永磁同步直线电机速度H∞控制系统设计

针对数控机床驱动直线永磁同步电机易受负荷及自身参数变化影响的特点,在直线永磁同步电机的数学模型和动力学方程的基础上,将非线性系统转化为H∞标准控制,并给出选择合适加权函数的方法。设计了H∞鲁棒速度控制器,并进行仿真分析。仿真结果表明,该系统稳定可靠,响应速度快,有较强的抗干扰能力,说明速度H∞速度控制可以满足数控机床的控制要求。     

直线同步电机参数不确定性系统H∞控制策略

直线磁悬浮同步电机在运行过程中,由于悬浮高度不同以及电枢回路电流引起的电阻变化,系统存在自身参数摄动的问题。针对这一问题,提出一种直线同步电机参数不确定性系统H∞控制方法。首先,分析直线同步电机的结构及其运行机理,建立参数不确定性进给控制系统的数学模型。其次,将控制系统对参数的不确定性以及干扰抑制问题归结为标准H∞状态反馈设计,通过解Riccati不等式的正定解,进而得到参数不确定性控制系统的进给子系统H∞鲁棒控制器。最后,用MATLAB/Simulink软件进行仿真研究。仿真结果表明：当系统存在参数不确定性及外部扰动时,该控制策略具有比PI控制更好的性能,满足对数控机床直线磁悬浮同步电机控制系统的要求。     

永磁直线伺服系统的速度H∞控制器优化设计

对永磁直线伺服系统的速度H∞控制器提出优化设计,建立了基于模型匹配二自由度系统的状态空间模型,并将速度控制器设计归结为标准的H∞控制问题;用线性矩阵不等式法得到输出反馈??次优H∞控制器,以保证直线系统的鲁棒性.仿真和实验结果表明,用该方法设计的直线伺服系统能够很好的抑制扰动和跟踪给定.     

带扰动补偿的永磁同步电机鲁棒H∞控制

为了提高永磁同步电机调速系统的抗干扰能力,提出了一种鲁棒H∞控制方法。首先,根据鲁棒H∞控制原理,提出了永磁同步电机H∞速度控制设计方法,并介绍了求解方法。设计加权函数时考虑了跟踪性能、干扰抑制、输出限制和模型不确定性。通过伯德图详细说明了性能加权函数对动态性能的影响,并给出了加权函数的设计方法。然后,在考虑参数不确定性和未建模动态的情况下,为进一步提高系统的抗干扰能力,通过Luenberger扰动观测器将扰动作为前馈补偿观测,并将其反馈到速度控制器中,以加速动态响应,增强对扰动的抑制能力。最后,通过试验对比了传统比例积分控制器、H∞速度控制器和所提的复合速度控制器,试验结果验证了所提复合速度控制器的有效性。     

基于矩阵不等式的永磁同步电机鲁棒H∞控制

针对永磁同步电机(PMSM)的鲁棒H∞控制问题,构建了基于dq旋转坐标系的状态空间模型,通过静态解耦控制思想,将强耦合非线性的永磁同步电机模型转化为线性系统。设计了鲁棒H∞控制器,将控制器的求解问题转化为矩阵不等式可行解,利用线性矩阵不等式(LMI)工具箱求解得到永磁同步电机的调速过程的状态信息。仿真结果表明,与传统PI方式比较,采用鲁棒控制器的永磁同步电机系统响应速度快、控制性能优异、对负载变化不敏感,具有很好的鲁棒性,可满足设计要求。     

基于混合灵敏度永磁同步电机伺服系统H∞鲁棒控制

针对永磁同步电机伺服系统中存在的模型参数不确定性和负载扰动问题,引入H∞混合灵敏度设计方法设计了H∞鲁棒控制器,并讨论了加权函数的选择。利用MATLAB进行仿真研究的结果表明,采用H∞鲁棒控制器的永磁同步电机(PMSM)伺服系统较传统的PID控制的PMSM伺服系统具有更好的跟踪性能,鲁棒稳定性和抗干扰性能。     

基于H_∞/μ法的永磁直线同步电机鲁棒二自由度控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统易受负载扰动、测量噪声及参数变化影响的特点,基于H_∞/μ方法设计了一个鲁棒二自由度速度控制器,解决了传统单自由度控制器在满足系统跟踪性能和抗干扰性能要求方面存在的矛盾。由于在求解μ制器时应用了标准H_∞控制理论,大大提高了μ控制器的获得速度。该速度控制器克服了标准H_∞控制器保守性的缺点,并且对负载扰动、测量噪声和参数不确定性等干扰的抑制方面也比标准H_∞控制器更具鲁棒性。仿真结果及分析表明,所提基于H_∞/μ方法二自由度速度控制器,满足高精度永磁直线同步电机伺服系统对鲁棒性和快速性的要求。     

无轴承永磁同步电机悬浮子系统H2/H∞混合控制

无轴承永磁同步电机悬浮子系统为一多变量、强耦合系统,需要鲁棒性很强的控制器才能实现稳定悬浮.为一台无轴承永磁同步电机悬浮子系统设计了H2/H∞混合控制器,并就抗干扰能力与H2控制器进行了比较,就动态性能与PID控制器进行了比较.仿真结果表明,H2/H∞混合控制器能保证电机的稳定悬浮,且相对于H2控制器具有更好的鲁棒性,相对于PID控制器具有更好的动态性能.     

磁悬浮永磁直线电动机控制系统非脆弱鲁棒控制的研究

由于磁悬浮永磁直线电动机控制系统存在参数变化、扰动的不确定性以及控制器参数的摄动,因此对该电动机控制系统提出非脆弱鲁棒控制,以实现数控机床磁悬浮永磁直线电动机驱动系统的精密控制。建立包含磁悬浮永磁直线电动机参数摄动和外界干扰的状态空间模型;基于Riccati不等式,推导出满足非脆弱鲁棒性能指标的H∞控制器的解析表达式;在Matlab环境下对控制系统进行仿真研究,仿真结果表明磁悬浮永磁直线电动机控制系统对参数和扰动的不确定性以及对控制器参数摄动具有鲁棒性,实验结果验证了该控制方法的有效性。     

基于混合灵敏度永磁同步电机伺服系统H∞鲁棒控制

针对永磁同步电机伺服系统中存在的模型参数不确定性和负载扰动问题，引入H∞混合灵敏度设计方法设计了H∞鲁棒控制器，并讨论了加权函数的选择。利用MATLAB进行仿真研究的结果表明，采用H∞鲁棒控制器的永磁同步电机（PMSM）伺服系统较传统的PID控制的PMSM伺服系统具有更好的跟踪性能，鲁棒稳定性和抗干扰性能。     

永磁同步电机速度控制器的设计

针对永磁同步电机（PMSM）伺服系统中存在着模型参数不确定性的问题,将永磁同步电机的控制问题转换为H∞混合的灵敏问题,根据鼠。理论设计出控制器。仿真结果表明该控制方法使永磁同步电机控制系统具有很好的鲁棒性,能有效的抑制参数摄动对系统的影响。     

永磁直线同步电机的推力波动分析

为改善高档数控机床进给系统用永磁直线同步电机的伺服性能,需要研究减少推力波动的技术措施。文章分析了永磁直线同步电机推力波动的机理,指出齿槽效应、端部效应及法向力是引起永磁直线同步电机推力波动的主要原因。     

基于对角化法的永磁直线同步电机二阶滑模控制

在永磁直线同步电机(permanent-magnet linear synchr- onous motor,PMLSM)伺服系统中,模型的阶次高,且速度和电流等变量间存在的耦合严重影响速度跟踪的快速性和精度。采用基于奇异摄动理论的对角化方法将永磁直线同步电机伺服系统分解成慢变和快变子系统。为了保证系统的鲁棒性,利用2阶滑模控制的次优算法分别独立设计慢变和快变子系统的控制律,再将2个控制律合成得到永磁直线同步电机的复合控制律。仿真结果表明,所提出的策略具有良好的速度跟踪性能,同时对负载扰动和参数变化具有很强的鲁棒性。     

永磁直线伺服系统H∞鲁棒控制的综合与分析

基于鲁棒控制理论对永磁直线伺服系统进行综合与分析,在建立系统状态空间模型的基础上,将直线伺服系统的综合问题归结为标准的H∞控制问题,通过求Riccati不等式的对称正定解得到H∞控制器,以保证系统的鲁棒性;同时,分析了采用H∞控制器的系统性能。仿真实验结果表明,用该方法设计的控制系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定效果,满足对高性能直线伺服系统控制的要求。     

基于滑模观测器的永磁直线同步电机速度控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)在速度跟踪控制过程中因其模型具有非线性、参数时变性以及变量间的随机耦合等特点,导致电机速度跟踪控制精度低,提出了一种滑模观测器的永磁直线同步电机反馈线性化速度跟踪控制方法。首先建立了永磁直线同步电机的非线性模型,采用非线性坐标变换以及非线性状态反馈方法将电机系统进行了解耦处理,从而得到具有独立的非线性特点的电流和速度子系统。并设计了速度跟踪控制器,对反馈线性化所需要的动子加速度以及负载扰动信号,设计了一种扩张滑模观测器对其进行有效观测。仿真实验结果表明:该控制方法能够有效提高电机的速度跟踪精度拥有较好的鲁棒性。     

基于H∞/m方法的永磁直线同步电机鲁棒二自由度控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统易受负载扰动、测量噪声及参数变化影响的特点，基于H￥/m方法设计了一个鲁棒二自由度速度控制器，解决了传统单自由度控制器在满足系统跟踪性能和抗干扰性能要求方面存在的矛盾。由于在求解m控制器时应用了标准H￥控制理论，大大提高了m控制器的获得速度。该速度控制器克服了标准H￥控制器保守性的缺点，并且对负载扰动、测量噪声和参数不确定性等干扰的抑制方面也比标准H￥控制器更具鲁棒性。仿真结果及分析表明，所提基于H￥/m方法二自由度速度控制器，满足高精度永磁直线同步电机伺服系统对鲁棒性和快速性的要求。     

基于在线辨识补偿的永磁直线同步电机模型参考自适应神经网络速度控制

本文针对永磁直线同步电机（ＰＭＬＳＭ）的速度伺服控制,提出了一种模型参考自适应与神经网络技术相结合的控制策略。为提高系统的鲁棒性,采用了在线辨识技术,对参数变化实时补偿,及时修正神经网络教师值的计算,仿真实验表明,该系统具有良好的速度伺服性能,特别是在克服永磁直线同步电机所特有的端部效应方面效果显著。     

交流伺服系统的H∞鲁棒控制策略

永磁同步电动机交流伺服控制系统中,扰动成为影响系统性能的主要因素,在建立永磁同步电动机鲁棒控制模型的基础上,提出了基于H∞控制理论的标准H∞控制方法,根据永磁同步电动机的鲁棒控制模型设计出了鲁棒H∞控制器,仿真结果表明鲁棒H∞控制具有良好的鲁棒稳定性和抗干扰性.     

永磁直线同步电机的混合鲁棒最优-H∞控制

为了解决永磁直线同步电机运行过程中对系统参数扰动及端部效应等不确定因素敏感的问题,提出了一种PMLSM的混合鲁棒最优-H∞控制方法。利用最优线性二次（LQ）控制器与Riccati方程结合讨论的思想把最优控制方法、鲁棒镇定方法等结合起来,形成混合鲁棒最优-H∞控制。利用鲁棒最优控制策略、-H∞控制策略设计了永磁直线同步电机的混合鲁棒最优-H∞控制器,该控制器对于较大的外部扰动、内部非线性扰动都能够很好的消除,且控制规律简洁,易于工程实践。数字仿真结果表明与传统PID控制方式比较,混合鲁棒最优-H∞控制器具有很强的鲁棒性和跟踪性。     

永磁同步电机系统线性化H∞鲁棒控制

针对内埋式永磁同步电机伺服系统,研究了一种线性化H∞鲁棒控制方法。该方法基于微分几何理论,利用输入输出解耦线性化技术将系统模型转化为线性模型;然后采用最大转矩比电流控制策略增加系统的转矩输出能力;针对负载干扰设计了负载转矩观测器;最后基于线性化模型设计了H∞鲁棒控制器,提高系统对内埋式永磁同步电机系统参数变化的鲁棒性。仿真实验结果表明基于微分几何输入输出解耦H∞鲁棒控制伺服系统有较好的动态性能、抗干扰性能、跟踪性能和鲁棒性能。