电动汽车用开关磁阻电机瞬时转矩控制系统研究

介绍开关磁阻电机(SRM)作为电动汽车驱动电机的优势和潜力;根据电动汽车的行驶工况要求和电机自身的转矩特性,设计基于转矩分配策略的车用开关磁阻电机直接瞬时转矩控制(DITC)系统;并基于所设计的控制策略,在matlab/simulink软件中搭建控制系统仿真模型。仿真结果表明,所制定的控制策略改善开关磁阻电机的转矩脉动,使SRM能够满足电动汽车对动力性、系统响应以及乘坐舒适性的要求。     

空调温控的鲁棒自适应Fuzzy-PID控制器

针对空调系统多变量、非线性、时滞和时变的特点,提出了一种用于空调系统温度控制的鲁棒自适应两级模糊比例-积分-微分(PID)控制器并进行了仿真.该控制器通过一个模糊切换开关把模糊比例-微分控制器和模糊积分控制器结合起来,模糊比例-微分控制器用来在系统动态响应期间减小上升时间和超调,模糊积分控制器用来抗干扰和消除稳态误差.仿真结果表明,所提出的控制器与传统控制器相比不仅鲁棒性好,同时具有优良的动静态性能.     

基于无速度传感器直接转矩控制自抗扰交流调速研究

在感应电机直接转矩控制(DYC)调速系统中,常规PID速度调节器在电机受到扰动的情况下,需要花费较长时间才能使电机恢复到稳态值.为此,将一种新型的自抗扰控制器(ADRC)引入感应电机直接转矩控制调速系统中,设计速度ADRc调节器代替PID调节器,基于模型参考自适应控制(MRAS)方法设计速度观测器.对比分析了PID与ADRC两种方案下无速度传感器直接转矩控制交流调速系统性能.仿真试验结果表明,采用ADRC后,系统动态响应更快,抗扰动能力更强,在电机参数摄动的情况下,电机运行速度与指令速度偏差更小.     

多开关磁阻电机无轴传动系统同步控制方法

目的解决多开关磁阻电机同步控制中输出功率不平衡的问题,提高印刷业的生产效率和产品质量。方法在传统交叉耦合同步策略的基础上,提出一种基于神经元变结构PID控制的同步控制方法,该控制策略用一个神经元控制器实现变结构PID控制,同时用另一个神经元控制器实时调整变结构PID控制器的参数,从而保证2台开关磁阻电机的输出功率相同。结果通过仿真数据分析,其达到稳态的调节时间和动态响应时间比现有的同步控制小,且抗干扰能力也得到了提高。结论该策略可提高多电机同步控制系统的同步跟随性能和抗干扰性能,增强多电机无轴传动的同步协调控制能力。     

空调房间温度模糊分数阶PID控制器的设计

针对具有大时滞、大惯性和时变等动态特性的空调房间对象,综合模糊控制与分数阶PID控制理论,提出了模糊分数阶PID室温控制器的设计方法.首先,对于空调房间温度对象,进行数学建模.然后,运用模糊控制规则,获取相应的分数阶PID室温控制器的控制参数,从而构建出空调房间温度的模糊分数阶PID控制系统.并且,通过数值仿真对其进行验证.结果表明,该模糊分数阶PID室温控制器是可行的,与分数阶PID控制器相比,具有更好的控制性能.     

永磁同步电机直接转矩控制技术研究

与异步电机相比,永磁同步电机具有结构简单、功率因数高、转矩惯量比大等优点。但是它也存在定子和转矩脉动大,开关频率不恒定等诸多问题。该文针对永磁同步电机直接转矩控制中出现的转矩脉动较大的问题,提出了一种永磁同步电机无磁链闭环直接转矩模糊控制的方法。该方法采用模糊控制器作为转速环的控制器,并去除磁链闭环,加入磁链限幅环节,将转矩作为控制目标,通过模糊控制器的优化,得出系统具有良好动态性能和自适应性。     

分数阶PID控制对单自由度线性振子的影响

研究了基于速度反馈分数阶PID控制的单自由度线性振子的自由振动,利用平均法得到了系统的近似解析解。研究发现分数阶PID控制的比例环节以等效线性阻尼的形式影响系统的振幅,积分环节以等效线性阻尼和等效线性刚度的形式影响系统的动力学特性,微分环节以等效线性阻尼和等效线性负刚度的形式影响系统的动力学特性。对近似解析解和数值解进行了比较,二者吻合良好,验证了求解过程和近似解析解的正确性。通过系统响应的性能指标分析了分数阶PID控制的比例系数、积分环节系数、微分环节系数以及分数阶阶次变化时,对系统控制性能的影响。最后,通过单自由度1/4车辆悬架模型的控制实例,说明了分数阶PID的参数整定过程。     

基于微分几何法的非线性分数阶悬架主动控制

现有主动悬架的研究主要以线性弹簧和线性阻尼组成的悬架系统为研究背景,但油气悬架、空气悬架和磁流变悬架等实际悬架不仅具有非线性特性,而且同时具有黏弹性材料的特点。因此含有非线性刚度和分数阶阻尼的悬架模型能更准确地描述悬架的动力学性能。针对含有三次方非线性刚度及分数阶阻尼的二自由度1/4汽车悬架模型进行研究,利用Oustaloup滤波器算法对悬架系统中的分数阶微分进行近似计算,分别采用PID控制器和基于微分几何理论反馈线性化的LQR控制器对该悬架系统进行主动控制。结果表明,基于PID控制器的主动悬架和基于反馈线性化LQR控制器的主动悬架都能有效提高汽车悬架的舒适性和稳定性,其中反馈线性化LQR主动控制效果明显优于PID控制。     

基于负载观测的PMSM滑模抗扰动自适应控制

实际转速值是转角微分得到的,基于转速的观测器设计会引入微分突变．本文在滑模变指数趋近率控制的基础上,针对实际应用的永磁同步电机（permanent magnet synchronous motor, PMSM）提出了一种新的负载转矩降阶观测器设计方法,以可直接测量的转角为已知观测对象,避免引入微分突变,将观测到的负载转矩成比例地前馈补偿,以削弱负载扰动对控制性能的影响,实现滑模抗扰动自适应控制．一方面,通过理论推导,得出所提出策略的理论计算方法;另一方面,以一应用案例,建立了与实际逼近的离散仿真系统．仿真验证了观测器的无超调和快速响应特性,并通过与普通滑模控制对比分析,验证了采用该方法设计的PMSM调速系统具有动态响应快和抗外界干扰能力强的高鲁棒特性．     

基于分数阶滑模控制的高精度印刷机纠偏系统研究

目的 解决卷对卷印刷收卷不齐的问题，提高收卷精度。方法 对印刷机收卷纠偏原理进行分析，建立收卷纠偏系统数学模型，提出基于分数阶滑模控制的纠偏算法，分析其稳定性。在不同收卷线速度、不同跑偏干扰输入信号的条件下进行仿真。搭建收卷纠偏实验平台，对2种控制方法进行收卷纠偏控制实验。结果 仿真结果表明，分数阶滑模控制器比传统PID控制器具有较好的动态性能和稳态性能。实验结果表明，分数阶滑模控制算法比传统PID控制具有更高的纠偏精度。结论 分数阶滑模控制算法可以有效提高印刷机收卷纠偏精度，满足高精度印刷要求。     

基于模糊PID的电子水泵在线检测流量控制研究

目的:针对电子水泵在线检测系统工作时流量稳定时间长、稳定误差大的问题,研究一种更加高效、稳定的流量控制方式。方法:在传统PID控制方法的基础上引入模糊控制策略,设计一种实时优化PID控制的比例、积分、微分参数的模糊PID控制器;基于模糊PID控制器的设计完成了阀门开度-流量模型及传递函数的建立,以及包含参数整定的模糊PID主体设计;搭建了系统仿真模型,对比模糊PID与传统PID的仿真效果,并进行实验验证。结果:实验结果表明,模糊PID使单点流量控制稳定误差下降至±0.8%,稳定时间缩短至100 s。结论:采用模糊控制的PID调节策略能够提高电子水泵在线检测系统中流量控制的稳定性,还提高了检测效率。     

基于模糊PID控制的汽车座椅测试系统的设计

汽车座椅静载强度的测试直接关系到乘员的人身安全,其测试系统要求控制精度高,超调量小以及稳态误差小。传统的PID控制由于参数整定差,不能满足汽车座椅测试系统高精度的要求。本文将模糊控制与PID控制结合起来,设计了模糊PID控制器。通过MATLAB/Simulink对控制器的仿真分,比较传统控制和模糊PID控制的性能,验证模糊PID控制器的优越性。最终试验结果表明:模糊PID控制系统的超调量在3%以内,稳态误差在0.7%以内,具有较高的控制精度,符合测试要求。     

基于模糊分数阶PID的啤酒灌装机贮液缸内液位控制

目的 贮液缸内液位的变化对啤酒灌装机的正常工作以及产品质量和生产效率等有重要影响,传统的PID控制很难准确控制贮液缸内的液位,为提高啤酒灌装机的工作效率和啤酒的质量等,需对贮液缸内液位进行精准控制。方法 根据分数阶微积分理论的知识,提出分数阶PID控制,该控制方法将传统的PID控制推广到分数阶领域中,利用Oustaloup算法实现传统PID控制由点到面的转变,使控制精度更高。针对分数阶PID控制器参数的调整问题,结合智能控制理论,引入模糊控制算法,提出模糊分数阶PID控制,以实现参数的在线调整,并与传统控制方法进行对比。结果 利用Simulink工具箱搭建模糊分数阶PID控制的啤酒灌装机贮液缸内液位控制系统的仿真平台,与传统控制相比较,模糊分数阶PID控制器能够获得良好的控制性能指标,无论动态指标还是静态指标以及抗干扰能力,都有较大的改善。结论 采用文中提出的方法能够明显提高液缸内液位的精准控制精度,提高啤酒灌装机的工作效率以及啤酒的质量,满足了工业生产的要求。     

胶料输送电瓶车用开关磁阻电机控制策略研究

本文以12/10结构开关磁阻电机在胶料输送电瓶车驱动系统中的应用为研究背景,重点研究了开关磁阻电机在起动、助力、发电状态的运行控制。根据系统的性能要求,分别提出了开关磁阻电机在起动、助力、发电三种工作模式下的控制方法。在此基础上,构建了开关磁阻电机的驱动系统实验平台,设计了开关磁阻电机的控制软件。实验证明,研究的胶料输送电瓶车开关磁阻电机驱动系统运行控制方法性能良好,具有很好的应用前景。     

基于PLC的火力发电机组主汽温微分先行控制器分析

鉴于火力发电在电力工业中的特殊地位,作为核心部分的火力发电机组是首要改进的设备。主汽温对象的控制作为火力发电机组的重要参数,在火力发电机组组成中是主要的控制对象。为解决火力发电机组锅炉组汽温有非线性、多变量、多扰动、大滞后等问题。将基本PID控制器、模糊PID控制器及微分先行PID控制器三者应用于锅炉组汽温控制系统,并在仿真平台创设的仿真环境下进行试验。试验结果显示,微分先行PID控制器具有较其它PID控制器优势明显。微分先行PID控制器不仅减少了滞后时间问题,减小了超调量,它的控制性与动态特性与模糊PID控制器相当,比基本PID控制器性能更好。在控制结构和可靠性保障上,微分先行PID控制器优于模糊PID控制器。微分先行PID控制器实现了基于PLC程序设计,其市场前景广阔,是火力发电机组的主汽温控制器的首选。     

基于峰谷互补方法的开关磁阻电机转矩脉动抑制研究

开关磁阻电机的非线性电磁特性以及脉冲工作方式会产生明显的转矩脉动,针对这一问题,在分析开关磁阻电机转矩脉动产生原因和实际测量转矩脉动波形的基础上,提出了一种基于峰谷互补原理抑制开关磁阻电机转矩脉动的方法.该方法使用2套定转子参数相同的电机系统,使之产生相位互差180°电角度,幅值近似相同的转矩脉动波形,利用峰谷互补原理...     

基于GSSEC的开关磁阻电机驱动的海洋绞车主动升沉补偿控制方法

针对目前采用交流变频电机驱动的海洋绞车主动升沉补偿方式存在起动电流大、效率低和能耗大等不足,提出采用开关磁阻电机（switched reluctance motor,SRM）驱动的主动升沉补偿控制方式。首先,建立了开关磁阻电机的数学模型;然后,结合海洋绞车主动升沉补偿的同步控制要求,提出了基于渐进稳态控制信号误差控制（gradual steady state control signal-error control, GSSEC）的开关磁阻电机调速控制方法,并分析了该控制方法的基本原理、具体设计方法及其控制参数的优化方法;最后,对开关磁阻电机调速控制方法的效果进行了仿真分析和试验验证。结果表明：基于GSSEC的开关磁阻电机调速控制方法不仅对时变给定转速有较高的跟踪精度,而且对负载扰动具有较强的鲁棒性,有效提高了海洋绞车主动升沉补偿控制的精度。研究结果对促进海洋绞车主动升沉补偿控制功能的应用具有重要意义。     

三缸发动机式增程器扭转振动模糊PID主动抑制

针对增程器系统在发动机转矩波动激励下的多谐波扭转振动问题,提出一种模糊PID控制算法,利用发电机输出扭矩主动抑制扭转振动。建立8自由度轴系强迫振动模型,然后以角加速度以及转速为控制目标,采用模糊PID控制器主动抑制扭转振动。以均平方角加速度为扭转振动的评价指标。分析稳态和瞬态工况下扭转振动主动抑制效果。仿真结果表明,稳态工况下相比只以转速为控制目标的PID控制方式,均平方角加速度降低68.3%;相比传统的PID控制方法,均平方角加速度降低29.0%。所提出的方法可以有效抑制增程器轴系的扭转振动。     

气动调节阀最优分数阶PID控制器设计EI北大核心CSCD

针对工业控制过程气动调节阀阀位控制中非线性,模型不精确等问题,提出一种基于分数阶PID控制器(fractional order PID controller, PI~λD~μ)的阀位控制方法。分析气动调节阀工作原理并建立其数学模型,为提高模型准确性,针对分数阶PID控制器参数整定范围广、复杂性高等问题,提出一种改进量子粒子群算法(improved quantum particle swarm optimization, IQPSO)整定分数阶PID控制器参数,引入混沌映射和非均匀高斯变异增强算法寻优能力,将改进算法用于调节阀控制系统模型辨识。仿真与试验结果表明,相比于整数阶PID控制器,所设计的分数阶PID具有更快的响应速度和控制精度,能更好地满足气动调节阀阀位控制要求。     

基于分数阶PID的纸张定量双自由度Smith预估控制

目的研究纸张定量控制回路中的大时滞控制策略,减小纸张定量偏差。方法在传统Smith预估器的基础上,结合分数阶PID算法,设计由常规PID控制器和分数阶PID控制器组成的双自由度Smith预估控制系统,完成设定值跟踪和负载扰动的独立控制。设定值跟踪采用传统Smith预估控制器,负载扰动采用具有抗干扰和强鲁棒性的分数阶PID控制器。将控制算法应用到纸张定量中,并与传统控制算法相比较。结果相对于传统Smith控制,基于分数阶PID的双自由度Smith预估控制的设定值跟踪及抗扰性能更优,在纸张定量控制过程中,将定量偏差减少到±1.6 g/m~2。结论基于分数阶PID的双自由度Smith预估器可有效控制时滞,模型失配时具有较好的鲁棒性,可有效提高定量回路的控制精度。