了基于改进的前馈补偿自抗扰控制策略,建立了伺服系统数学模型和运动方程,设计了速度环和电流环控制策略;利用扩张状态观测器(ESO)对转速和系统扰动进行了实时估计,并对其参数进行了修正;采用加速度前馈补偿对PMSM的扰动进行了补偿,运用专家控制思想,对比例和积分系数进行了调节;利用Matlab对理论分析进行了仿真,在测控机上对改进前后转速响应时间、转矩输出以及抗扰动性进行了测试。研究结果表明:改进后的控制策略能够实现转速快速响应和更好的稳态精度,系统输出转矩稳定、抗扰动性强。     

基于BP神经网络PID控制的AGV调速系统仿真

为了研究AGV小车的调速系统的优化设计方法,给定某款AGV的设计要求和主要参数,选择合适的直流电动机和电枢回路。利用MATLAB中的simulink模块,搭建AGV的双闭环直流调速系统控制模型,研究该系统的稳态特性。将BP神经网络参数自整定PID控制器应用到该调速系统中。结果表明:在两种调速系统的稳态转速均达到设计转速1460r/min的前提下,一般的双闭环直流调速系统达到稳态需要4s左右,而BP神经网络PID控制的调速系统达到稳态只需1.2s左右,系统的峰值时间和调整时间也均约1.2s,系统响应时间提高了70%。转速曲线过渡相对平缓,过渡的时间较快,超调量也较小,使调速系统达到稳定状态时的精度较高,转速和电流曲线基本无振荡,AGV调速系统具有较高的抗干扰性和鲁棒性。     

基于双滑模控制的PMSS直接转矩调速系统设计

针对永磁同步电主轴传统直接转矩控制策略存在较大的磁链和转矩脉动,系统在低速段难以精确控制,以及由于磁链和转矩脉动引起的噪声和抖动等问题,该文提出了基于双滑模变结构控制的永磁同步电主轴直接转矩调速控制方案。提出通过转矩和磁链的2个滑模控制器来代替传统直接转矩中的2个滞环控制器,其输出实现了空间电压矢量调制,保证了逆变器开关频率恒定,减小了磁链和转矩脉动;分析滑模变结构控制所产生抖振缺陷的机理,选择适当的趋近律在保证系统鲁棒性的前提下有效抑制了抖振。实验和仿真结果表明,该调速系统具有动态响应快,磁链和转矩脉动小以及较强的鲁棒性等优点。     

小型航空汽油发动机模糊增益恒转速控制

汽油发动机具有非线性、时变时滞等特点,传统的增益可调PID方法很难保证发动机整个工作范围内转速控制的稳定性及性能要求.笔者采用模糊PID控制,来实现小型汽油发动机的恒转速控制.在不同转速/负载点,采用时域阶跃响应方法,建立了一组线性模型来表示发动机的非线性特性.基于建立的发动机模型,给出了模糊规则和推理来在线调整PID...     

水下柔性驱动小车受限运动控制研究

针对一种水下柔性驱动轮式小车进行了小车在水下受限空间中的运动控制研究,在特定控制任务的要求下,提出了一种基于F+PID 模糊切换控制的复合速度控制策略。该策略利用模糊控制方法,克服柔性牵引机构及液压系统中存在的柔性变负载、参数时变以及滞后非线性等难点, 同时结合常规PID算法进行切换控制,消除了系统静差及盲区,弥补了模糊控制方法中存在的稳态精度不高的缺陷。另外,针对小车稳定运行阶段出现的冲击变负载,增加冲击补偿控制,有效削弱了小车速度抖振,提高了鲁棒性。全数字仿真及半实物仿真结果表明了该方法的可行性。     

阀门执行机构的PLC闭环控制方法

为了有效避免响应死区控制回路产生振动的现象,提出一种考虑响应死区的阀门执行机构PLC闭环控制方法。分析阀门执行机构的工作原理,在响应死区条件下,构建动态数学模型,通过分析调节阀门和压力之间的关系得到传递函数。同时通过将模糊滑模控制和PID控制有效集合,构建一种增量式模糊控制器,引入改进遗传算法获取智能优化控制策略,最终实现阀门执行机构PLC闭环控制。实验测试表明,所提方法具有较好的控制性能,能够对系统的超调性及时处理,并且相应的阀门开度高于20%,可以有效满足阀门执行机构PLC工作需求。     

混合励磁同步电机低速大力矩控制策略的研究

根据混合励磁同步电机的特点,结合空间电压矢量控制算法,提出了一种在额定转速及以下时增大输出力矩的新型控制策略,同时对如何有效增磁以实现低速大力矩的控制算法进行了深入的研究。该控制思想是把电机控制分为常规力矩区与动态增磁区,在不同的区域下采用不同的控制方法,使得电机在整个运行中能表现出良好的动态性能。实验结果表明,所提出的控制策略,能够有效实现电机在额定转速以下力矩大幅的增加,且电机运行稳定,动态性能良好。     

直接转矩控制系统的模糊控制方法研究

直接转矩控制是一种新型控制方法。本文针对基于直接转矩控制的异步电动机在低速范围内转矩脉动大的问题,在传统直接转矩控制基础上,运用模糊控制进行逆变器的开关状态选择,并对定子磁链进行低通滤波补偿。仿真结果表明此算法有效性和可行性。     

考虑输入轴角速度波动时凸轮机构动力学研究

建立了考虑输入轴速度波动的等效单自由度高速凸轮机构的动力学模型,分别推导了力封闭凸轮机构、形封闭凸轮机构在考虑输入轴速度波动时的的动力函数和凸轮轴转矩,并绘制出动力曲线和凸轮轴输入转矩图,在此基础上,对力封闭凸轮和形封闭凸轮的动力学特性进行了分析比较,从而为高速凸轮机构的合理设计提供了一定的理论依据.     

考虑阀口压差和阀芯运动方向的比例方向阀死区补偿

为研究比例方向阀的死区补偿,提出考虑阀口压差和阀芯正返行程的死区补偿方法。使用设计的控制器在变压差条件下进行实验,该方法可直接调整补偿值的大小,提高补偿响应速度,在阀静态特性不佳的情况下,依然有较好的补偿结果。以2 MPa压差实验结果为例,补偿前正、返行程阀的流量线性度分别为6.00%和4.83%;补偿后正、返行程阀的流量线性度分别为5.00%和3.56%。补偿前,阀的静态流量曲线滞环比较大;补偿后,阀的静态流量曲线滞环减小。2 MPa压差时,流量阀的曲线滞环补偿前为8.30%,补偿后为1.21%。提出的死区补偿方法对死区的减小或抑制效果明显。     

基于中间轴制动器AMT换挡品质控制

针对自动机械变速器(Automated Mechanical Transmission,AMT)换挡过程存在动力中断的问题,分析了换挡过程各阶段的特点,确定了中间轴制动器在转速同步阶段的作用,并在此基础上提出了中间轴制动器参数的计算方法。结合气缸式执行器气压的滞后特性,提出了一种以同步器结合套和待结合齿轮转速差为控制目标,从而控制中间轴制动器介入时间的控制策略。利用AMESim搭建了中间轴制动器的动力学仿真模型,利用Simulink软件搭建了控制策略仿真模型。通过模型仿真,分析了由于气压的滞后特性,策略采用不同目标转速差时对换挡品质的影响,并且论证了顺序升挡和跳跃升挡时控制策略对提高换挡品质的作用。     

基于Kalman滤波模糊PID控制的直流调速系统

为了提高直流调速系统的控制性能,针对系统中存在的非线性及结构参数变化范围大的特点,提出了一种基于Kalman滤波的参数自整定模糊PID控制器。该控制器将传统的PID控制算法与模糊控制算法相结合,通过对误差及误差变化的在线识别,实现对PID参数的自整定,并采用Kalman滤波对信号进行滤波处理。Matlab仿真结果表明,与传统的线性PID控制器相比,该控制系统具有良好的动态和稳态性能,鲁棒性强,控制性能显著提高。