直驱XY平台伺服系统预测鲁棒轮廓跟踪控制

针对直驱XY平台中存在的系统延迟、系统参数变化、负载扰动等不确定性以及双轴之间的耦合问题,依据模型预测控制、扰动观测及解耦控制理论,设计了一种模型预测控制器(MPC)、扰动观测器(DOB)和交叉耦合控制器(CCC)相结合的预测鲁棒跟踪控制系统。利用MPC作为前馈控制器,通过模型预测、滚动优化和反馈校正提高系统的跟踪性能。DOB能够抑制系统参数变化及外部负载扰动等不确定性因素对系统伺服性能的影响,提高系统的鲁棒性能。CCC能补偿两轴间的轮廓误差,解决双轴间的耦合问题。仿真实验结果表明,所设计的系统具有快速准确的跟踪性能和较强的鲁棒性能。所提出的控制方案能够有效地减小系统的轮廓误差,进而提高了XY平台的轮廓加工精确度。     

基于学习前馈补偿的直线伺服系统H∞鲁棒跟踪控制

针对直接驱动的永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统,在分析研究PMLSM的端部效应负载扰动及系统参数变化等不确定性因素对伺服系统性能影响的基础上,提出了一种将学习前馈控制和H∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略.为消除端部效应的影响,采用基于B样条网络的学习前馈补偿控制技术,从而达到了良好的补偿效果;为克服不确定性扰动的影响,采用H∞鲁棒控制,从而保证系统有较强的鲁棒性.仿真结果表明,该方案保证了伺服系统快速而准确跟踪,同时有效地降低了不确定性扰动对系统性能的影响,从而提高了直线伺服系统的跟踪性能和鲁棒性能.     

永磁直线同步电动机的滑模-H∞鲁棒跟踪控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)提出一种将H∞鲁棒控制和滑模控制相结合的鲁棒跟踪控制策略,该控制策略解决了系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾.滑模跟踪控制器保证了快速跟踪性能;而H∞抗扰控制器抑制了闭环系统内的各种扰动(包括负载及直线电机的端部效应力等),并可以削弱滑模控制的抖振对系统稳态性能的影响.仿真结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

永磁同步电机混合LQ—H∞控制研究

为了抑制永磁同步电机存在的参数摄动、负载扰动等不确定因素对系统性能的影响,该文提出了一种将线性二次型（LQ）最优控制同H∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略。H∞控制作为抗扰调节器,保证系统的鲁棒性能,克服系统中存在的模型不确定性与外部干扰对系统性能的影响;LQ最优控制作为跟随调节器可以保证系统的跟踪性能。仿真结果表明,设计的LQ—H∞混合控制器对参数摄动和负载扰动具有较强的鲁棒性,而且系统具有较强的跟踪性能。     

交流永磁直线伺服系统的神经网络--滑模双自由度控制

文章针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统，提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略。该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能的鲁棒性能之间的矛盾。采用滑模控制方法设计输入控制器，保证系统对给定的快速跟踪性能；输出反馈控制器采用神经网络来实现，对系统参数变化和阻力扰动（包括直线电机端部效应引起的推力波动）进行很大程度的抑制。并可以消除扰动引起的滑模控制抖振对系统稳态性能的影响。同时，滑模控制的快速性又能大大加快神经网络的收敛速度。仿真实验结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时，对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性，大大提高了直接驱动系统的伺服精度。     

基于GPC和DOB的直驱XY平台鲁棒跟踪控制

针对直线永磁同步电机驱动XY平台存在的系统滞后、摩擦及各种不确定性因素等的影响,提出了一种基于广义预测控制器(GPC)和扰动观测器(DOB)相结合的控制方法。首先通过GPC对系统参数进行辨识,建立受控自回归积分滑动平均模型(CARIMA);之后对模型进行滚动优化,寻求系统局部最优;最后进行反馈校正,以持续地对系统进行在线校正,解决XY平台系统控制滞后问题,提高了系统跟踪能力。对系统参数不确定性及各种非线性扰动,利用DOB加以消除或削弱,提高了系统的鲁棒性。仿真与实验结果表明方案可行,提高了系统的跟踪性能和鲁棒性能,进而提高了XY平台系统的加工精度。     

基于二阶滑模的永磁直线同步电机的鲁棒速度控制

针对受参数不确定性、端部效应和负载扰动影响的永磁直线同步电机的鲁棒速度控制问题,采用二阶滑模控制的超螺旋算法来设计速度控制器,并利用基于二阶滑模的鲁棒数字微分器来估计二阶滑模控制算法所需要的加速度信号.该策略并没有将不连续控制作用在滑模量的一阶微分上,而是作用于其高阶微分上,理论上可消除抖振作用.仿真和实验结果表明,该策略对负载和参数的变化具有很强的鲁棒性,同时有效地削弱了抖振现象.     

采用鲁棒微分器的永磁直线同步电机二阶滑模控制

针对永磁直线同步电机伺服系统容易受到参数变化、端部效应和负载扰动等不确定性因素影响的问题，采用二阶滑模控制中的螺旋算法设计直线伺服系统的速度和电流控制器。在出现参数变化和阻力扰动时，为保证动子速度严格跟踪其参考信号，同时消除磁阻作用和推力波动的影响，分别独立选取速度和直轴电流的滑模量，并利用基于二阶滑模的鲁棒速度微分器来估计螺旋算法所需要的加速度信号。仿真结果表明该策略对负载和参数的变化具有很强的鲁棒性，同时有效地削弱了抖振现象。     

具有电枢反应非线性不确定性的直流电机速度鲁棒跟踪控制研究

该文针对电枢反应引起的非线性不确定性及具有参数变化和负载扰动的直流电机速度跟踪控制问题，构造了一个适当的增广被控对象，将其转化为一标准设计问题，设计了速度控制系统的鲁棒状态反馈控制器，进而利用二自由度鲁棒跟踪设计方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果表明，该文所设计的速度鲁棒跟踪控制系统，不仅对于电机的非线性不确定性有较好的控制效果，而且可以有效地抑制电机负载扰动的影响。     

基于Hermite多项式函数链模糊神经网络的PMLSM分数阶反推控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统中存在的参数变化、负载扰动和摩擦力等不确定性因素,采用了函数链模糊神经网络(FLFNN)和分数阶反推控制(FOBC)相结合的控制方案来提高系统的控制性能.首先,采用FOBC实现系统的全局调节和位置跟踪,提高系统的收敛速度和控制精度;然后,采用Hermite多项式函数链模糊神经网络(HFLFNN)直接估计系统中存在的不确定性,同时利用指数补偿器对估计误差进行补偿,进一步提高系统的鲁棒性;最后,利用Lyapunov函数推导出系统中控制参数的在线调整估计律.实验结果表明所提出的控制方法切实可行,能够有效地抑制不确定性对系统的影响.与FOBC相比,具有更好的跟踪性能和鲁棒性能.     

永磁直线同步电动机的变增益零相位H∞鲁棒跟踪控制

针对永磁直线同步伺服电机（PMLSM）直接驱动伺服系统,提出了一种将变增益零相位误差跟踪控制（VGZPETC）和H∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略,以解决系统的快速而精确的跟踪性能和抗扰性能之间的矛盾.变增益零相位误差跟踪控制器克服了建模误差、系统参数变化等的影响,保证了快速性,使系统实现准确跟踪;而H∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响,保证了系统具有较强的鲁棒性能.仿真结果表明,该方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

永磁直线同步电动机的变增益零相位H_∞鲁棒跟踪控制

针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动伺服系统,提出了一种将变增益零相位误差跟踪控制(VGZPETC)和H∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略,以解决系统的快速而精确的跟踪性能和抗扰性能之间的矛盾。变增益零相位误差跟踪控制器克服了建模误差、系统参数变化等的影响,保证了快速性,使系统实现准确跟踪;而H∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响,保证了系统具有较强的鲁棒性能。仿真结果表明,该方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性。     

永磁直线同步电动机推力波动抑制

针对高精度直接驱动的永磁直线同步电动机控制系统,研究其摩擦力、端部效应以及系统参数变化等不确定性因素对系统控制性能产生的影响,在分析其端部效应引起的推力波动的基础上,提出了一种电流预测控制模型,通过注入谐波电流对因端部效应引起的推力波动进行补偿;同时设计扰动观测器对因摩擦力及参数变化等不确定性因素引起的推力波动进行补偿,进一步消弱推力波动。最后,通过实验平台实现了该控制算法,实验结果表明,该控制方案有效抑制了因端部效应及其他不确定因素引起的永磁直线同步电动机伺服系统的推力和速度波动。     

具有弱磁调速的轧机速度系统H∞鲁棒跟踪控制器设计

轧机速度系统通常由直流电机驱动，当具有基速以上的弱磁调速时，速度控制系统的开环放大系数将会由于Cmφ的变化和电机转动惯量等参数的摄动而产生较大范围内的变化，且在电流调节器和速度调节器设计时常忽略反电势闭环的影响，因此，速度控制系统具有较大的参数不确定性和一定的模型误差。另外，轧机速度系统的外界轧制负载扰动具有较大的时变不确定性，因此，为使速度控制系统具有较好的鲁棒稳定性和干扰抑制性能，该文基于内模原理的H∞混合灵敏度控制方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果及与常规PI控制器效果的比较表明，所设计的速度控制系统具有优良的干扰抑制性能和鲁棒稳定性。     

永磁直线同步伺服电机的零相位二自由度H∞鲁棒跟踪控制

针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动伺服系统,提出了一种将零相位误差跟踪控制(ZPETC)和H∞鲁棒控制相结合的二自由度鲁棒跟踪控制策略,以解决系统的快速而精确的跟踪控制性能和抗扰性能之间的矛盾.零相位误差跟踪控制器保证了快速性,使系统实现准确跟踪;而H∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响,保证了系统具有较强的鲁棒性能.仿真结果表明,该方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

具有不确定性参数的直流电机转速自抗扰控制器设计

针对直流电机速度控制系统负载的未知时变特性和被控对象参数的不确定性,首先建立了直流电机速度系统的模型,将不确定性负荷扰动和未建模动态视为一个综合扰动项,然后利用扩张状态观测器对综合扰动项进行观测和补偿,基于自抗扰控制技术设计了一个不依赖于对象模型的直流电机速度鲁棒控制器。仿真结果证明,该控制器不仅有效地抑制了不确定负荷扰动的影响,同时对系统内部参数如电机转动惯量、电枢电阻、转矩常数等的摄动也具有较强的鲁棒性。     

SCARA机器人关节伺服系统中的干扰补偿控制

干扰是影响机电伺服系统性能的主要因素,综合考虑实际系统中模型参数不确定性和系统外部干扰,本文提出了采用干扰观测器(disturbance Observer,DOB)进行干扰抑制的方法。该方法对负载变化,模型不确定性等干扰均能有效抑制,且实现简单,在抑制周期性负载交变干扰上,优于传统PID控制器。论文在HL863-R101型SCARA机器人关节伺服系统中进行实验和验证,实验结果表明。DOB对SCARA机器人关节伺服系统的干扰有较强的观测和补偿控制能力。     

具有弱磁调速的直流电机速度系统鲁棒控制器的设计

针对具有弱磁调速的直流电机速度控制系统被控对象中存在较大的参数时变性及具有负载扰动不确定性的问题,首先构造了一个适当的增广被控对象,将其转化为一H∞标准设计问题,并利用H∞鲁棒控制理论,设计了速度控制系统的鲁棒状态反馈控制器,进而利用二自由度鲁棒跟踪设计方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果表明,本文所设计的速度鲁棒跟踪控制系统,不仅对于电机的参数时变不确定性有较好的控制效果,而且可以有效地抑制电机负载扰动的影响。     

基于Smith预估和性能加权函数的永磁直线同步电机鲁棒迭代学习控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)迭代学习控制(ILC)过程中,由于扰动及时间滞后引起的系统不稳定、误差难以收敛及跟踪精度下降等问题,提出一种基于Smith预估和性能加权函数的鲁棒ILC方案。Smith预估器与ILC相结合,可在不需要PMLSM精确数学模型的情况下,减少时间滞后对系统跟踪性能的影响,避免迭代过程中由于时间滞后的累积而引起的系统不稳定。由于系统存在外部扰动、参数变化、端部效应等不确定因素,充分利用性能加权函数的信息设计反馈控制器,在满足鲁棒收敛条件情况下,可使位置误差收敛到期望值。实验结果表明,所提出的控制方案可以提高PMLSM伺服系统的位置跟踪精度,增强系统的鲁棒性。     

低频线振动台系统的鲁棒自适应重复学习控制

由于没有传动机构,永磁直线同步电机(PMLSM)作为低频线振动台的驱动部件对扰动和参数不确定性很敏感,摩擦力及纹波推力扰动等非线性因素严重影响了PMLSM的运动精确度.针对上述问题,提出一种鲁棒自适应重复学习控制方法,用于提高低频线振动台系统的精度.所设计的控制律由参数自适应控制、积分滑模控制、重复学习控制组成.参数自适应控制用来估计未知的模型参数并予以补偿;积分滑模控制用来镇定低频线振动台系统,抑制非周期扰动;重复学习控制用来抑制周期性扰动,提高对周期性位置信号的跟踪性能.采用Lyapunov理论设计的鲁棒自适应重复学习控制律能够保证闭环系统的渐近稳定性和位置跟踪性能.仿真结果表明,鲁棒自适应重复学习控制方法明显提高了系统的跟踪性能,改善了加速度失真度.