多电机同步控制综述

多电机同步协调系统在电机控制领域得到广泛运用,控制策略对多电机同步系统的性能起着决定性作用。针对多电机同步问题,国内外学者进行了深入研究,并提出了多种同步控制策略。综述近年来国内外提出的控制策略,对控制对象的跟踪精度、鲁棒性、抗负载能力等进行比较分析,在此基础上对多电机同步控制提出新的展望。     

基于模糊PID控制器的多电机交叉耦合控制同步控制系统设计

针对多台伺服电机同步控制精度难以保证的问题,设计了基于运动控制卡的多轴电机控制系统。该系统以运动控制卡为核心,通过以太网与上位机通信,并利用硬线信号实现对多个伺服驱动器的同步控制。采用交叉耦合控制设计多电机同步控制器,实现对多电机同步位置误差的检测和补偿修正,利用模糊PID控制算法对控制参数进行整定,以提高系统的同步精度。在负载扰动、阶跃输入以及斜坡输入作用下,通过MATLAB对提出的算法进行了仿真实验。实验结果标表明,交叉耦合控制具有良好的抗扰动性能与良好的同步性能,采用模糊控制器对PID参数进行整定后,对系统的超调量起到了明显的优化作用。     

多电机协调控制的发展

多电机的协调控制在国外已有长足的发展,本文概述近几十年来国内外针对多电机协调控制的各种策略,并分析了这些策略的优缺点,作者在文章最后还就今后的研究方向提出了一点设想。     

基于偏差耦合的多电机单神经元同步控制

永磁同步电动机是一个多变量、非线性、高耦合的系统,而现有的多电机同步控制策略难以满足高精确度的同步控制要求。基于在d-q坐标系下的数学模型,采用id=0的转子磁场定向矢量控制方式,对正弦波永磁同步电机进行建模;基于相邻偏差耦合的控制结构,利用单神经元PID控制方法设计一种结构简单的多电机控制策略。与相邻偏差耦合的传统PID控制策略进行的对比仿真表明,该控制策略具有较高的同步精确度和较强的鲁棒性。     

基于相邻交叉耦合的多感应电机滑模同步控制

高精确度多感应电机同步控制是现代制造业和传动系统最关键的问题之一.感应电机是一个多变量、非线性对象,而现有的多电机同步控制策略多采用简化的一阶感应电机模型,难以满足高精确度的同步控制要求.基于转子磁场定向下的感应电机数学模型,采用相邻交叉耦合控制结构,利用滑模变结构控制方法设计了一种结构简单的多感应电机同步控制策略,并采用一种简单的方法消除抖振现象.与相邻交叉PID控制策略进行的对比仿真表明,该控制策略具有较高的同步精确度和较强的鲁棒性.     

双电机同步交叉耦合PID控制器的设计与试验验证

针对双电机同步控制问题,提出了一种交叉耦合PID控制器。首先建立双电机同步控制系统的数学模型,然后设计交叉耦合PID控制器,并给出了基于交叉耦合PID控制的双电机同步控制系统的稳定性定理,最后在双电机同步控制试验平台上进行试验。试验结果验证了设计的交叉耦合PID控制器的可行性。     

基于一体化控制的三电机同步系统研究

多电机系统在工业生产自动化中的应用越来越广泛.在多电机协调控制中,PID控制应用最为普遍,但是PID控制器的解耦性能较差.为此本文在三电机同步协调控制的基础上,提出了基于一体化控制的三电机同步协调控制的方法.仿真结果表明,相对于传统PID控制,基于一体化控制的三电机同步协调控制系统实现了张力和速度的解耦控制,在满足系统...     

改进型偏差耦合多电机转速同步控制

传统偏差耦合多电机同步控制系统中,系统的跟踪性能与同步性能相互耦合,难以兼顾。此外,在多电机系统起动阶段,传统偏差耦合控制结构跟踪误差补偿量较大,在输出限幅的作用下,各台电机电流环输入参考转矩相等,而负载不均导致各台电机加速度不等,致使转速同步误差增大。针对以上问题,该文首先运用线性系统校正原理设计了改进型偏差耦合控制结构,实现了系统的同步性能与跟踪性能的解耦调节;并在转速环部分增加了输出选择器,设计了输出选择函数,将跟踪误差补偿量按一定比例减小至限幅值以下,使得同步误差补偿量的作用更加突出,在多电机系统起动阶段减小了系统同步误差。最后在3台永磁电机平台上进行了仿真和实验,结果验证了该文所提改进型偏差耦合控制结构的有效性和可行性。     

基于模糊控制器的改进耦合多电机同步控制

随着工业自动化程度和对产品质量要求的逐渐提高,单台电机驱动在某些场合已经不能满足现代化发展的需要,这种需求为多台电机的同步控制提供了发展的空间。目前对多路电机的同步控制主要有非耦合和耦合控制两种。在传统耦合控制中当从电机负载突变时,因主电机没有对从电机运行状态的跟踪,因而造成了主从两台电机间的失步。基于模糊控制器对多电机传统耦合控制方式进行改进。并以模糊控制器为核心,应用Matlab/Simulink进行建模仿真,结果表明改进后的多电机同步控制系统具有良好的同步性和稳定性。     

真空泵用多台屏蔽电机模式切换与位置补偿偏差耦合同步控制

针对真空泵用多台屏蔽电机起动、突加随机扰动、突加周期性负载及单/多电机不同时刻故障停机过程,设计了模式切换与位置补偿偏差耦合同步控制系统,创新性地在速度补偿器中引入位置补偿器,同时在故障瞬间将偏差耦合控制方式切换为主从控制。将所提出的控制系统与传统的虚拟电机控制系统进行了对比。结果表明:当发生单电机故障以及双电机不同时刻故障时,在相同的模式切换和位置补偿条件下,所提出的控制系统位置误差分别为4.6°和4°,在5°的误差允许范围内,而传统虚拟电机控制系统的位置误差分别为15°和20°。     

复杂交流多电机系统的研究

针对多变量非线性耦合的多电机同步系统,建立了按转子磁场定向的物理模型,设计了基于自抗扰控制器的多电机同步系统。利用扩张状态观测器对外界的扰动进行观测和补偿,将多电机系统进行确定化和近似线性化处理。基于PLC构建的多电机实验平台,进行了抗扰、解耦特性测试实验。结果表明,采用自抗扰控制方法可以实现系统中速度和张力的解耦控制,系统具有良好的动静态性能和鲁棒性能。     

永磁同步电动机无传感器控制综述

永磁同步电机因其自身的一些优点而得到越来越广泛的应用。无传感器控制技术是永磁同步电机研究的热点。介绍并详细分析了近年提出的多种常见的估算永磁同步电机转子位置和转速的方法,比较了各种方法的优缺点;并对无传感器运行时转子初始位置的检测方法进行了总结分析。最后提出该类电机今后的研究发展趋势。     

基于模糊PID的缠绕机同步运动控制及仿真

为保证玻璃纤维缠绕制品的缠绕质量,设计了由工控机和同步运动控制器组成的缠绕机数控系统,研制了基于DSP和CPLD的同步运动控制器,采用自适应模糊PID控制策略实现该系统的同步运动控制.用带编码器的矢量控制变频器实现了缠绕机主轴速度的闭环控制,将主轴编码器反馈作为同步控制器的输入,实现了小车伺服电机对主轴的跟踪控制.基于MATLAB的仿真表明,与常规PID控制器相比较,该模糊PID控制器能提高控制系统的鲁棒性和动静态性能.     

永磁同步电机混沌运动控制研究

针对永磁同步电机(PMSM)混沌运动状态快速有效的摆脱问题,提出了一种控制算法:首先通过线性空间变换,将转子磁场定向坐标系下的PMSM模型,转换成一种简单的无量纲模型;其次分析了平衡点附近局部线性化后的Jacobian矩阵特征值,与PMSM的混沌行为的关系;最后基于Lypunov稳定性理论,设计混沌滑模控制器,实现了对PMSM混沌运动的抑制。数字仿真结果验证了理论分析的正确性和控制方法的有效性。     

基于双DSP的多电机协同控制系统

多电机协同控制系统中,为满足控制的高效性和实时性,提出使用双DSP并行处理器结构,采用双口RAM实现其数据高效传输。结合双口RAM技术特点,设计了双DSP硬件电路和软件流程。试验验证双DSP控制的四台电机协同特性好、运行稳定可靠。     

基于事件触发的多电机系统一致性控制

针对传统环形耦合控制策略中误差传递迟滞现象随着电机数量增加变严重的问题,提出一种基于事件触发的多电机系统一致性控制策略。通过一致性算法获取多电机系统中各电机的转速补偿项,以保证各电机转速一致性的同时,提升系统的跟踪性能。当系统达到稳态后,通过事件触发机制,减少非必要的通信次数,节约通信资源。另外,环形耦合结构可保证在事件触发阈值内系统的同步性能,且触发阈值随时间增加而减小。仿真结果表明,相较于传统环形耦合控制策略,所提策略的多电机系统具有更好的同步性能及跟踪性能,且随着系统中电机数量的增加,误差传递迟滞问题得到明显的改善。同时,事件触发控制有效减少稳态过程中非必要的通信次数。     

基于CAN总线的多电动机控制系统

通过CAN总线PC机与DSP之间的通信技术,实现PC机同时控制多台电动机的要求。利用CAN总线很好的实时性以及DSP的强大处理能力,加上自己的控制策略,较好地实现了多台电动机同时控制。采用无霍尔传感器的无刷直流电动机,基于TMS320LF2407DSP芯片,软硬件相结合从而进行无刷直流电动机控制。     

最新运动控制技术进展

随着计算机技术的发展,运动控制交流伺服系统在广泛运用的背景下正向着网络化控制方向发展。在运动控制系统中,上位控制一般采用3种方法:工控PC机、具有运动控制功能的PLC(如松下PLC-FP0、德国JETTER-PLC等)及自开发单片机系统。     

同步电动机步进控制的IGBT变频器研究

依据交流步进控制原理,采用新一代电力电子器件IGBT,设计了一种电流控制型的变频器,把同步电动机的速度控制和位置控制结合在一起。