永磁同步电机控制器参数自整定研究

针对传统的伺服系统控制器容易陷入局部最优,无法满足性能的要求,研究了转速环控制系统参数自整定的方法,提高控制系统的控制性能。电流环按照工程设计方法进行整定,速度环利用模糊控制器实时整定PI控制器参数的模糊PI控制方法来进行整定。实验表明该方法能显著改善系统速度响应性能,实现了永磁同步电机控制器参数的自整定。     

自动夹取型车床伺服进给系统控制方法

建立了伺服进给系统的控制模型,确定了伺服系统的控制策略,借助于控制工程分析软件建立伺服系统的仿真模型,整定了电流环、位置环以及速度环。通过对相关控制参数调节进行仿真,论证了该控制方法使机床具有较高的稳定性与快速响应特性,减少了系统的稳态误差。     

PMSM伺服系统的速度环控制器参数整定方法研究

针对PMSM伺服系统的速度环控制器参数整定过程中需要人工反复调参、效率低、控制效果差等问题,提出一种基于控制器结构模型的PMSM伺服系统的速度环控制器参数整定方法。首先以速度环控制器的数学模型为基础,然后通过分析速度环控制器的开环传递函数,以相角裕度作为性能指标,采用频率响应的设计方法使系统工作稳定并最终计算出速度环参数。Simulink仿真与实验结果表明:使用该整定方法所整定的速度环具有响应快、精度高的优良特性,且参数不需要进行反复调试,在实际应用中,对于增强PMSM伺服系统的速度环控制效果具有重要意义。     

交流位置伺服系统PID控制方法实现

交流伺服系统在制造业控制领域得到广泛应用,分析了位置伺服系统的组成,主要介绍了数字位置环的PID器改进控制算法以及参数整定方法。实际应用表明：选择合理的PID参数能够满足控制系统响应速度快、速度精度高、鲁棒性强的要求。     

模糊PID控制在伺服系统中的应用

针对高速数控机床的应用需求越来越多,以交流永磁同步直线电动机为驱动元件的高速伺服系统是最为有效的解决途径。以数控机床直线交流伺服系统为研究对象,首先进行了主回路及配电的设计,然后对其中主要部件进行选型。然后针对核心部件永磁同步直线电机建立电流、速度、位置三闭环的PID控制模型,应用PID优化理论及模糊自适应理论,对PID参数进行整定优化,并用MATLAB/SIMULINK进行动态仿真、计算,仿真结果表明采用上述方法提高了数控机床交流伺服系统设计整定的效率和精度、改善了系统动态响应性能。     

基于闭环自适应辨识的速度环PI参数自整定

针对永磁同步电机伺服系统速度环比例积分（PI）参数整定过程中需要反复调节、效率低等问题,提出了一种基于闭环自适应卡尔曼滤波（AKF）系统辨识的伺服系统速度环PI参数自整定方法。首先根据输入信号激励速度闭环系统,分析不同频率激励作用下闭环辨识序列的信噪比与实际输出,然后引入AKF算法辨识闭环被控对象的离散模型,最后通过遗传算法仿真搜索最优速度环PI参数。仿真与实验结果表明：该算法能有效抑制量测噪声等扰动对系统辨识精度的影响,辨识结果能够反映实际系统的动态输入输出特性,优化后的速度环具有优良的响应性能和较高的精度,便于实际工业应用。     

电液位置伺服系统的模糊自整定PID控制研究

针对电液位置伺服系统的不确定性、非线性和常规PID控制的缺点,设计了具有在线PID参数调整的模糊自整定PID控制器,以减小电液位置伺服系统中参数摄动等引起的超调和振荡。利用AMESim与Matlab软件各自的优势,分别进行了液压系统建模、控制器设计。联合仿真结果表明,模糊自整定PID控制器使系统有较高的稳态精度、较快的动态响应,系统具有很好的适应性。     

数控机床位置伺服系统参数优化

基于Simulink建立了数控机床的永磁同步电机的交流位置伺服的模型，利用单纯形法对系统的位置环调节器和速度环调节器参数同时寻优，分析、比较了3种常见的优化准则的优化结果，仿真实验表明优化后系统的动态性能显著提高。为数控伺服系统的参数优化整定提供了新的思路和方法。     

风洞模型电动推杆Y机构运动同步控制系统建模与仿真性能分析

某高超声速风洞模型中,需要对电动推杆Y机构的运动进行同步控制,同步运动控制精度或控制性能直接影响风洞的运行品质。基于输出位移的偏差耦合机理,设计了风洞模型电动推杆Y机构运动同步控制系统,分别建立了风洞模型电动推杆Y机构运动同步控制系统的机械系统、电流控制环、速度控制环以及位置控制环等动力学模型;对同步控制系统电流环PI调节器、速度环PI调节器以及位置环PID调节器进行了参数仿真整定,设计了同步闭环三环控制系统,并对系统进行了三环仿真性能分析,其结果表明:系统同步响应速度快,同步位移和同步速度控制精度均达到了系统提出的设计性能指标要求,且系统具有较强的鲁棒性。     

基于驱控一体的伺服压力机控制系统研究

针对曲柄伺服压力机工作行程中,冲头滑块对电机轴等效转动惯量变化的问题,对伺服压力机电流环、速度环比例—积分(PI)控制器控制参数整定方法进行了研究。对曲柄滑块机构进行了运动学分析,确定了曲柄转角与滑块等效转动惯量之间的函数关系;提出了一种基于固高科技GTSD14系列智能驱动器的PI参数分段控制方法;在单个行程内根据曲柄处于不同位置区间时相对应的转动惯量,确定了控制器PI参数,以提升系统速度环、位置环的跟随性能;搭建了实验平台,以带有不同配重的伺服电机为对象进行了模拟实验。实验及研究结果表明:当系统实际惯量与控制器PI参数不匹配时,系统可以在线调整PI参数,使得电机速度环、位置环的跟随能力得到改善,从而验证了随着各段转动惯量变化而实时整定PI参数的可行性。     

基于粒子群算法的参数自整定伺服控制器的设计

提出了一种可以不考虑系统的数学模型以及外部的工作状况,直接通过在可行域内搜索最优解来找到合适的控制器参数的方法。以伺服系统的速度环控制器为研究对象,将粒子群优化算法应用于控制器的参数自整定中,设计了参数自整定PI控制器。在Matlab／Simulink环境下建立永磁同步电机伺服系统的仿真模型,对比了通过人工参数整定与基于粒子群优化算法的参数整定两种方法。仿真实验结果表明,该方法整定出的控制器参数可以使伺服系统的性能得到较大提高,具有较大的应用价值。     

二维精密气浮运动平台控制系统稳定性研究

二维精密气浮运动平台采用直接驱动进给和气浮导轨支承技术,不仅需要有较高的定位精密、运动速度和定位加速度,而且要求直接驱动伺服系统具有足够的稳定裕度。根据自动控制原理,对系统参数进行了分析,并完成了参数修正,论文利用Matlab语言和Simulink软件对X轴控制器电流环、速度环、位置环进行建模仿真研究,验证了二维气浮运动平台控制系统是稳定的,且有足够的稳定裕度。建立了实验单元,通过控制器参数整定软件PMAC Tuning PRO2调节PID参数,完成参数优化。实验表明平台控制系统是稳定的,优化PID参数能使系统更快到达稳定状态。     

玻璃烫钻多头研磨机微进给结构的设计与仿真

针对研磨机对进给量控制精度不足和欠稳定的问题,根据玻璃烫钻加工工艺的要求,研究比较了进给机构,并确定了玻璃烫钻的进给方案,同时研究了机床传动链,得出了机械传递函数及固有频率,为避免共振提供了理论支持.电气控制系统采用电流环、速度环和位置环3环控制方案,通过工程整定的方法首先对电流环控制器和速度环控制参数进行了确定.在此...     

基于PMAC的模糊自整定PID算法的研究

分析了基于PMAC的PID控制算法及参数整定.提出了结合PMAC的模糊自整定PID算法,深入研究了其在伺服系统中的应用.最后利用PMAC Tuning Pro软件给伺服电机输入阶跃信号和抛物线信号,并通过系统响应曲线对该算法加以验证.     

并联机构主模块伺服系统参数辨识与整定

研究一种小型可重构并联机构主模块伺服系统参数辨识与整定方法。首先导出外移动副驱动,含平行四边形支链结构的位置、速度及加速度逆解模型,并利用虚功原理建立其刚体动力学逆解模型。在此基础上,提出辨识该类伺服系统参数的一种方法。该方法采用变频三角波输入,克服了伪随机二位式序列信号幅值变化大,易造成对伺服电动机冲击,引起其速度环开环等问题,且通过附加惯性负载,可将包括伺服系统转动惯量在内的所有参数辨识出来。进而,以超调量和上升时间为优化目标,考虑随位姿变化的极限负载,对伺服系统控制器参数进行了整定,给出了伺服系统控制器参数的范围。最后,试验验证了该方法的有效性和正确性。     

绝热层缠绕成型纠偏方法与控制研究

研究了固体火箭发动机绝热层缠绕成型过程中胶带跑偏问题,设计了相应的纠偏控制方法.首先分析了缠绕成型过程中胶带跑偏的原因,提出了相应的纠偏方案和控制系统.分析了控制系统的硬件组成,并结合纠偏方案建立了完整的纠偏控制系统数学模型.基于该模型设计了电流环、转速环和整体位置环的三闭环纠偏控制策略并进行了仿真验证.其中电机内的电流环和转速环采用PI控制;在内环设计基础上,整体位置环采用模糊自整定PID控制,通过设计算法动态调整PID参数.Simulink仿真结果表明,电流环能够将超调抑制在4.61％,转速环调节时间短(0.015 s),两环的动态性能良好,且无稳态误差.通过与PID控制对比,模糊自整定PID控制的响应曲线抑制超调能力明显(3.00％),调节速度快(0.367 s),且曲线过渡光滑,这表明纠偏效果要优于PID控制.     

改进粒子群算法应用于挖掘机铲斗位置控制

挖掘机工作装置精确的位置控制是实现其轨迹自动控制的基础。提出一种改进粒子群优化算法,应用于液压系统PID参数的优化整定中,把遗传算法中的选择和交叉两种操作方式添加到标准的粒子群算法中形成的混合优化算法,提高了算法的搜索能力。建立具有整定PID控制器功能的仿真平台,使用改进粒子群算法、标准粒子群算法和相位裕度方法对PID控制器进行整定仿真,根据仿真结果,进行了模拟铲斗平地运动试验。仿真和试验结果表明改进粒子群算法整定的PID控制器参数,在电液伺服系统的动态响应和精确的轨迹控制方面有良好效果。     

基于电流滞环与变结构控制的PMSM伺服系统

深入分析了SPWM电流滞环控制的永磁同步电动机伺服系统及其速度环的变结构控制方案。电流环是PMSM伺服系统中的一个重要环节,采用SPWM电流滞环控制可方便地提高伺服系统的控制精度和响应速度,改善系统的控制性能。速度环变结构控制方案使伺服系统较常规的PI控制方案有更好的快速性和鲁棒性。从仿真结果可知,采用SPWM电流滞环控制及速度环的变结构控制能够改善系统的响应速度,基本实现无超调,且对负载扰动和参数变化的鲁棒性也有所改善。     

基于参数辨识的交流伺服速度环参数自整定

介绍了一种简便可行的交流伺服系统速度控制器参数整定方法.通过最小二乘方法辨识系统参数,利用对称最优法整定控制器参数.     

基于前馈控制的交流伺服系统高速定位控制

在要求高速、快响应的交流伺服定位系统中,采用传统PID控制很难实现高速定位.为解决此问题.在设计出包括位置环、速度环和电流环的三闭环PID伺服控制系统的基础上,引入电流环和速度环的前馈控制来提高定位控制的性能.通过仿真验证了前馈控制在指令信号跟踪方面的良好效果,然后设计出实验系统,进行了与普通PID伺服控制系统的对比实验.结果表明,引入前馈控制的PID伺服控制系统可以实现交流伺服系统的高速定位控制.