磁轴承变饱和柔性变结构控制

采用磁轴承取代传统机械轴承,可消除飞轮储能装置机械摩擦,提高转子临界转速.针对磁轴承控制系统响应快、运行稳定的要求,设计了一种变饱和柔性变结构控制器.根据磁轴承的基本结构与悬浮力模型,建立了系统的状态方程;通过有限元仿真,分析了磁轴承耦合性,确定了系统基本控制方案;将柔性变结构和变饱和项结合,当系统存在较大偏差时只通过线性控制器调节,在中等偏差时通过线性控制器和变饱和状态控制器一起调节,在小偏差时由线性控制器和变饱和状态控制器转变的线性控制器一起调节.仿真与实验结果表明,变饱和柔性变结构控制满足实时控制的要求,磁轴承控制系统具有较快的响应速度和较高的运行稳定性.     

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。     

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.     

轴向主动磁轴承的无模型控制

轴向主动磁轴承系统是一个典型的非线性开环不稳定系统,且其准确模型也难以得到.它的控制一般是采用PID,但存在PID参数调整费时和扰动抑制效果差的问题.新的无模型控制方法不需要知道被控对象的精确模型和阶次.依据此方法所设计的控制器具有结构简单、控制参数调整方便等优点.因此,尝试将该新型控制方法应用于轴向主动磁轴承的控制.仿真和实验结果表明:与PID控制方法相比,应用该方法所设计的控制系统具有无超调、稳态精度高、对扰动抑制作用强等优点.     

多模型控制策略在化石燃料发电机组上的应用(英文)

火力发电厂中广泛使用的化石燃料发电机组(FFPU)具有非线性、强耦合、参数随工况变化等复杂特性,依据单个工作点处的线性模型设计的多变量控制策略常常导致控制效果不佳,甚至系统不能稳定运行。针对该问题,本文提出了一种有效的多模型控制策略,以改善FFPU大工况范围运行时的控制性能。首先,通过定义归一化特征值作为系统非线性测度,将FFPU工作运行区间划分成多个局部模型区域,在每个区域用线性模型表征系统特性;随后,根据每个局部区域的线性模型,实施一种基于FFPU特性而设计的包含静态前馈、PD前馈和模糊解耦的混合解耦补偿,进而采用模糊PID结构设计分散控制器;最后,依照电力负载跟随调度策略,模糊加权局部控制器得到全局控制器输出,使得系统在大工况范围运行时平滑切换。为实现该控制策略,采用了双层控制结构:上层为监督控制层,作用是根据负载要求进行设定点调度以及进行局部控制器的模糊切换;下层为直接控制层,实施混合解耦补偿和各回路的模糊PID控制。仿真表明,所提出的控制策略性能良好且实用有效。     

基于DSP的磁悬浮轴承控制系统的研究

介绍了磁悬浮轴承控制系统的组成、工作原理和数学控制模型以及基于DSP的磁轴承数字控制器的总体结构.控制方法上采用了非线性PID控制策略.实验结果表明,将DSP用于磁悬浮轴承数字控制效果良好,对开发数字控制磁轴承系统具有参考和应用价值.     

基于模糊PI控制的永磁同步电机的建模与仿真

通过对永磁同步电机的数学模型的分析,结合矢量控制原理,建立id=0控制下的永磁同步电机调速系统的仿真模型,针对被控对象的非线性,参数时变等特性,运用模糊PI控制策略,设计控制器,然后建立仿真模型,验证该方法的优越性。仿真结果表明,模糊PI控制调速系统,响应速度快,超调小,抗扰性好,能更好地提高永磁同步电机的调速系统的性能。     

一种基于T-S模糊模型的混沌控制方法

用T-S模糊系统来逼近非线性系统,它的IF-THEN规则后件由线性状态空间子系统构成,进而可以应用模糊系统的控制理论求得模糊控制器,用此非线性控制器来控制非线性系统,以求良好的控制效果;将模糊控制技术应用于混沌控制中,可以克服反馈线性化等传统方法对参数完全精确已知的限制;模糊规则后件部分以局部线性方程形式给出的T-S模糊模型可以通过调整相关参数很好地逼近混沌系统,基于该模型采用平行分散补偿技术设计出具有相同规则数目的模糊控制器,控制器所有参数可以通过求解一组线性矩阵不等式一次性得到。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于模糊逆模型的磁力轴承逆控制系统的设计与仿真

磁力轴承是一种通过磁场力使转子稳定悬浮的新型支撑部件,针对磁力轴承系统零阻尼、负刚度和非线性特性,在分析其受力特点的基础上,提出一种基于模糊逆模型的逆控制方案。该方案将具有模糊器和解模糊器的模糊系统当作一种插值器,将模糊逆模型与系统串联构成广义伪线性对象,采用线性PID控制该对象。其中,模糊逆模型和PID控制器共同组成逆控制器以实现对系统的闭环逆控制。仿真结果表明逆控制明显减小了超调量,缩短了调节时间,使转子工作范围扩大。     

基于模糊神经网络的双凸极永磁电机非线性建模

双凸极永磁电机的电感、磁链等特性呈严重非线性,常规的线性或准线性模型难以准确反映双凸极永磁电机的实际特性,影响双凸极永磁电机的控制精度和工作性能.为此,本文提出采用自适应模糊神经网络建立双凸极永磁电机模型的新方法.首先在介绍了自适应模糊神经网络结构后,采用改进的递推最小二乘法修改网络参数,同时采用遗传算法对遗忘因子和学习率进行了优化,仿真计算和实测结果表明,该模型有很快的收敛性和很高的精确度,最后给出了利用模型实现双凸极永磁电机优化控制的方法.     

模糊控制在混合磁悬浮系统中的应用

针对永磁、电磁混合磁悬浮系统受诸多不确定因素的影响而且是典型的非线性系统,常规控制方法难以实现有效控制的问题,研究了模糊控制在混合磁悬浮系统中应用,给出了模糊控制规则及相应的隶属函数,设计了模糊控制器并在实际的单自由度混合磁悬浮系统中应用。测试结果表明模糊控制增强了系统的抗干扰能力和磁悬浮刚度,取得了良好效果。     

低速永磁直线同步电动机的失步预防控制策略研究

永磁直线同步电动机在运行过程中是否失步是决定其稳定运行的关键。通过对永磁直线同步电动机的力角特性分析,文章提出了一种改变电压和改变压频比相结合的电动机失步预防控制策略,即运用双模态模糊控制器实现电动机的失步预防控制。仿真结果表明,该策略具有算法简单、控制品质好等优点,可以有效地避免永磁直线同步电动机失步的发生,具有较高的应用价值。     

Fuzzy Modeling and Control for Conical Magnetic Bearings Using Linear Matrix Inequality

A general nonlinear model with six degree-of-freedom rotor dynamics and electromagnetic force equations for conical magnetic bearings is developed. For simplicity, a T–S (Takagi–Sugeno) fuzzy model for the nonlinear magnetic bearings assumed no rotor eccentricity is first derived, and a fuzzy control design based on the T–S fuzzy model is then proposed for the high speed and high accuracy control of the complex magnetic bearing systems. The suggested fuzzy control design approach for nonlinear magnetic bearings can be cast into a linear matrix inequality (LMI) problem via robust performance analysis, and the LMI problem can be solved efficiently using the convex optimization techniques. Computer simulations are presented for illustrating the performance of the control strategy considering simultaneous rotor rotation tracking and gap deviations regulation.     

基于模糊PI控制的永磁同步伺服电机转速系统仿真分析

由于外部环境的日益复杂、被控对象要求的不断变化,使用传统的PI控制已不能满足控制系统的性能要求,为了提高永磁同步伺服电机转速控制系统的性能,本文设计了一种将模糊控制与经典PI控制结合的模糊PI控制系统.运用Matlab分别对经典PI控制和模糊PI控制系统在永磁同步伺服电机转速控制的仿真分析,对比仿真实验结果表明：模糊PI控制器上升时间明显缩短,响应速度明显加快,超调量更小,抗干扰能力强.     

磁悬浮直线电动机H∞鲁棒控制器及其蚁群算法优化设计

磁悬浮永磁直线电动机在结构上取消了机械传动的中间环节,具有磁悬浮和直接驱动的特点.针对磁悬浮永磁直线电动机由于悬浮高度不同,在磁悬浮和直接驱动运行过程中存在自身参数摄动和外界干扰突出的问题,设计基于蚁群算法的H_∞鲁棒控制器,以保证系统对这些不确定性具有良好的鲁棒性.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.推导出无须满足正则条件约束的Riccati不等式,给出H_∞鲁棒控制器的解析表达式.针对H_∞控制器中加权矩阵选择的困难,采用蚁群算法对加权矩阵进行寻优.最后在MATLAB环境下对控制系统进行仿真研究.仿真实验表明基于蚁群算法的磁悬浮永磁直线电动机控制系统的性能比优化前有较明显改善,说明该方法的可行性和有效性.     

模型参考自适应控制的直线永磁电机应用

用直线永磁电机构成的闭环控制系统易受环境干扰、系统性能指标差并且不稳定。针对这一问题,提出了基于模型参考的自适应控制系统,并对此方法设计的自适应机构进行了稳定性证明,很好地解决了直线永磁同步电动机易受外界环境、参数等影响所带来的问题,体现了在抗干扰能力、稳定时间等性能指标上的优越性。该方法操作简单,易于实现。利用仿真模拟环境参数的突变,其结果体现了该方法的优越性和有效性。     

改进UKF算法在PMLSM无位置传感控制中的应用

针对永磁直线同步电机(PMLSM)的无位置传感控制,提出了一种基于改进无迹卡尔曼滤波(UKF)算法的永磁直线同步电机的动子速度和位置估计方法,对永磁直线同步电机的动子速度和位置进行估计.相比于传统的UKF算法,改进UKF算法在采样点的获取上进行了改进,在采样点的获取上运用了球形采样策略,而非传统的平方根对称采样策略,极大减少了采样点的数量,减少了状态估计过程中算法的计算量,在估计性能相当的情况下,改进的球形采样策略UKF算法较传统的平方根对称采样UKF算法在永磁同步直线电机无位置传感实时控制系统中有明显优势,取得良好的控制效果.     

基于Simulink的永磁同步电机矢量控制系统研究

根据永磁同步电机(PMSM)在d-q坐标系下的数学模型,在Matlab/Simulink环境下,构建了永磁同步电机磁场定向矢量控制的仿真模型,并对PMSM控制系统进行了仿真研究,同时用仿真结果表明了该仿真模型的有效性以及控制算法的正确性,为永磁同步电机控制系统设计和调试提供了理论基础。     

基于模糊PI混合控制的自主水下航行器推进系统

对转永磁无刷直流电机驱动对转螺旋桨主要应用在自主水下航行器推进系统中,通过调节对转电机转速就可以实现自主水下航行器速度的无级调节.在研究对转永磁无刷直流电机数学模型的基础上,提出一种外环转速环采用模糊PI混合控制,内环电流环采用PI控制的双闭环调速方法.仿真结果表明,与外环、内环均采用PI控制的双闭环调速方法相比,该方...     

永磁直线同步电动机系统鲁棒镇定

在考虑参数不确定性的情况下,将永磁直线同步电动机系统转化为具有状态和输入矩阵不确定性,并且受非线性摄动的线性系统,采用线性系统控制,给出控制律,使永磁直线同步电动机系统在存在参数不确定性的情况下,在原点平衡点渐进稳定。仿真研究表明该控制方法的有效性。