基于模糊PID的永磁同步电机矢量控制仿真

基于传统固定增益PID（Proportion—Integral—Derivative）的永磁同步电机矢量控制系统,存在着响应速度不快、稳态性能较差、转矩脉动较大的缺陷．针对这一问题,利用具有参数自整定功能的模糊PID控制器对矢量控制系统进行改进,并在MATLAB／Simulink环境下建立了系统仿真模型．仿真结果表明：模糊PID控制器可显著提高系统鲁棒性,很好地满足了永磁同步电机（PMSM）高精度、快响应的控制要求．     

基于模糊PID永磁同步电机矢量控制研究

常规PID控制器具有算法简单、稳定性好、可靠性高的特点,适用于被控对象参数固定、非线性不很严重的系统。但由于实际的生产过程中被控对象往往存在负荷不确定性以及其它环境干扰问题,这就需要PID的参数不断地进行在线调整。在建立电机矢量控制模型的基础上,采用模糊控制器将基于Mamdani法的模糊PID应用在速度环上,实验运行结果表明,此矢量调速控制系统鲁棒性好,抗干扰能力强。     

基于滑模变结构的交流永磁同步电机伺服系统

传统的交流永磁同步电机(PMSM)伺服系统采用PI矢量控制器来控制速度,存在鲁棒性不强的缺点,而滑模变结构控制(SMC)虽具有很强的鲁棒性,但引发了抖动现象。文章介绍了一种自适应模糊滑模控制(AFSMC),是一种结合了模糊控制及自适应控制的新型滑模变结构控制器,具有对系统模型依赖小、对控制信号系统抖振小、能够随着系统状态的变化不断调整相关参数等优点。     

永磁同步电机模糊神经网络PID控制器设计

随着永磁同步电机技术的不断发展,其在机器人中的运用也越来越广泛,但永磁同步电机有非线性、强耦合和多变量等缺陷,同时,机器人关节驱动电机在运行过程中所受的负载力矩和轴联转动惯量时刻变化,因此,要求电机控制系统具有更强的自适应性和更强的抗干扰能力。为了改善传统PID控制器参数固定以及模糊PID控制算法过于依赖设计人员的经验,提出了一种结合神经网络与现有模糊PID控制算法优点的模糊神经网络(FNN)自适应PID控制算法,利用径向基神经网络算法(RBF)对该驱动系统参数进行辨识,降低电机在正常运行过程中受环境变化的影响,达到响应快、控制平稳、精确的要求。     

永磁同步电机交流伺服系统检测电路

交流伺服系统检测电路由电流、电压、转速及位置检测电路组成.讨论了伺服电机的直流母线电压、电机定子相电流及转速与位置信号的检测电路.从检测电路获取的电流、电压、转速及位置信号为系统的控制提供依据,从而使系统能够获得好的性能,为进一步发展研究提供了依据.     

电力机车永磁同步电机自适应模糊滑模控制

为研究牵引工况下电力机车永磁同步电机(PMSM)的转速控制精度,考虑轮轨接触不平顺及车体静载荷在轮对径向产生的未知时变负载转矩,建立了机车PMSM在d-q坐标系下的数学模型;针对该耦合非线性系统中存在的负载转矩,设计非线性转矩观测器对其实际值进行估计,对观测误差采用自适应模糊逻辑系统进行逼近;依据Lyapunov稳定性理论,构造了基于转矩观测器的自适应模糊滑模控制器。理论分析及仿真结果表明,机车PMSM闭环转速控制系统跟踪误差一致有界,转矩观测误差收敛于0。     

交流伺服系统的动态模糊滑模控制策略研究

为提高永磁同步电机(PMSM)交流伺服系统的动静态性能,提出了一种动态模糊滑模控制方法.采用"距离"减少了模糊输入维数和模糊规则,减少控制器的计算量从而加快了响应速度;并利用自适应算法改善了系统性能.仿真试验表明,该方法能明显削弱抖振,提高稳态精度,并具有动态响应速度快的特点以及较强的鲁棒性.     

交流伺服系统模糊自适应控制研究

针对交流伺服系统提出了模糊自适应控制方案,将模糊控制器和PID控制器结合在一起,进一步完善了PID控制器的性能,实现了PID控制器参数在线调整.仿真结果表明:参数自适应模糊PID控制器提高了控制精度和快速跟踪能力,抗干扰能力强,具有较强的鲁棒性.     

永磁同步电机的模糊滑模控制

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速而精确的位置跟踪控制,在滑模控制策略中引入模糊控制算法,设计了基于模糊规则的滑模控制器;并通过理论分析和控制仿真,证实了模糊滑模控制很好地解决了抖振问题,对参数变化和负载扰动具有很好的鲁棒性,永磁同步电机可获得很好的位置跟踪效果。     

交流位置伺服系统自适应模糊PID控制器设计

为实现机电伺服系统的高精度位置跟踪控制,针对实际系统运行过程中所存在的转动惯量和负载力矩变化大等各种不确定因素,提出了一种基于滑模面的自适应模糊PID策略。利用梯度下降法实时修正PID控制器的参数,使用模糊逻辑系统逼近系统中不确定量,以使控制器能根据伺服系统运行过程中的负载特性实时调整速度给定值,从而减小系统参数变化和外部干扰对伺服系统性能的影响,最后通过Lyapunov方法推导出了模糊补偿器中不确定参数的自适应律。仿真结果表明：该控制策略与传统PID控制相比具有系统跟踪误差小,响应速度快,跟踪性能好的优点,对参数摄动及外界负载扰动具有较强的鲁棒性。     

基于永磁交流伺服同步驱动的拉床控制系统

目前国内的拉床多采用液压驱动,针对其存在加工质量(精度和光洁度)不佳、能源浪费和环境污染等的问题,在技术成熟和性能优越的永磁交流伺服系统的基础上,设计了一款基于永磁交流伺服系统同步驱动的拉床系统。首先给出了电伺服同步驱动的立式内拉床的机构图,并对该机构图的性能特点进行了分析。重点阐述了主溜板伺服同步驱动系统、调刀伺服驱动系统和拉床控制系统软件设计方案,并采用共享指令的同步控制策略来确保拉床同步性能。最后,以立式内拉床为对象,在20 t的负载力下进行了试验测试。测试结果表明,设计的基于永磁交流伺服同步驱动的拉床控制系统具有成本低、可行性好、同步性能测试稳定、加工精度高等优点,对国内拉床的发展具有一定的指导意义。     

基于DSP的交流永磁同步电动机运动控制系统研究

为了提高交流永磁同步电动机运动控制系统的控制精度,讨论了基于DSP的永磁同步伺服控制系统的软硬件组成及设计方案,采用转子磁场定向矢量控制和TMS320LF2812数字信号处理器,实现了对永磁同步伺服电动机的矢量控制。采用高速、高精度的DSP芯片以及矢量控制的永磁同步电动机伺服控制系统具有良好的动态响应性能和静态性能,并具有结构紧凑、设计合理和控制灵活等优点。     

永磁同步直线电动机冷却系统结构设计

永磁同步直线电动机运行过程中产生大量的热量,严重影响电动机的正常运行。现提出一种结构简单、性能可靠的电动机水冷冷却系统。在设计中采用Ansys有限元分析软件对永磁同步直线电动机进行了三维温度场计算,清晰展示出电动机内部各部分的温度以及整个电动机的温度曲线。针对该温度场,设计相应的水冷冷却结构,并再次模拟仿真出带冷却系统的电动机温度场分布。最后通过温升实验,验证了计算结果,并证明上述水冷冷却结构的工程可行性,解决了长期困扰中国大功率直线电动机发热严重的问题。     

Control of a permanent magnet synchronous motor with a fuzzy sliding-mode controller

This paper is concerned with the topics in the speed control of a permanent magnet synchronous motor (PMSM). First, the vector control scheme in the synchronously rotating reference frame is used to formulate the PMSM model as the system plant. Then, the modern control theory using a sliding mode with fuzzy controller is presented to design the corresponding closed-loop system and Matlab/Simulink software is used for computer simulation. The original PMSM is stable, sluggish with large overshoot deficiency. It can be shown that the proposed fuzzy sliding-mode controller not only can delete the overshoot problem and achieve very good tracking performance without zero steady-state errors, but can also obtain good robustness to system parameter uncertainty. This proposed fuzzy-sliding mode controller for PMSM can be applied to the positioning control of the robot arms to suppress unnecessary vibrations. For assembly lines, this proposed controller can be used to obtain fast tracking ability, less steady-state errors, and robustness for different velocity movements.     

基于Ether CAT的永磁伺服电机控制器研究

永磁式伺服电机已经成为当前数控设备的主要动力装置之一,随着生严现场设备不断增多,电机数量繁多,组网困难,实时性要求高等问题逐渐显现出来,对于总控系统的控制性能提出了更高的要求.在此情况下,基于工业以太网技术的Ether CAT是解决当前数据传输问题的一种很好的途径,本文对于基于Ether CAT的永磁式伺服电机的控制器进行了一定的研究.重点针对传输过程中的子报文结构进行了设计.     

基于DSP的永磁同步电机伺服系统

设计了一套基于DSP的永磁同步电机伺服系统。系统为速度环和电流环双闭环控制结构,采用了SVPWM控制策略。以DSP为核心设计了硬件电路,运用C语言进行了软件设计,实现了对永磁同步电机的伺服控制。     

永磁同步电机位置伺服系统改进变结构自抗扰控制

为进一步提高传统变结构自抗扰控制器的控制精度,增强永磁伺服驱动系统的抗干扰能力,提出一种改进变结构自抗扰控制策略。该方法在基于变结构原理设计的扩张状态观测器中引入位置、速度的观测误差以实现状态变量的无差估计,采用基于指数趋近律设计的非线性状态误差反馈控制律实现线性控制与非线性控制的平滑过渡,并在此基础上引入位置跟踪误差,提高伺服系统的跟踪性能。通过实验分析比较了改进变结构自抗扰控制与传统变结构自抗扰控制两种控制策略,结果显示改进控制策略较传统控制策略的位置跟踪误差减少了约30%。当负载突变时,传统控制策略的跟踪误差约为负载突变前最大跟踪误差的3.4倍,而改进变结构自抗扰控制策略仍能准确跟踪给定信号。     

高性能永磁交流伺服系统高精度电流采样实现

电流采样作为交流伺服系统重要的反馈环节,其采样精度在很大程度上影响着整个伺服系统的精度,为了提高电流采样的精度,设计了高精度电流采样的硬件电路并进行了硬件调试,在此基础上进行了基于复杂可编程逻辑器件(CPLD)并采用VHDL语言控制AD7655的高精度电流采样软件设计,并在Lattice Diamond的软件环境下进行了软件仿真,最后进行了电流采样实验,将采样和转化后的数据精度进行对比后发现,电流采样的误差基本小于0.7％.为了更加直观地观测电流采样结果,进行了DSP采样电流数据的波形显示.研究结果表明,该方法能实现交流伺服系统高精度电流采样.     

磁悬浮永磁直线电动机非脆弱鲁棒H∞控制器设计

基于线性矩阵不等式(LMI)理论,提出设计非脆弱鲁棒控制器来抑制不确定因素的影响以及控制器参数摄动.首先,采用矢量控制方法中的id=0控制策略,把非线性系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.其次,根据H∞性能指标与线性矩阵不等式的等价性,将控制器设计转化为对LMI的求解.最后,为了验证其有效性,在MATLAB环境下对控制系统进行仿真研究.通过研究可知,非脆弱鲁棒控制器能在容许的增益摄动下以及存在不确定性干扰时,系统不仅具有鲁棒性而且还是非脆弱的,从而保证闭环系统具有良好的鲁棒性.     

Synchronization controller design of two coupling permanent magnet synchronous motors system with nonlinear constraints

In this paper, two coupling permanent magnet synchronous motors system with nonlinear constraints is studied. First of all, the mathematical model of the system is established according to the engineering practices, in which the dynamic model of motor and the nonlinear coupling effect between two motors are considered. In order to keep the two motors synchronization, a synchronization controller based on load observer is designed via cross-coupling idea and interval matrix. Moreover, speed, position and current signals of two motor all are taken as self-feedback signal as well as cross-feedback signal in the proposed controller, which is conducive to improving the dynamical performance and the synchronization performance of the system. The proposed control strategy is verified by simulation via Matlab/Simulink program. The simulation results show that the proposed control method has a better control performance, especially synchronization performance, than that of the conventional PI controller.