永磁直线同步电机无模型自适应直接推力控制

针对永磁直线同步电机模型参数不确定且时变并且在运行过程中容易受外部扰动影响的特点,首次将无模型自适应控制理论应用到永磁直线同步电机直接推力控制中.采用无模型自适应方法,实时拟合出永磁直线同步电机运行过程中电磁推力和速度之间的时变差分方程,通过控制率函数推算出给定电磁推力,实现永磁直线同步电机无模型自适应直接推力控制.与传统的PI控制相比,无模型自适应直接推力控制算法既不需要调节PI参数,又明显减少了由于电机控制系统参数变化和负载扰动引起的速度和推力脉动,在保证了系统稳定运行情况下提高了电机控制系统对内部和外部干扰的鲁棒性.     

永磁直线同步电机的模糊自适应分数阶PI~λD~μ控制

分析永磁直线同步电机的数学模型。针对永磁同步直线电机(PMSLM)强耦合、非线性的特点,把整数阶PID控制扩展到分数阶,用Oustaloup递推算法对分数阶微分算子sv进行拟合,用分数阶PIλDμ控制代替常规PID控制并与模糊控制相结合,提出一种模糊自适应分数阶PIλDμ控制器,利用模糊逻辑实现分数阶PIλDμ控制参数的在线调整。并对该控制算法进行仿真研究,仿真结果表明:该控制算法具有较好的动态稳定性和跟踪性能,对外界干扰具有较强的鲁棒性。     

基于扰动观测器的PMSM系统自适应反步滑模控制

针对负载转矩波动和系统参数变化的永磁同步电机(PMSM)系统的控制问题,提出了一种带有非线性扰动观测器的自适应反步滑模位置跟踪控制方法。首先,设计了自适应反步滑模控制器,以确保电机位置快速收敛到期望值,并设计了自适应收敛增益,以减小电机位置响应下的大的过冲;其次,设计非线性扰动观测器估计未知扰动,并为自适应反步滑模控制提供前馈补偿,以提高系统的鲁棒性,并减少稳态位置误差。仿真结果表明,该方法可以有效减少过冲,很好地实现了PMSM系统的快速位置跟踪控制,具有良好的抗扰动性能。     

基于分数阶二阶滑模的PMSM转速控制

针对永磁同步电机易受负载扰动和自身参数变化影响的问题,提出了一种基于分数阶的永磁同步电机二阶滑模速度控制器。该方法利用分数阶随时间缓慢衰减的特性,首先,在传统滑模面的基础上引入了分数阶滑模面;其次,采用螺旋算法来设计二阶滑模控制器;最后,搭建永磁同步电机矢量控制仿真模型进行仿真。实验结果表明,与传统的二阶滑模控制相比,在新的控制方法下系统有较强的抗负载扰动能力,以及减小自身参数变化时带来的影响,能够有效地提高系统的动态和稳态性能。     

交流位置伺服系统反演滑模并行复合控制

针对交流位置伺服系统负载力矩和转动惯量变化大、干扰力矩强的特点,提出一种反演滑模并行复合控制策略,设计了基于位置环滑模变结构控制器和反演控制器的并行复合控制结构,滑模控制抑制了参数摄动和负载扰动,反演控制渐近跟踪被控对象的参考位置信号和消除滑模控制的抖振。仿真结果表明:所设计的并行复合控制器能够保证系统的静、动态性能。     

基于死区时间补偿的永磁同步电机改进型模糊自适应PI控制策略

由于模糊自适应PI控制不需要精确的被控对象数学模型,且对于线性系统和非线性系统都具有良好的适用能力,而逐渐应用到电机控制系统中来。但传统模糊自适应PI控制在应用过程中,存在控制性能较差的问题。在模糊自适应PI控制理论基础上,提出一种基于死区时间补偿的永磁同步电机改进型模糊自适应PI控制策略,采用该策略能够实现无论在加速阶段还是减速阶段,均能准确、稳定地调节永磁同步电机转速。     

基于AFSA-ACA自适应模糊滑模的采煤机滚筒液压调高控制

为研究采煤机滚筒在不同复杂工况下的位置跟踪控制,以液压机构的工作原理为基础,建立了滚筒液压调高机构的数学模型。基于自适应模糊微分积分滑模鲁棒性强的优点,提出了在鱼群-蚁群融合算法优化滑模控制器参数条件下的滚筒位置跟踪控制方案,并分析了滚筒在采用一般滑模控制器及自适应模糊微分积分滑模控制器下位置跟踪的特点。仿真结果表明:采用结合融合算法优化的自适应模糊微分积分滑模控制器的滚筒调高机构对内部参数摄动及外部时变干扰具有较好的鲁棒性,能够实现位置跟踪控制。     

交流伺服系统无速度传感器模糊控制策略研究

永磁电机驱动伺服系统在提高机床加工能力方面表现出较高的潜力,目前工业普遍采用的PID控制系统不能自适应外界大干扰激励,在环境突变情况下控制效果差,影响工件加工质量。为解决这个问题,研究一种永磁电机驱动交流伺服模糊滑模变结构矢量控制系统。该系统采用id=0矢量控制策略,速度环应用等效滑模控制器来提高控制器自适应能力,并利用模糊控制优化滑模切换控制函数来消除滑模抖振;为了降低系统制造成本、减少系统结构复杂性,研究基于模糊观测器的伺服系统无速度传感器控制策略,利用模糊观测器从电机反电动势中提取转子位置和速度信号,从而省掉了传统的速度传感器。通过dSPACE半实物仿真平台对一台永磁同步电机(PMSM)进行实测,结果表明:所设计的交流伺服系统无速度传感器模糊控制策略能够在外界强烈干扰下自适应控制电机稳定运行,速度跟踪准确,鲁棒性好,控制性能比传统PID控制好。     

永磁同步电机位置伺服系统终端滑模控制

将终端滑模控制（TSMC）策略应用于永磁同步电机(PMSM)位置控制,以提高系统输出响应性能。基于终端滑动模式技术,设计一种新的有限时间收敛的干扰观测器以估计PMSM的集体不确定性,包括系统参数不确定性和未知的外部负载。与渐近收敛控制器不同,TSMC 保证系统状态误差和观测器估计误差在有限时间内能收敛到0。结果表明：与PID控制和传统反步法控制相比,所提出的控制器控制效果更好。     

数控机床自适应模糊位置伺服系统

数控机床的进给伺服水平是衡量数控档次的标准,永磁同步电机(PMSM)以其良好的动静态特性广泛应用于数控机床的伺服系统中.为此,文章以PMSM位置伺服系统为控制对象,针对该系统的非线性、参数不确定性及对时实性和无超调的要求,提出了对量化因子,比例因子进行在线寻优的自适应模糊控制方法,并在simulink环境下进行了仿真,仿真及实验结果表明,自适应模糊位置控制器具有良好的稳态精度和动态响应.     

数控永磁同步电动机自适应模糊滑模PI控制策略研究

永磁同步电动机是一个多变量、非线性、强耦合对象.在综合比较自适应控制、模糊控制、滑模变结构控制的优点的基础上,提出了一种自适应模糊滑模PI控制策略.滑模变结构控制具有强大的对系统参数变化和外部扰动良好的鲁棒性的能力,自适应模糊PI控制逼近非连续控制,削弱抖振,同时保证系统渐进稳定.仿真结果验证了所提出的控制策略的有效性.     

机电伺服系统有限时间自适应反步控制方法研究

机电伺服系统存在未建模动态及不可避免的未知扰动,会严重影响系统的伺服性能。针对未知扰动下机电伺服系统惯性负载的角位移跟踪控制问题,考虑未建模动态对系统的影响,提出一种基于有限时间的模糊自适应指令滤波反步控制方法,能有效补偿系统中的未知扰动和未建模动态,具有良好的惯性负载角位移跟踪控制效果。针对系统中存在的未知外部扰动及未建模动态,结合滤波反步法和模糊控制理论,使用模糊逻辑系统逼近未知非线性动态同时构造自适应控制器。考虑到微分计算带来的计算爆炸问题,构建有限时间指令滤波器,降低了系统的计算复杂度,并通过设计滤波误差补偿机制,对滤波误差项进行补偿,保证滤波信号的逼近能力,提升系统跟踪控制性能。通过稳定性分析,证明所设计的控制器能够保证系统的跟踪误差在有限时间内收敛。最后通过仿真实验,验证了所提控制方法的有效性。     

位置伺服系统模糊自适应滑模控制研究

位置伺服系统对响应速度、定位精度、抗扰性能等要求越来越高,传统PID控制实现容易,但依赖对象数学模型、性能有限,很难满足高要求。滑模控制不依赖对象模型、适用性强,因此提出一种对指数趋近速率进行自适应调整的滑模控制方法。以位置伺服系统为对象,分别采用PID控制、滑模控制、模糊自适应滑模控制进行定位控制及抗扰动性能的仿真及试验。结果表明:模糊自适应滑模控制较PID控制在快速定位及抗扰动性能上均明显占优;相比普通滑模控制,其动态性能更好。因此对于要求响应速度快、抗扰性能强的位置控制应用场合,提出的模糊自适应滑模控制适用性更好,有一定的应用价值。     

直线永磁同步电机变论域模糊PID控制技术研究

针对永磁同步直线电机中存在非线性、时变性、强耦合性和外部负载不确定性等特点,结合PID控制与模糊控制的优点,将变论域思想引入控制器的设计中,提出一种可变论域自适应模糊PID速度控制策略.该策略解决了在既定规则下无法保证高精度控制的问题,提高了系统的控制性能.仿真结果表明:所提出的控制策略与常规PID控制和模糊PID控制相比,具有更高的控制精度、更快的响应速度和更强的鲁棒性能.     

电液伺服系统的预设性能自适应抗扰控制

针对电液伺服系统中的扰动抑制问题,提出一种预设性能自适应抗扰控制器。在所提出的控制架构中,针对所考虑的电液伺服系统动态模型设计一种自适应扩张状态观测器,对系统中所存在的内外集总干扰进行估计,并利用自适应的形式动态调节观测器增益。设计一种预设性能的自适应反步控制器补偿干扰,并控制系统输出误差在预期的区间内收〖JP2〗敛。在反馈控制器的设计中,利用神经网络逼近未补偿扰动及虚拟控制律的导数。利用Lyapunov理论分析系统的稳定性。通过仿真试验验证所提方法的有效性,并与传统控制方法进行比较。结果表明：所提出的控制方法具有更好的伺服和抗扰性能。     

基于ESO的电液位置伺服系统自适应反步滑模控制

针对阀控电液位置伺服系统具有的不确定参数、外部干扰、系统状态不可测问题,在反步控制的基础上,同时引入滑模控制理论,提出一种带有ESO(扩展状态观测器)的自适应反步滑模控制策略。建立系统的非线性状态空间方程,基于系统模型设计出一种ESO,对速度值以及外干扰进行有效估计,同时引入自适应算法对系统不确定参数进行在线估计,设计出不确定参数的自适应律,通过Lyapunov稳定性定理证明所设计的控制器的稳定性。最后,仿真研究表明所设计的控制器能够对速度以及外干扰进行有效估计,并且具有较高品质的位置跟踪能力。     

电液位置伺服系统鲁棒反馈线性化控制

针对电液位置伺服系统存在强非线性和外界干扰不确定性的问题,提出将反馈线性化与滑模控制相结合的鲁棒反馈线性化控制策略。建立了电液位置伺服系统非线性模型,利用反馈线性化技术将其精确线性化,利用滑模控制来补偿其外界干扰不确定性,同时采用最优控制理论设计了切换函数,并引入模糊控制设计了自适应指数趋近律。以时变负载力扰动为例对系统性能进行了研究,仿真结果表明:该方法有效提高系统鲁棒性、加快响应速度和削弱了抖振。     

基于改进模糊自适应的机械手阻抗控制研究

为解决因机械手非线性不确定系统、负载变化及力传感器测量不准确等引起的轨迹位置和接触力的控制问题,研究了一种反演自适应模糊控制方法。在目标阻抗控制模型上引入改进的力补偿以及自适应控制律,并采用Lyapunov函数证明了控制系统的稳定性,同时利用模糊理论设计了模糊控制系统完成目标阻抗参数的自整定,实现了无需依赖信息模型的力/位控制。以简化的二自由度机械手模型完成仿真实验。结果表明:该控制方法具有较好的力/位控制性能,系统鲁棒性较好。