直流伺服电机拖动系统的仿真研究

建立了直流伺服电机拖动系统的机电系统模型.基于该模型,在MATLAB中,对无控制策略和采用PID控制策略的拖动系统分别进行仿真.仿真结果表明:无控制策略的拖动系统在响应时间、准确性和稳定性上存在不足;而引入PID控制器后,系统的响应时间缩短为2s,超调量几乎为零,输出稳定在理想值附近,满足了拖动系统对"快"、"准"、"稳"的要求,且应用该控制策略,无需提高直流伺服电机性能,而能够大大改善拖动系统的机械特性和负载能力.     

基于相邻偏差耦合的多电机模糊PID同步控制

未知负载扰动下的多电机驱动系统如何实现多个电机运动特性的同步性控制是保证该系统性能的关键之一。本文基于相邻偏差控制策略,采用模糊自适应PID补偿器,对多个直流伺服电机的同步控制技术进行研究。在建立的直流伺服电机模型基础上,以相邻两电机转速偏差及其偏差变化率作为输入,设计模糊自适应PID补偿器,对电机反馈误差进行调节补偿。对直流伺服电机在随意扰动下的仿真结果和三轴实验平台实验结果验证了所提方案的可行性。     

硅片切割张力控制策略研究

对硅棒的切片加工技术进行了简介,分析了切割线在走线过程中张力波动产生的原因。提出基于伺服电机转矩控制和张力摆杆相结合的张力控制方案来替代现有的张力重锤控制方案,并建立了该控制方案运动学模型和动力学模型,为张力反馈控制提供了理论依据。通过建立速度控制模式下伺服电机的数学模型,提出模型参考自适应速度同步控制方案与张力摆杆的反馈相结合的张力控制策略。在MATLAB/Simulink仿真环境下分别建立基于PID控制策略和自适应控制策略的张力控制系统仿真模型,仿真结果表明该控制方案明显优于PID控制方案,能够有效控制线速度同步误差和张力波动。     

基于AMESim-Matlab的伺服电机速度-压力回路仿真研究

分析伺服电机速度-压力液压回路工作原理,利用AMESim-Matlab/Simulink接口功能建立系统联合仿真模型,设计伺服电机速度-压力反馈PID闭环控制策略,进行联合仿真试验对比分析,通过仿真分析验证所设计控制策略的可行性和有效性.     

高频疲劳试验静载载荷控制建模及仿真实现

为了研究电磁谐振式疲劳试验静载加载控制系统问题,建立了静载加载系统的双自由度模型和直流伺服电机模型,得到了系统的开环传递函数,然后基于MATLAB分析了该系统的动态特性。采用了自动控制技术经典PID控制算法和模糊控制算法来实现该系统的静载载荷控制。在Labview中运用了PID控制算法实现了该系统,并将取得的运行结果与仿真结果进行对比分析。结果表明:通过对疲劳试验静载载荷控制系统的建模及仿真实现,可以满足疲劳试验静载载荷控制的基本要求。     

材料试验机的控制策略研究及实现

以实现材料试验机的定值及速率有效控制为目的,建立了材料试验机的一般数学模型,提出了基于模糊推理的自调节PID控制策略,并应用该控制策略设计了控制器,应用到材料试验机控制系统模型中.经Matlab仿真,实验数据及相应仿真曲线表明,该控制器具有调节迅速、响应时间短、控制精确、超调量小、抗干扰能力强等特点,在试验机系统模型上获得了良好的定值控制以及速率控制,使控制性能得到了改善.     

汽车EHB系统控制策略研究

为了提高汽车线控液压制动系统的动态响应特性,在分析了线控液压制动系统工作原理的基础上建立其数学模型以及AMESim液压模型,提出了遗传算法优化PID控制策略和模糊自适应PID控制策略。基于AMESim与Matlab/Simulink软件搭建系统联合仿真研究平台,通过分析相同输入信号下实际制动轮缸压力曲线来研究线控液压制动系统在两种控制算法下的动态响应特性。结果表明遗传算法优化PID控制策略比模糊自适应PID控制策略下的系统响应时间少0.1s,前者更有助于提高线控液压制动系统的响应特性。     

电液比例阀控液压马达系统的模糊PID恒速控制

针对电液比例阀控液压马达系统,分别采用常规PID控制策略和参数自整定的模糊PID控制策略来实现液压马达的恒速控制。通过分析阀控液压马达系统的工作原理和调速原理,设计出模糊PID控制器。运用Simulink仿真工具来建立阀控液压马达系统的仿真模型,并在外加负载转矩的作用下对该仿真模型进行仿真。仿真结束后对比常规PID控制策略和模糊PID控制策略下的仿真结果,得出在模糊PID控制策略下液压马达输出转速峰值时间、调整时间、超调量和在外界突加相同负载转矩下液压马达转速调整的时间都优于常规PID控制策略。     

直流无刷电机模糊自适应PID控制系统研究

阐述了直流无刷电机工作原理及数学模型;介绍了模糊控制理论,提出模糊自适应PID控制策略;在MATLAB环境下,使用反电动势建模法建立了直流无刷电机控制系统的模型,并进行仿真分析;利用模糊自适应PID控制策略改进速度控制器中的常规PID算法,进行仿真,并将所得结果进行对比。     

基于DSP的无刷直流伺服电机精确控制策略

采用TI公司的TMS320F2812 DSP实现了一个永磁无刷直流电机运行平稳、定位准确、启动快、转矩波动小、速度控制灵活的控制.此伺服电机控制采用电流、速度、位置闭环直流调速的控制策略,通过PID调节器实现了对电流、速度、位置的调节,实现无刷直流,电动机PWM调速的实控制性、高精度以及无极调速,为伺服电机的控制提供了一个理想的解决方案.     

正交试验法在直流电动机调速控制系统PID参数整定中的应用

为提高直流电动机调速系统的控制精度,改善系统的动态性能,在确定因素后,进行了正交试验整定PID控制参数,利用Matlab软件对试验参数进行动态仿真,分析得出最优PID参数.此方法避免了大量复杂的确定PID参数组合试验,效率较高.仿真结果表明:利用正交试验法对直流电动机调速系统进行PID参数整定,可大大减少响应时间,使系统性能达到最佳,且试验次数较少.     

负荷观测器的轧机单辊传动系统负荷平衡控制

在钢铁轧制时,针对轧机单辊传动系统上下轧辊拖动电机速度响应慢、同步性能较差的问题,设计了一种基于单神经元自适应PID神经网络的负荷平衡控制器与负荷观测器相结合的控制策略.在该控制策略中,负荷观测器观测出来的上下轧辊实际负载量作为负荷平衡控制器的输入,同时前馈补偿的加入能够抑制电机的速度波动.仿真结果表明,负荷观测器的加入对电机速度响应时间和同步误差改善效果明显,轧制前电机到达稳态的响应时间缩短了近26.5％.轧制时电机回到稳态的响应时间缩短了近16.5％,同步误差绝对值最大值减小了78％,同步性能得到了有效改善.     

混凝土泵车臂架EHA系统控制策略研究

针对混凝土泵车臂架系统响应慢、动态性能差等问题，提出了采用电静液执行器(EHA)代替臂架中的传统液压系统，从而提高系统响应速度，减少臂架振动。首先介绍了EHA的工作原理与数学模型，提出了基于S曲线前馈补偿的模糊PID控制策略，其次利用AMESim与MATLAB软件搭建了混凝土泵车臂架的机械—液压—控制联合仿真模型，通过对臂架油缸伸出和缩回过程的阶跃控制仿真和正弦控制仿真，对比PID控制、模糊PID控制与基于S曲线前馈补偿的模糊PID控制3种控制策略的仿真结果，结果表明，基于S曲线前馈补偿的模糊PID控制下系统响应时间减少50%左右，超调量减少67%左右，速度跟踪误差减少50%左右。搭建EHA试验样机进一步验证基于S曲线前馈补偿的模糊PID控制策略的有效性。     

基于柔性神经网络模糊PID的永磁同步电机调速研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)的PID控制系统存在的转速响应时间慢、超调以及稳态误差大等问题,在传统PID控制上引入柔性神经网络与模糊控制,提出了一种柔性神经网络模糊PID控制算法。基于该算法设计了PMSM控制系统,并通过MATLAB建立其仿真模型。仿真结果表明,与模糊PID及柔性神经网络PID相比,柔性神经网络模糊PID控制能有效减少转速响应时间和稳态误差。     

基于内模控制器的直流伺服电机速度控制方法

为了对直流伺服电机的速度进行准确的控制,提出了一种基于内模控制器的直流伺服电机速度控制方法。在对直流伺服电机的模型分析时,计算了直流伺服电机工作时的力矩,在获取直流伺服电机的线性化机电动力学方程后,求取了直流伺服电机的传递函数。在分数阶积分器传递函数基础上,求取了其对应的谱传递函数以及相位函数。介绍了CRONE控制方法,并利用其闭环传递函数获取了内模控制器模型,利用内模控制器建立的内模控制系统,得到了系统的输出速度。在Matlab/Simulink软件上对本文方法和干扰观测器PID方法进行了速度跟踪实验。实验结果显示:本文方法能够对阶跃和曲线变化的参考速度进行准确、平稳的跟踪,较干扰观测器PID方法而言,在对阶跃变化的参考速度跟踪时,本文方法的跟踪误差减小了26.09%,在对曲线变化的参考速度跟踪时,本文方法的跟踪误差减小了34.59%。由此说明,本文方法能够控制直流伺服电机准确的跟踪参考速度。     

风力发电机组泵控液压系统变桨距控制研究

风能收集和转换主要的两种功率调节模式是风力机转速变化和桨距控制。从大型风力发电机组容量和变桨距控制的要求出发，对高性能变桨距控制技术展开研究，应用电液伺服泵控变桨距控制系统，针对变桨距控制中负载强扰动，系统控制鲁棒性差的问题，采用模糊PID控制策略，提高系统抗干扰的综合性能。通过Simulink建立模糊PID控制策略，因为负载处于强扰动工况，针对不同桨距角下，油缸所受载荷进行仿真分析，通过在Fluent中建立风机桨叶的流场模型，得出了不同风速情况下液压缸所受载荷与桨距角之间的关系。最终将系统的载荷谱装载到液压系统与控制策略仿真模型中，通过仿真与试验相结合的形式，得出系统稳态控制精度提高71%,响应时间提高34.28%,系统超调降低48.33%。验证模糊PID控制策略对于提高系统鲁棒性有良好的控制效果。     

基于TMS320F2812的移动机器人控制系统设计

为了提高移动机器人控制系统的实时性和快速性,选用直流伺服电机作为驱动系统的动力源,以TI公司生产的TMS320F2812DSP芯片为核心,设计了基于DSP的移动机器人控制系统。对传统的PID控制算法进行了改进,采用了积分分离PID作为速度调节器的控制算法。电机的转速采用M/T测速法检测。利用Matlab/Simulink建立了电机控制系统的仿真模型。通过仿真得到了与理论分析相一致的结果,证明了所采用控制方案的可行性。     

基于LabVIEW的汽车巡航控制系统设计

为提高汽车巡航的精度和稳定性,提出了一种基于LabVIEW的模糊控制方法,提出以模糊PID控制作为基础,建立汽车运动模型,利用LabVIEW中的PID工具包对系统的设计进行仿真,验证系统设计的可行性.该巡航控制系统由模拟数字信号输入装置、定速巡航控制电子控制单元和执行器等器件组成.通过仿真实验结果分析得出模糊PID控制比传统PID控制平均巡航响应时间快.仿真实验结果表明,该系统工作稳定,可以较好地满足汽车巡航系统中控制需求.     

冷带轧机电液伺服系统广义预测控制应用研究

在冷带轧机电液伺服系统中应用广义预测控制理论直接算法,采用随机梯度估计法在线估计控制器参数模型,避免了在线求解Diophantine方程,减少了在线计算时间。该控制算法基于离散受控自回归积分滑动平均模型,吸取了自适应控制的优点,使控制系统具有较好的鲁棒性和智能性。仿真研究结果表明,该方法比目前带钢生产中广为采用的PID控制策略优越,使得系统的动态品质有了较大的改善,响应时间和控制精度都有所提高。     

车载两轴转台伺服控制系统的研究

根据车栽两轴转台电气系统的性能指标要求,采用旋转变压器和位置变送器构成转轴的角位置反馈,同时检测陀螺敏感转轴在惯性空间中的速率变化;利用陀螺信号稳定转台的姿态;脉宽调制功放和直流力矩电机构成系统的执行机构;以无刷直流电机作为伺服系统的伺服电机;采用电流环、速率环、位置环三闭环的控制策略,基于TMS320F240DSP芯片设计了全数字PID控制算法,代替了该型号转台原来的模拟控制算法,实现了光电跟踪系统的高频响、超低速、宽调速和高精度。