二自由度交流主动磁轴承最小二乘支持向量机解耦控制

采用最小二乘支持向量机(LS–SVM)理论, 研究了二自由度交流主动磁轴承这一多变量、非线性、强耦合的控制对象的动态解耦问题. 根据主动磁轴承的基本结构, 利用等效磁路法推导了悬浮力模型, 建立了系统的状态方程, 并对其进行可逆性分析; 应用LS–SVM辨识原理推导出系统的逆模型; 将逆模型与原系统串联, 从而将原非线性耦合系统解耦成伪线性系统, 并设计了附加控制器; 采用MATLAB软件平台构建了磁轴承仿真系统, 对系统进行了拟合、起浮、干扰及解耦仿真试验并进行了分析; 最后构建了交流主动磁轴承实验平台, 对转子起浮和解耦性能进行了实验. 研究表明: 采用LS–SVM逆解耦控制策略, 能够实现交流主动磁轴承的动态解耦, 系统具有良好的动静态性能.     

基于微分几何的无轴承电机神经SMVS解耦控制

以无轴承永磁薄片电机为研究对象,阐述了其径向力悬浮机理,推导了径向悬浮力数学模型.采用非线性微分几何的方法研究了无轴承永磁薄片电机在负载运行时径向悬浮力之间的解耦控制问题,实现电机径向悬浮力与悬浮力绕组中电流之间的解耦控制.将原耦合系统解耦和基本线性化成独立的伪线性系统,并对解耦后的伪线性子系统设计了神经滑模变结构控制...     

五自由度无轴承异步电机[[alpha]]阶逆系统解耦控制

五自由度无轴承异步电机是一个多变量、非线性、强耦合的复杂控制对象，要实现电机转子稳定悬浮和运行，必须对电机转矩力和悬浮力进行动态解耦控制.本文应用多变量非线性[[alpha]]阶逆系统方法，对这个复杂控制系统进行动态解耦控制研究.首先介绍了三自由度磁轴承的工作原理和二自由度无轴承异步电机径向力产生机理，并给出三自由度磁轴承轴向力、径向悬浮力方程和二自由度无轴承异步电机转矩力和径向悬浮力方程，建立了电机的状态方程，然后分析了基于阶逆系统理论解耦控制的可行性，应用状态反馈线性化方法，将原复杂系统解耦并线性化，最后采用线性系统理论进行了综合和仿真.仿真结果表明这种控制策略能够实现五自由度无轴承异步电机转矩力与悬浮力之间的动态解耦，系统具有良好的动、静态性能.     

基于支持向量机逆系统的无轴承同步磁阻电机解耦控制

在阐述了无轴承同步磁阻电机(BSRM)工作原理的基础上,建立其数学模型,采用最小二乘支持向量机(LS-SVM)逆系统方法对其进行解耦控制,将原系统解耦成3个相对独立的伪线性子系统,并应用线性系统理论设计了闭环控制器.最后采用Matlab/Simulink构建仿真系统.仿真结果表明:此解耦控制策略能够实现无轴承同步磁阻电机电磁转矩和径向悬浮力之间的动态解耦,且系统具有良好的动、静态特性.     

磁轴承快速原型仿真系统研究

磁轴承系统是一种复杂系统,可应用于航天器姿态控制系统,而数字控制是其发展趋势,采用一体化仿真、设计和实现平台,可以促进数字控制器在磁轴承领域的应用.为了解决磁轴承数字控制器快速实现的问题,在对磁轴承建模分析的基础上,基于xPC快速原型体系,以工控机为目标机,采用双机模式,在MATLAB环境下构建了一体化数字控制平台,并通过运行实验,实现了转子的稳定悬浮和高速旋转,验证了磁轴承控制算法的有效性.这种快速原型化方法可推广应用到其它复杂控制系统.     

基于最小二乘支持向量机的无轴承同步磁阻电机解耦控制

无轴承同步磁阻电机是一个复杂的多变量、强耦合非线性系统,实现其非线性动态解耦控制是无轴承同步磁阻电机稳定运行的前提.在推导其数学模型的基础上,采用最小二乘支持向量机的方法得到无轴承同步磁阻电机逆模型;根据逆系统基本原理,将复杂的原非线性多变量耦合系统解耦成伪线性系统;根据线性系统理论,设计了闭环控制器,并构建了系统仿真模型.仿真结果表明该方法实现了系统的动态解耦,并且具有良好的动、静态特性.     

无轴承同步磁阻电机逆系统的解耦控制

为了有效解决无轴承同步磁阻电机这一非线性、强耦合的多输入多输出系统的动态解耦问题,提出了基于α阶逆系统理论的无轴承同步磁阻电机解耦控制策略.本文在阐述了无轴承同步磁阻电机径向悬浮力产生机理的基础上,推导出其数学模型,采用α阶逆系统方法将原系统解耦并线性化为一个一阶线性积分子系统和两个二阶线性积分子系统,并应用线性系统理论设计了闭环控制器.最后采用MATLAB软件环境构建了仿真系统,针对系统的阶跃响应、转子起浮、解耦性能等进行了仿真和分析.仿真试验表明这种解耦控制策略能够实现无轴承同步磁阻电机电磁转矩与径向悬浮力之间的动态解耦.并且系统具有良好的动、静态性能.     

两电机变频系统神经网络广义逆内模控制

为了提高非线性强耦合的两电机变频调速系统的解耦控制性能和鲁棒性能,提出了基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法。先对原系统数学模型进行广义逆存在性分析,进而推导出原系统的广义逆数学模型,再用动态神经网络逼近广义逆模型,从而串接在原系统之前组成广义伪线性复合系统,实现系统的解耦线性化与开环稳定,有利于系统的综合。然后对广义伪线性系统引入二自由度内模控制,保证系统的鲁棒稳定性。最后基于S7-300的平台,做了相关的试验研究。结果表明,该方法不但能够很好地实现系统的解耦,而且当系统存在建模误差和负载扰动的情况时,仍能使系统保持高性能的控制。     

统一潮流控制器逆系统方法控制策略

统一潮流控制器在同步旋转dq坐标系下的数学模型, 反映出统一潮流控制器是一个强耦合的、非线性的系统. 为解决对这个强耦合、非线性系统直接设计控制器的困难, 采用逆系统方法, 将原系统线性化且解耦, 构造出一个伪线性系统. 然后, 运用变结构控制, 针对构造出的这个伪线性系统, 设计该系统的控制策略以实现对统一潮流控制器综合控制. 最后, 通过建立仿真试验模型进行仿真, 仿真的结果验证了文中提出的这种控制策略的可行性和有效性.     

永磁偏置混合磁轴承控制系统设计与仿真

该文介绍了永磁偏置磁轴承的工作原理,建立了磁轴承控制系统的数学模型,通过设计仿真,确定了系统控制器的形式和参数,并对系统的频率特性和阶跃响应进行了分析。     

五自由度无轴承异步电机α-阶逆系统解耦控制

A 5-degrees-of-freedom bearingless induction motor is a multi-variable, nonlinear and strong-coupled system. In order to achieve rotor suspension and operation steadily, it is necessary to realize dynamic decoupling control among torque and suspension forces. In the paper, a method based on α-th order inverse system theory is used to study dynamic decoupling control. Firstly, the working principles of a 3-degrses-of-frsedom magnetic bearing and a 2-degrees-of-freedom bearingiess induction motor are analyzed,the radial-axial force equations of 3-degrees-of-freedom magnetic bearing, the electromagnetic torque equation and radial force equations of the 2-degrees-of-freedom bearingless induction motor are given, and then the state equatious of the 5-degrees-of-freedom bearingless induction motor are set up. Secondly, the feasibility of decoupling control based on dynamic inverse theory is discussed in detail, and the state feedback linearization method is used to decouple and linearize the system. Finally, linear control system techniques are applied to these linearization subsystems to synthesize and simulate. The simulation results have shown that this kind of control strategy can realize dynamic decoupling control among torque and suspeusion forces of the 5-degrees-of-freedom bearingless induction motor, and that the control system has good dynamic and static performance.     

解耦变结构交流速度控制系统的研究

本文提出了一种新型的AC速度控制系统——解耦变结构控制系统。它利用解耦原理简化感应电动机的数学模型,然后采用变结构控制原理克服转子电阻随温度变化带来的不良影响,保证了系统的动态和静态性能。文中推导出解耦变结构速度控制系统的数学模型、滑模控制器结构,并给出仿真结果。     

基于α阶逆的大时滞非线性动态矩阵控制

针对一类大时滞非线性系统,提出了基于α阶逆的动态矩阵控制新方法.该方法采用BP神经网络辨识逼近原非线性系统的α阶逆系统,并与原系统串联复合组成伪线性系统;采用基于线性系统的动态矩阵预测控制方法设计系统附加控制器.在系统存在建模误差、存在扰动和模型参数发生较大变化等情况下,采用该控制方法依然具有很好的动、静态性能和很强的鲁棒性.给出了详细的设计原理和步骤,并通过大量的仿真分析与已有的大时滞非线性系统内模控制研究结果进行了比较:内模控制依赖于系统模型,当模型出现严重失配的情况下,系统性能变坏,而采用提出的方法则不依赖系统精确的数学模型,计算量小,简化了非线性系统的设计;研究与仿真结果证明了所提控制方法的有效性.     

大容量链式静止同步补偿器的非线性双输出解耦控制

大容量链式静止同步补偿器(STATCOM)是典型非线性系统, 其控制理论和算法复杂且抽象. 本文根据链式STATCOM的有功–无功电流的动态数学模型, 得到非线性动态无功控制策略, 利用双输入双输出线性化的控制方法, 实现双输出变量解耦控制. 仿真及实验研究表明, 该链式STATCOM非线性双输出解耦控制器, 在系统发生短路或大功率负载突变时具有良好的动态性能.     

基于神经网络逆系统的无轴承异步电机非线性内模控制

针对无轴承异步电机非线性、多变量、强耦合的特点,提出一种基于神经网络 α阶逆系统方法的非线性内模控制策略.将用动态神经网络逼近的无轴承异步电机 α阶逆模型与原系统复合,将非线性的无轴承异步电机原系统解耦成转子径向位移、转 速和转子磁链四个独立的伪线性子系统.为了保证 系统的鲁棒性,对伪线性系统引入内模控制,仿真和实验研究验证了所提控制方法的有效性.     

基于逆系统的赖氨酸发酵多变量解耦内模控制

针对赖氨酸发酵过程的时变、非线性和高耦合性,提出基于逆系统的赖氨酸发酵多变量解耦内模控制方法。根据动态递归模糊神经网络(DRFNN)的非线性辨识原理离线建立发酵过程的逆模型,将得到的逆模型串联在发酵系统之前,实现了发酵过程输入输出解耦线性化,从而得到伪线性系统;对复合后的伪线性系统采用内模控制。仿真结果表明,该方法能够适应赖氨酸发酵过程模型的不确定性和参数的时变性,具有较强的鲁棒性,且结构简单,易于实现。     

原油脱水过程单神经元PID解耦控制研究

集输联合站的油水分离是保证产出原油质量的关键工艺过程。在对油水分离沉降过程动态特性深入研究的基础上,给出了其数学模型。联合神经网络PID控制和解耦系统的特点,给出了一种单神经元PID解耦算法。这种方法具有自学习和自适应能力,在一定程度上解决了传统PID调节器不易在线实时整定参数的不足,提高了控制器对系统和环境变化的适应能力。仿真结果表明这种单神经元PID解耦算法可有效改善控制质量,比常规的PID解耦具有更好的动、静态特性和鲁棒性。