涵道式无人机鲁棒控制系统设计

介绍了一种小型涵道式无人机的姿态控制系统的设计及实现技术.首先通过对无人机组成部分的动力学分析建立了涵道式无人机的数学模型,将模型进行线性化,并针对飞行试验过程中的不确定性以及结构紧凑带来的易受外部干扰的特性设计了基于H∞理论的鲁棒控制器,并将控制器带入非线性系统进行仿真,仿真结果验证了该算法的有效性.飞行试验结果表明,该控制器在悬停及小范围机动时比传统的PID控制器具有更强的抗干扰性,提高了飞行器的稳定性和操控性.     

解析式模糊控制在直接转矩控制系统中的应用研究

在全数字直接转矩控制系统的基础上，采用解析式模糊控制状态选择器代替传统的状态选择器，节省了存储控制规则表的内存空间，并使得控制规则具有在线自调整的能力。实验结果表明，该系统在控制性能上优于常规控制方法，具有良好的动态性能。     

直驱式风力发电系统并网控制策略研究

研究了一种用于直驱式风力发电系统的并网控制策略,建立了三相电压型PWM逆变器在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,研究了其前馈解耦控制策略。在此基础上结合空间矢量调制（SVPWM）的算法,设计了三相电压型PWM逆变器控制系统,并在Matlab的Simulink中进行了系统仿真。仿真结果表明,设计方法可行,仿真模型正确。     

直驱式风力发电系统并网控制策略研究

本文研究了一种用于直驱式风力发电系统的并网控制策略,建立了三相电压型PWM逆变器在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,研究了其前馈解耦控制策略。在此基础上结合空间矢量调制(SVPWM)的算法,设计了三相电压型PWM逆变器控制系统,并在Matlab的Simulink中进行了系统仿真。仿真结果表明,设计方法可行,仿真模型正确。     

基于双变量预测控制的表贴式永磁同步电机直接转矩控制系统

基于电压矢量幅值和相角为变量的表贴式永磁同步电机(SPMSM)定子磁链幅值和转矩表达式,给出了9个不同幅值和相角的备选电压矢量,采用预测控制计算得出施加不同电压矢量下一时刻的定子磁链幅值和转矩值,建立了基于磁链和转矩误差的目标函数,并选择使目标函数最小的电压矢量为作为下一时刻施加的最优电压矢量。仿真结果表明:在双变量预测控制下,SPMSM直接转矩控制系统运行良好,定子磁链轨迹为理想圆,磁链和转矩均符合控制要求,转速跟踪良好,定子电流波形正弦。进一步对比分析表明:与开关表和固定电压矢量选择策略相比,双变量预测控制能显著减小转矩和磁链脉动。与开关表相比,转矩脉动均方根误差降低了62.92%,磁链脉动均方根误差降低了45.05%,评价函数均值降低了60.30%;与固定电压矢量选择策略相比,转矩脉动均方根误差降低了22.40%,磁链脉动均方根误差降低了3.85%,评价函数均值降低了15.93%。     

基于ESKF-MPC的四旋翼无人机轨迹跟踪控制

四旋翼无人机的轨迹跟踪控制容易受到风扰和测量噪声的影响,针对上述问题, 提出了一种基于扩展状态卡尔曼滤波 (extended state based Kalman filter, ESKF)的模型预测控制(model predictive control, MPC)方法。 首先, 采用牛顿-欧拉方法建 立风扰影响下的四旋翼无人机动力学模型; 然后, 位置控制采用基于误差模型的 MPC 方法, 利用 ESKF 估计风扰并对控制量 进行前馈补偿; 采用反馈线性化方法将姿态动力学模型线性化, 并设计基于 ESKF-MPC 的姿态控制器;最后, 仿真结果表明测 量噪声方差为 0. 000 1 时该方法的位置跟踪均方误差比自抗扰控制方法的误差小 0. 013 m, 当方差大于 0. 000 1 时自抗扰控制 方法使得系统不稳定,而本文的方法仍可以实现较好的位置跟踪。     

基于数据手套的无人机端侧控制系统设计

为克服复杂环境下,遥控器、地面站等传统控制设备无法灵活便捷控制无人机的问题,提出一种基于数据手套的无人机端侧控制系统,该系统能够实现通过手势对无人机的控制。首先采用集成柔性传感器和惯性传感器,基于STM32的无线数据手套,用于收集训练和测试数据。根据从数据手套中获得的数据,采用部署到STM32嵌入式处理器的BP神经网络进行端侧手势识别,最后将手势转换成标定的无人机控制指令,并发送到无人机端,实现对无人机的控制。对8种手势进行共400次识别验证,手势识别率为97%。通过Airsim仿真平台进行无人机仿真实验,8种手势对应的无人机基本控制指令识别 准确率为100%,表明该系统手势识别效果理想。最终在真实场景下进行试飞,多名参与者可在1分钟内完成提前规定的总路线长度为35m的复杂飞行,实验表明无人机可对手势做出迅速反应,且该系统提供的手势控制方法简单便捷,可以在端侧实现对无人机的实时稳定地控制。     

风力发电机无速度传感器网侧功率直接控制

采用不可控整流和可控逆变的交直交结构作为直驱式永磁同步风力发电机的并网电路。从发电机转速、功率和直流母线电压之间的相互关系出发,提出利用直流母线电压进行转速观测实现无速度传感器。根据风力机特性和并网电路的功率模型,提出网侧功率直接控制实现最大风能跟踪。实现了有功／无功功率的解耦控制,并给出有功／无功的参考值选取范围。最后采用电流滞环方法进行逆变器控制。仿真结果验证了所提出的控制策略简单有效、具有良好的稳态精度和动态性能。     

面装式永磁同步电机电流矢量直接控制技术

对电机有效控制的关键是对电磁转矩的有效控制.通过对永磁同步电机传统矢量控制和直接转矩控制基本原理的对比分析,提出一种面装式永磁同步电机(surfacemounted permanent magnet synchronous motor,SPMSM)电流矢量直接控制技术.类似于传统矢量控制,其基本思想是对定子电流矢量幅值和相位的控制;类似于直接转矩控制,该技术无需通过旋转坐标变换对定子电流进行解耦,在两相静止坐标系下进行参数计算,采用Bang-Bang控制器,通过选取合适的空间电压矢量来对定子电流矢量幅值和相位进行滞环调节,进而获得优异的转矩动态响应.仿真结果表明,基于该控制技术的面装式永磁同步电机控制系统静、动态性能优异,计算量小,对电机参数不敏感,鲁棒性强.     

永磁同步电机新型直接转矩控制系统设计

针对传统的直接转矩控制转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,在分析永磁同步电机数学模型的基础上,综合矢量控制的特点,提出一种基于空间矢量脉宽调制的新型直接转矩控制系统,用PI调节器取代滞环控制器,用空间矢量脉宽调制取代开关表.同时为了提高系统性能,模糊控制被应用于该系统.在Matlab环境下建立永磁同步电机新型直接转矩控制系统仿真模型并进行仿真研究,仿真结果证明了新型直接转矩控制系统设计可行有效,在提高系统响应速度的同时,能有效减小转矩和磁链的脉动,改善控制系统的性能.     

井控与举升控制系统的供电设计方法研究

针对带压装置操作程序繁琐,用液压与自动控制相结合的方式形成井控设备与夹持装置的逻辑控制,实现了操作流程自动化。但有关供电设计部分保护功能简单、易间断、可靠性较低。首先介绍了液压与自动控制相结合的井控与举升控制系统设计原理,而后具体剖析了已有电源模块中双 AC/DC 转换器的冷备用、热备用衔接模式各自存在的问题,并提出了一种双AC/DC转换器供电系统设计方案。研究结果表明,双AC/DC转换器能够增强供电模块的可靠性,有效地解决了直流电源在供电中的可持续问题。     

基于DSP模糊参考自适应法的直接转矩控制研究

直接转矩控制是继矢量控制之后提出,并与之并行发展的一种新型的高性能交流调速传动控制技术。与矢量控制相比,直接转矩控制具有使用电机参数少、动态响应快、控制简单等特点。本文在课题组已有研究成果的基础上,定子磁链采用模糊参考自适应观测模型,在基于DSP的控制平台上实现了直接转矩控制。     

升船机电气传动系统方案的研究

针对升船机电气传动系统,提出了三种电气传动系统方案,就升船机的多电机传动速度控制和出力均衡控制进行了分析,并阐述了国内升船机传动方案应用及调试效果。     

多变量系统的广义预测控制解耦设计

针对双输入双输出机炉协调控制系统,首先将系统分解为两个双输入单输出系统,并用广义预测控制原理设计控制器,通过求解二元一次矩阵方程组,实现了多频预测的解耦控制。进行了仿真研究,仿真结果证实了算法的有效性。     

一种无速度传感器的直接转矩控制方案

基于以电机定子电流和定子磁链为状态变量的状态方程的推导 ,提出了一种速度自适应磁链观测器 ,实现了定子磁链和转速的估计 ;用在无速度传感器直接转矩控制系统中 ,具有一定的实用价值。     

MATLAB软件包中SIMULINK环境下直接转矩控制系统的仿真

针对传统的电气传动控制系统仿真建模复杂,计算量大等不便,本文利用MATLAB软件包中的SIMULINK对直接转矩控制系统进行建模。SIMULINK具有良好的用户界面和强大的功能,在该环境下结合电气系统模块库进行仿真,具有建模简便、结构直观、操作灵活等优点,用于直接转矩控制系统的仿真过程,这些特点得到了深刻的体现。     

双耦合直驱力矩电机自适应RBF网络反演控制策略研究

电机作为机械手臂的核心元器件,已成为现代工业应用研究必不可少的技术,而双电机协同运动一直是该研究领域的一大热点.因此为解决多电机协同运动、精确位置跟踪和抗干扰等问题,以当下热门的直驱力矩电机组成双耦合电机系统作为研究对象;首先,进行了精确模型下的反演控制器设计和稳定性分析,证明所设计控制律稳定;其次,在未知模型下进行RBF网络反演控制器的设计,通过Lyapunov稳定性证明得到所设计系统稳定可靠;最后,以未知模型下的自适应RBF网络反演控制器为例,进行MTALAB/Simulink仿真分析可知:所设计控制器实现能够较好的位置跟踪、响应速度快,具有很好的应用研究价值.     

基于转矩预测的直接转矩控制系统的实现

针对感应电动机直接转矩控制低速时转矩脉动大的问题,分析了转矩脉动的原因,并提出了一种转矩预测方法,实验结果表明,该方法能有效地减小转矩脉动、改善定子磁链和电流波形。     

采用模糊控制器的直接转矩控制系统仿真

用傅立叶分析 ,把变频调速原理引入直接转矩控制中 ,并在此思想指导下设计了模糊速度控制器 ,大大简化了系统设计和计算。仿真结果显示 ,系统响应速度快 ,鲁棒性好     

双馈风力发电系统的比例谐振直接电压控制

提出双馈异步发电机的比例谐振直接电压控制策略,实现双馈风力发电系统的电网同步控制。通过分析双馈异步发电机的数学模型,建立了转子旋转坐标系中转子电压对定子电压的直接控制关系。在转子旋转坐标系中采用比例谐振控制器控制定子电压,以实现对交流电网电压的无静差跟踪。与传统双馈异步发电机的电网同步控制策略相比,提出的控制策略减少了坐标旋转变换的次数,消除了转子电流的测量和控制环节,避免采用受发电机参数影响的前馈补偿控制,从而简化了控制算法,提高了控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,提出的控制策略可有效地实现双馈异步发电机的电网同步控制。