一种减小双电机转矩差的主从结构模型预测直接转矩控制优化控制策略EI北大核心CSCD

以典型的主传动双电机刚性连接系统为对象,以双电机同轴连接的数学模型和预测控制方式为出发点,针对双电机主从控制下的转矩动、稳态均衡问题,提出1种双电机主从结构模型预测直接转矩控制(model predictive torque control,MPDTC)优化控制策略。该策略在二步预测MPDTC传统代价函数的基础上,引入误差反馈闭环预测,并结合主从转矩统一化和主从电机转矩差限制项设定,分别对启动、稳态和动态阶段进行深度优化配置,形成模型预测新型融合代价函数,最终达到分阶段抑制的转矩误差效果。仿真与实验验证结果表明:所提出的主从控制策略能进一步抑制稳态转矩脉动并减小负载突变及系统参数摄动下的动态转矩差,实现两电机间的转矩均衡和系统动态性能的整体提升。     

基于集成优化的感应电机无权重系数预测转矩控制

预测转矩控制作为一种新兴的控制策略,通过计算目标函数中的转矩与磁链误差,选取最优开关状态,近年来被广泛应用于交流调速电机系统。与传统的矢量控制相比,预测转矩控制具有动态响应快、开关频率低等优势。为统一目标函数中不同误差项的量纲,预测转矩控制需要设计系数用于调节转矩与磁链误差的权重。然而,依据经验设计的权重系数难以适应不同工况条件。针对以上问题,该文提出一种基于集成优化结构的无权重系数预测转矩控制策略。该控制策略同时优化转矩与磁链误差项,分别得到3个转矩最优与磁链最优的开关状态序列,通过集成优化算法求解最优开关状态。实验结果表明,基于集成优化的无权重系数预测转矩控制在多种工况下具备较好的稳态与动态性能。     

一种多电机刚性连接系统转矩均衡控制方法

多电机刚性连接结构的同步控制系统，在传统PI并行控制策略下，会出现电机转矩输出不均衡的问题，严重时会有断轴的风险；以多电机齿轮传动刚性连接结构为研究对象，建立齿轮—电机耦合模型，根据模型的强耦合特性，分析转矩误差的影响因素，并针对这些问题提出一种基于偏差耦合思想的多电机转矩均衡控制策略，通过综合所有电机输出转矩信息，再选取合适的耦合增益系数，对电机转矩进行补偿控制，以实现电机转矩均衡输出。通过对比PI并行控制策略的仿真验证，所提出方案可有效降低各电机之间的转矩误差，并且由刚性齿轮传动结构引起的转矩输出波动也趋于平缓。     

双电机刚性齿轮传动系统转矩均衡控制

传统双电机刚性齿轮传动系统长时间运行后,齿轮的磨损和形变增大,导致两台电机间输出的电磁转矩差值随之增大,此时单台电机存在过载的风险。针对上述问题,提出一种基于交叉耦合控制算法的转矩均衡控制策略,通过设计转矩同步控制器,将两台电机转矩控制作为一个整体来考虑,选取合适的耦合同步系数,通过交叉反馈对各台电机的转矩给定值分别进行补偿,最终实现输出转矩的均衡控制。仿真和实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

刚性联接双电机系统功率平衡控制策略

针对刚性联接双电机系统因参数摄动和负载变化导致的系统输出功率不均衡问题,基于转矩闭环矢量控制系统,提出了一种自抗扰模型预测(ADRC-MPCC)转矩交叉耦合功率平衡控制策略。首先,建立刚性联接双电机系统的统一数学模型,基于该模型分析了功率不平衡产生的原因;其次,通过确定合适的转矩反馈补偿系数,提高了系统中双电机的同步性能;最后,设计自抗扰控制器对转速环、磁链环和转矩环的扰动进行估计和补偿,并通过简化模型预测控制方法对逆变器开关状态进行选择,减少了控制器的运算时间。仿真与实验结果表明,提出的控制策略实现了参数摄动和负载扰动情况下刚性联接双电机系统的输出功率平衡,验证了功率平衡控制策略的有效性。     

基于转矩分配函数的开关磁阻电机预测转矩控制

开关磁阻电机独特的双凸极结构导致电机在运行过程中产生较大的转矩脉动,限制了开关磁阻电机的应用范围.为抑制转矩脉动,本文将转矩分配函数和模型预测控制相结合,提出一种基于转矩分配函数的预测转矩控制策略.首先,由转矩分配函数将参考转矩离线分配至各相;其次,利用开关磁阻电机离散模型预测下一周期转矩大小;最后,通过代价函数选取最优控制量跟踪参考转矩.相较于传统的基于转矩分配函数的电流斩波控制方式,新控制策略取消了电流滞环,提高了控制精度.仿真和实验结果表明,相较于传统电流斩波控制,本文提出的基于转矩分配函数的预测转矩控制具有更好的转矩脉动抑制效果.     

感应电机模型预测转矩控制优化控制研究

建立了感应电机模型预测转矩控制(MPTC)系统、模型预测转矩无差拍控制系统(MPTC-DB)和转矩无差拍模型预测控制(DB-MPTC)系统仿真模型,并对三种控制策略进行仿真对比。仿真结果表明:与MPTC相比,MPTC-DB可减小转矩脉动均方根误差(RMSE)26.92%;与MPTC-DB相比,DB-MPTC可减小转矩脉动(RMSE)66.93%,减小磁链脉动(RMSE)43.37%,控制性能最优。     

单变频器驱动速度耦合两并联异步电机控制策略

在两异步电机加权矢量模型的基础上,推导出两速度耦合异步电机并联时加权励磁电流和转矩电流方程。分析两电机转矩差的相关因素,提出一种新型单变频器驱动两速度耦合电机并联控制策略。控制策略采用滞环控制调节励磁电流实现了两电机转矩差正确控制;通过实时计算权重的加权矢量控制可抑制转矩差,并且实现两电机黏着力的有效主动控制;通过调节给定速度避免了励磁电流为最小时两电机可能出现负转矩,引起电机系统震荡的问题。单变频器驱动的两速度耦合并联电机转矩差加权控制策略在多电机实验平台上得到了验证。     

新能源汽车的开关磁阻电机神经网络预测控制

开关磁阻电机(SRM)常用作新能源电动汽车的驱动电机,但其转矩脉动大,影响整个调速系统正常工作,此处提出一种基于神经网络预测控制减小SRM转矩脉动的方法。首先,搭建系统数学模型,用建立的电机模型根据前一时刻和当前时刻状态值和采样的定子电流、转子位置及母线电压预测出下一时刻的转矩值;其次,定义一个基于预测转矩与参考转矩误差和相电流双目标控制的代价函数;然后,提出用离散空间矢量的方法评估一系列虚拟状态值,结合代价函数得到一个最优的虚拟状态值;最后,在神经网络预测控制系统中引入该虚拟状态值,实现对SRM转矩脉动的控制。为验证所提控制策略,在Matlab中对SRM转矩控制系统进行仿真,此外,搭建15 kW的SRM实验平台,仿真实验结果均表明,所提控制策略正确、可靠。     

直接转矩控制在开关磁阻电机中的应用与研究

阐述了开关磁阻电机（SRM）直接转矩控制（DTC）策略的原理,指出直接转矩控制的核心在于电压矢量的选择及开关表的建立,给出了DTC在SRM中应用的具体实现方法。对基于直接转矩控制策略的SRM电机转矩控制进行了仿真及试验研究。仿真结果表明,这种策略能够较好的抑制转矩脉动,系统动静态特性良好,实现方法简单。     

运动控制中先进控制策略的研究综述

动态响应的快速性,稳态跟踪的高精度以及行为的鲁棒性是运动控制应用中的主要性能要求。它们的获得,不仅意味着有执行机构和仪器方面的先进技术,而且重要的是新的控制策略的应用。本文介绍了针对电机速度和位置控制系统中非线性摩擦力进行补偿的几种先进控制策略：基于指数型非线性函数的在线补偿法;基于神经网络的倒控制器补偿法;鲁棒型的重复控制和变结构控制在运动控制中应用。最后,简述了运用其他先进控制策略的可能性。     

先进控制策略在分散控制系统中的实现

介绍了在分散控制系统中实现先进控制策略的基本方法、选择依据、实现过程和应注意的问题。     

变频调速过程PID闭环控制的分析

过程PID控制是应用最广泛的工业控制器.过程PID控制简单易懂,参数较易整定.过程PID控制参数P、I、D可以根据过程的动态特性及时整定,使闭环变频调速达到一个动态平衡.将系统进入闭环运行,利用过程PID控制自动调节达到稳定转速的目的.     

网络控制系统的自适应预测控制

研究了具有网络诱导时延和数据包丢失的网络控制系统中的自适应预测控制问题.考虑传感器与控制器、控制器与执行器间皆有时延和数据包丢失,充分利用网络传输数据包的容量,提出一种方案,在控制器节点获得被控对象的输入输出数据以在线辨识对象模型参数,并利用辨识模型设计预测控制器,给出了算法的推导过程和时延及数据包丢失的补偿方法.校园...     

基于变环宽滞环控制与重复控制的逆变器控制技术

文章提出了一种结合变环宽滞环控制和重复控制的DPM逆变器复合控制方案,利用滞环控制可确保系统具有良好的动态性能,采用重复控制能提高系统在周期性负载扰动下的稳态精度。在此基础上,提出了一种变环宽的滞环控制策略,提高了滞环控制的稳定性。设计了一台400Hz、1kV·A数字控制DPM逆变器,实验结果证实了本控制方案的有效性和可行性。     

预测控制在过程控制中的应用综述

近年来,预测控制在工业过程不仅得到广泛的应用,而且理论研究也取得了很大进展.本文介绍了预测控制算法的原理和特点,分析了当前预测控制在工业过程控制领域中的应用,并对其存在的问题和今后可能的发展趋势作了进一步探讨.     

变频调速在单容水箱液位控制系统的应用

采用森兰SB60的单容水箱液位控制系统能根据需要调整其转速。系统经过简单的液位传感器信号转换,便可得到0～5V的电压信号,反馈给变频器的VR1端;变频器则根据输入的给定值和反馈的实际值,即液位传感器信号转换后获得的反馈电压信号,利用PID控制自动调节,通过改变频率输出值来调节所控制的三相异步电机转速,达到调速的目的;变频器则通过改变电机的转速来调节液位,从而实现控制水箱的液位平稳。     

预测控制方法在列车速度控制中的应用

随着我国铁路建设的高速发展,列车运行速度不断提高,行车密度不断加大,原有的列车速度控制方法难以满足安全行车要求。本文研究了列车速度的预测控制方法。设计了列车预测控制策略,对列车运行速度进行实时预测及优化。针对列车速度的预测控制策略设计了系统仿真程序并进行了系统仿真,结果表明,采用预测控制可以根据以后的输入对列车速度和控制策略进行有计划的调整,提高了列车速度的控制效果和控制效率,利用在线估计预测模型,采用在线滚动优化和反馈校正策略,减少了由于模型不准确带来的误差。     

具有鲁棒容错特性的网络化二级电压控制

根据二级电压控制的原理和网络传输的特点,建立了同时考虑不确定信息延迟、数据包丢失和乱序的网络化二级电压控制NSVC(networked secondary voltage control)模型,运用线性矩阵不等式LMI(linear matrix inequality)方法设计了具有鲁棒容错特性的二级电压控制器,能保证控制系统在网络环境下具有良好的控制性能和稳定性。以经典3机系统为例进行数字仿真,验证了该网络化二级电压控制器的性能和效果。     

1500mm热轧层流冷却自动控制系统控制模型与控制策略

为了保证带钢成品性能指标,同时使带钢顺利卷取并保持良好卷形,必须使带钢卷取温度控制在合理范围内。针对莱钢1500mm热连轧生产线,设计了一套具有国内领先技术水平的层流冷却系统。系统采用西门子高性能控制器,并集成了包括遗传神经网络温度预报模型及前馈和反馈控制在内的多种先进的控制模型和控制策略。利用西门子STEP7开发平台完成了软件编程,并开发了界面友好的基于西门子WinCC的人机接口系统,实现了整个系统的全自动控制。系统在现场得到成功应用,结果表明,系统功能完善、性能稳定、控制精度高,保证了卷取带钢的性能。