基于直流力矩电动机的高精度位置随动系统实现

提出了一种采用直流力矩电动机作为执行元件的高精度位置系统实现方案。系统在结构上消除了减速装置,简化了结构,减小了误差以及消除了由此可能带来的自激振荡。整个系统设计采用位置、转速、电流三环结构。电流调节器和转速调节器采用PI调节器,位置调节器采用比例调节器。给出了系统主要环节实现方法,按照工程设计方法确定了各调节器的参数,并在MATLAB环境下对所设计系统进行了仿真。在1°和180°的阶跃给定下,系统超调量和稳态误差均为0;在幅值为5°,频率为1 Hz正弦信号输入下,系统输出能够完全跟随输入。结果表明系统具有高的定位精度和较好的跟随性能,能够满足设计要求。     

基于DSP的无刷直流电机伺服系统设计

设计了以TMS320F2812DSP芯片为核心的无刷直流电机伺服控制系统。采用电流环,速度环,位置环三闭环控制,对位置环采用积分分离的PID算法,以减小电机在运行过程中积分校正对系统动态性能的影响。为加快系统响应速度,减轻DSP负担,电流环采用模拟方法实现。实际应用表明该系统具有精度高,响应快,稳定性好等优点。     

基于参考模型的超声电机模糊自适应控制

针对由日本新生公司生产的USR系列超声电机构成的速度伺服系统提出了一种新的控制方案——基于参考模型的模糊自适应控制。该控制器由参考模型、PI控制器、模糊自适应调节器构成,PI控制器的比例系数的增量△Kp和积分系数的增量△Ki根据模糊自适应调节器模糊推理的结果确定,使得控制器的参数能够随着被控对象参数的变化而改变,从而保证系统的响应跟踪参考模型的输出响应。实验结果表明该控制方案优于一般的PI控制器和模糊PI控制器,并且简单易行,通用性强。     

无刷直流电机双闭环串级控制系统仿真研究

为了有效地分析和设计BLDCM控制系统,基于Matlab提出了一种新型的模块化的BLDCM控制系统仿真建模的方法。对各个模块进行了详细说明。最后,采用经典的速度、电流双闭环控制方法对该建模方法进行了仿真测试。结果表明仿真波形符合理论分析。转速环引入了积分分离的PI调节器使超调量为零,系统特性稳定,它为实际系统设计和调试...     

基于TMS320F2812无刷直流电机控制系统设计

设计一种基于TMS320F2812的无刷直流电机控制系统;详细介绍了转子位置检测电路、相电流检测电路、驱动电路以及保护电路设计;给出相应的硬件电路.该系统采用三环控制.其中,位置环采用PI调节器;速度环采用参数自整定模糊PID控制:电流环采用电流滞环控制.该设计方案电路简单,可靠性强,具有较高的应用价值.同时,实验结果也验证了该方法的有效性.     

三相PWM整流器双闭环PI调节器的新型设计

通过分析三相脉宽调制（PWM）整流器在d-q旋转坐标系下的数学模型,设计了具有前馈解耦控制的PWM整流器双闭环控制系统。根据系统对电流内环的控制要求设计电流比例积分（PI）调节器,提出按闭环幅频特性峰值（Mr）最小准则来确定调节器参数的方法;根据系统对电压外环的控制要求,采用模最佳整定法来设计电压PI调节器。最后对整个PWM整流器双闭环控制系统进行仿真,仿真结果验证了PI调节器设计的正确性。     

基于DSP的三相PWM整流PI调节器设计

通过分析三相脉宽调制（PWM）整流器在a-b-c及d-q旋转坐标系下的数学模型,设计了具有前馈解耦控制的PWM整流器双闭环控制系统。根据系统对电流内环及电压外环的控制要求设计了电流比例积分（PI）调节器及电压PI调节器。最后对整个PWM整流器双闭环控制系统进行仿真,并采用以DSP为核心构建PWM整流器控制系统,仿真和实验结果验证了PI调节器设计的正确性。     

永磁同步电机变速积分PID调速控制

永磁同步电机调速控制系统中,传统PID控制已无法满足高速、高精度应用领域系统快速响应和无超调的控制要求。针对积分环节的作用特点,要求系统在较大偏差时能够减小积分作用,在较小偏差时能够增强积分作用,提出一种改进的变速积分PID控制算法,将其应用到永磁同步电机控制系统速度环。通过仿真试验结果表明,改进变速积分PID控制能够有效降低超调量,同时进一步提高调速系统响应速度,具有更强的抗干扰能力。     

PR调节器在电子负载逆变侧控制中的应用

针对馈能式电子负载平台,为了减小逆变并网侧的电流谐波,使电流跟踪更精确,本文研究了电流环采用比例谐振(proportion resonance,PR)调节器应用于电子负载逆变侧的情况。通过比例(proportion,P)、比例积分(proportion integration,PI)和PR调节器对应系统的对比分析,得出PR控制由于开环传递函数在基波频率处增益很高,闭环跟踪时稳态的幅值和相位可实现无静差跟踪。仿真结果验证了本文理论分析和系统设计的正确性。     

模糊PI控制在变频调速闭环系统中的应用

本文介绍了模糊比例积分PI控制在变频调速闭环系统中的应用,该控制器无需知道系统的精确模型,采用模糊控制和PI控制动态复合,从而保持了模糊控制较强的鲁棒性和PI调节器消除稳态误差的优点。实验结果表明,该系统具有优良的性能和推广应用价值。     

分数阶控制在位置随动系统中的应用研究

位置随动系统对响应速度、定位精度、抗扰动性能等要求越来越高,整数阶PID 控制实现容易,但性能有限,很难满足高要求。分数阶PID(FOPID)控制由于引入了积分和微分两个阶次参数,可控参数更多更灵活。文中针对位置随动系统引入分数阶PI 控制,首先,利用分数阶微积分的数值计算方法(irid_fod 法)给出了差分方程;然后,在MATLAB 环境下利用粒子群寻优算法,分别整定随动系统整数阶PI 及分数阶PI 最佳控制参数;接着,进行了定位控制及抗扰动性能的仿真与实物试验。结果表明:位置随动系统中,分数阶PI 控制较整数阶PI 控制定位快、抗扰动性能强,具有一定的工程应用价值。     

基于率相关迟滞模型的压电微动平台前馈控制

为了降低压电微动平台的动态迟滞误差对平台定位精度的影响,该文设计了基于率相关迟滞逆模型的前馈控制器对其进行迟滞补偿。首先,在对平台受力分析和运动分析的基础上建立平台的动力学模型;其次,在经典Prandtl-Ishilinskii(PI)模型的基础上加以改造,得到Modified Prandtl-Ishilinskii(MPI)模型,并将MPI模型与平台的线性动力学模型串联,得到分离式率相关MPI模型,进而基于率相关MPI逆模型建立平台的前馈控制器;最后,对所设计的控制器进行阶跃响应和正弦轨迹跟踪实验。实验结果表明,所设计的控制器具有较好的定位精度与跟踪性能,可以有效地补偿压电微动平台的动态迟滞误差。     

New antiwindup PI controller for variable-speed motor drives

The windup phenomenon appears and results in performance degradation when the proportional-integral (PI) controller output is saturated. A new antiwindup PI controller is proposed to improve the control performance of variable-speed motor drives, and it is experimentally applied to the speed control of a vector-controlled induction motor driven by a pulsewidth modulated (PWM) voltage-source inverter (VSI). The integral state is separately controlled, corresponding to whether the PI controller output is saturated or not. The experimental results show that the speed response has much improved performance, such as small overshoot and fast settling time, over the conventional antiwindup technique. Although the operating speed command is changed, similar control performance can be obtained by using the PI gains selected in the linear region     

适用于AFM的数字智能反馈控制器设计

原子力显微镜(AFM)是进行纳米测量和操作的一种重要工具.近年来,纳米科技的迅速发展使得传统AFM越来越无法满足纳米测量快速和高分辨率的测试需求,而反馈控制器的速度是限制AFM成像速度和分辨率的关键因素之一.为此,本文搭建基于高速数字信号处理器(DSP)的数字反馈控制系统,将模糊控制算法与比例积分PI控制算法结合,利用模糊规则自动选择合适的比例和积分参数,改善Z向反馈系统的鲁棒性.基于自制的AFM系统,将该方法与传统PI控制算法进行对比实验,在相同的扫描条件下,该数字智能反馈控制器可在扫描范围为30μm×30μm时,将AFM的行扫描速度由3 Hz提高到40 Hz,验证了该方法能够有效改善AFM的扫描速度和成像分辨率.     

Experimental design of a fuzzy controller for improving power factor of boost rectifier

This article presents the design and the implementation of dSPACE DS1104 controller board-based PI and fuzzy logic peak current-mode controllers in the voltage loop and two controllers in the current loop based first on a standard fixed hysteresis band control, followed by a variable hysteresis band control to achieve constant switching frequency for a single-phase active power factor corrector in the continuous conduction mode. All these controllers have been verified via simulation in Simulink and a real-time implementation is performed on an experimental test bench utilising a rapid prototyping tool. The controllers are experimentally compared for steady-state performance and transient response. It is shown that the PI and fuzzy logic controllers give a superior steady-state performance, whereas the fuzzy logic inference based controller can achieve better dynamic response than its PI counterpart under large load disturbance and plant uncertainties. Furthermore, the variable hysteresis band control in the current loop gives a low total harmonic distortion of the input current compared to a standard fixed hysteresis band control.     

一种新的快速响应的AQM算法

该文应用控制理论,设计了具有快速响应特征的比例积分(Proportional-Integral, PI)控制器,并以此提出了一个新的主动队列管理(Active Queue Management, AQM)算法,称为Active PI算法(简称A-PI)。A-PI用一组参数实现快速响应,用另一组参数保证队长稳定,使用门限值实现两组参数间平滑切换,算法实现简单。理论分析和仿真实验表明,A-PI算法在保证队长稳定的同时实现了对不同网络环境的快速响应。     

Design of fast-response current controller using d-q axis crosscoupling: application to permanent magnet synchronous motor drive

A new current controller, which has both fast transient response in the transient state and high accuracy in the steady state, is proposed. In this scheme, a reference modification part is incorporated with the generally used synchronous frame proportional integral (PI) controller for the fast transient response. Through experimental results, it is observed that the proposed controller has much less transient time than the conventional synchronous PI regulator     

基于单传感器的大行程纳米级混合直线执行器

为了突破拥有多个传感器的独立叠堆混合执行器的局限性,一种新式的混合直线执行器结合了具有极高分辨率的压电系统和具有大行程范围的电机系统.为了减少间隙,选择了进给丝杆作为传动机构.为了提高绝对定位精度,控制器仅依赖于一个位移传感器,从而同时完成了粗动与精动的定位控制.针对提高天线指向控制系统的整体性能,设计了特定的混合直线执行器的控制系统.通过测试原理样机,最终验证了该系统从启动到稳定,每一个动作都能充分体现出压电执行器与电机执行器混合的优势.     

基于抗饱和积分的APFC仿真研究

有源功率因数校正(Active Power Factor Correction,APFC)技术已在现代电力电子技术中得到广泛使用,其转换器工作在高频开关状态下,并且本身具有小型化,可承受一定范围内输入电压的变化和具有高功率因数等优点。当比例积分PI控制器的输出饱和时会出现失控,导致控制器的性能下降甚至不稳定。针对此现象,加入了抗饱和(Anti-Windup)PI调节器,可以解决输出需要很长时间达到稳定值的问题,提高系统的动态性能。并运用仿真软件MATLAB/Simulink,建立基于抗饱和积分的APFC仿真研究,实现了稳定输出电压400 V。通过对比,表明Anti-Windup PI调节器具有较好的控制性能。     

Fast current controller in three-phase AC/DC boost converter usingd-q axis crosscoupling

In this paper, a new simple current controller with both satisfactory steady-state characteristics and fast transient response is proposed. In this scheme, a reference modification part is incorporated with the generally used synchronous-frame proportional-integral (PI) controller for the fast transient response. Simulation and experimental results are presented and show the effectiveness of the proposed current controller. In the simulation and experimental results, both the current controller and DC-link regulator show conspicuous performance improvement. It is also observed in the simulation and experiment that the proposed current controller has a similar characteristic as the synchronous-frame PI controller in the steady state and as the minimum-time current controller in the transient state