免疫内模控制及其在过热汽温系统的应用

针对火电厂过热汽温系统采用传统PID控制效果较差的问题,设计免疫内模控制器,采用免疫反馈控制与内模控制相结合,有效缓解了内模固定滤波器时间常数的鲁棒性和快速性之间的矛盾,对参数变化有很好的自适应能力.将设计的控制器应用到过热汽温系统中,通过免疫内模控制器与内模控制器在给定阶跃响应、加入扰动阶跃信号、延时增加/减少5%、惯性时间常数增加/减少5%、比例增益增加/减少5%等情况下的仿真,结果表明,所设计的免疫内模控制器性能优于内模控制器.     

交流调速系统的单神经元自适应内模控制

针对感应电机速度控制器的传统设计方法所存在的缺点,提出了单神经元自适应内模速度控制器.首先依据内模控制原理设计出内模速度控制器,该控制器具有PI结构,但只有一个可调参数,且该参数与控制系统的动态特性直接相关,再利用单神经元对此参数进行实时在线调节,实现了系统的自适应控制.在理论分析的基础上,将此控制器应用到基于数字信号处理器实现的交流电机矢量控制系统中.实验结果表明:该方法是一种有效的实时控制策略,它能使调速系统不仅具有良好的动、静态性能,而且具有很强的鲁棒性和自学习能力.     

小转动惯量PMSM电流环二自由度内模控制

为改进小转动惯量永磁同步电机电流动态响应性能,建立考虑旋转反电动势和逆变器环节的永磁同步电机电流环三阶数学模型,以该数学模型为基础,设计小转动惯量永磁同步电机电流环二自由度内模控制器.并针对该电流控制系统的鲁棒性能与内模控制器参数、反馈滤波器参数都相关的问题,引入新的反馈滤波器,使两参数分别调节系统的动态跟踪性能和鲁棒...     

永磁直线同步电机自适应模糊神经网络时变滑模控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)在跟踪不同参考轨迹运动时,易受参数变化、外部扰动以及摩擦力等不确定因素影响而降低伺服性能的问题,提出一种基于自适应模糊神经网络时变滑模控制器(AFNNTSMC)的精密位置跟踪方法.首先,在PMLSM数学模型的基础上,将时变滑模面引入到传统滑模控制器(SMC)中设计时变滑模控制器(TSM...     

感应电动机交-交变频调速系统的双内模控制研究

基于先进的内模控制理论,针对感应电动机交-交变频调速系统提出了一种双内模控制结构,并进行了调速系统的控制器设计。所设计的电流控制器为PI结构,具有对定子电流交叉耦合电势的动态解耦作用;所设计的磁链和转速控制器为PID结构,只有一个可调参数,结构简单,参数调整方便。计算机仿真实验表明,采用内模控制后,系统的输出动态性能优于工程设计方法设计的动态性能。     

基于内模控制的三电平PWM整流器控制方法

根据二极管钳位式三电平PWM整流器的电路结构,建立了在dq坐标系的解耦状态空间方程。当系统参数与模型参数不完全匹配时,传统的双闭环调节方法可能会出现解耦失败。为了实现可靠的解耦控制,将内模控制原理应用于三电平PWM整流器电流内环控制中,用内模控制器代替传统的电流PI调节器,并在Matlab/Simulink中进行了大量仿真实验。仿真结果表明,内模控制器能使系统获得优良的动静态性能,而且设计方法简单,参数调节方便。     

基于三自由度内模解耦控制的VSC-MTDC性能分析

为了解决一般解耦控制器参数整定比较复杂、解耦效果不理想的问题,探讨了用于VSC-MTDC系统的多自由度内模解耦控制方法。一自由度和三自由度内模控制可以实现有功、无功功率的解耦控制,但一自由度内模解耦控制只用一个内模控制器调节系统的跟随性、鲁棒性和抗干扰性,使系统的解耦效果和动态性能受到限制。针对其不足,文中提出一种用于柔性直流输电系统的三自由度内模解耦控制方法,其反馈控制器用于调节系统的鲁棒性、前馈控制器用于调节系统的抗干扰性、给定的内模控制器用于调节系统的跟随性能。在PSCAD/EMTDC中搭建了一个三端的直流输电系统,进行仿真验证。结果表明,三自由度较一自由度内模解耦控制具有更好的跟随性、鲁棒性和抗干扰性。     

基于自适应神经网络的PMLSM速度控制研究

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动系统的非线性与电机参数时变、易受扰动的特性,提出一种基于BP神经网络的自适应神经网络速度控制器.该控制器由一个传统的PID位置控制器、神经网络控制器(NNC)和神经网络辨识器(NNM)组成.仿真结果表明,当突加负载扰动或参数突变时,系统具有较好的动态性能和较强的鲁棒性,能够满足工业场合高精度、微进给的需求.     

电液伺服马达系统的PID内模控制

针对电液伺服马达控制系统,提出了一种PID内模控制器设计方法。内模控制作为一种先进控制策略,其设计思路是将对象模型与实际对象相并联,控制器逼近模型的动态逆。考虑到内模控制对系统模型精度要求不高的特点,本文降阶大大简化了电液伺服系统的模型。基于此模型所设计的控制器,以传统的PID为基础且使其只有一个可调参数,且该参数直接与系统的动态特性和鲁棒性相关,整定方便,避免了控制器整定的随机性与复杂性。SIMULINK仿真研究表明这种PID内模控制完全可以实现系统的控制要求,能够满足高精度电液伺服马达系统系统的性能要求。     

永磁直线同步电动机的自适应学习控制

由于没有传动机构,使永磁直线交流同步电机（PMLSM）控制器设计较为复杂.PMLSM对模型不确定性和外扰更加敏感;推力波动等非线性因素对运动精度影响很大.针对上述问题,用自适应学习方法改善PMLSM的轨迹跟踪性能,并对迭代模式和单次运行模式下算法的收敛性进行了证明,通过实验进行了算法验证.该控制方法基于迭代学习,控制器分为两个部分,通过执行重复任务自适应学习项补偿系统的非线性;另一项用于增强系统的鲁棒性,保证系统在单次运动模式下稳定.实验结果表明,这种控制方法可以有效提高PMLSM轨迹跟踪精度.     

基于神经网络的永磁直线同步电机位置控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统中的诸多不确定性问题,提出了采用神经网络来实现实时积分-比例IP位置控制器的设计。本文所提出的神经网络结构合理、简单,权值具有明确物理意义和可以在线快速调整的特点,以便进行实时控制。用由模型参考自适应参数辨识器和负载扰动力观测器构成的估计器来估计动子质量和负载扰动力。将观测的负载扰动力前馈,进一步增强系统的鲁棒性。仿真结果表明,系统具有很强的鲁棒性,同时提高了稳态精度。     

交流伺服系统的二自由度内模控制

基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。     

一类不稳定大时滞过程的二自由度IMC-PID控制

针对一类不稳定大时滞过程,提出一种二自由度IMC-PID串级控制设计方法.系统内环按照IMC原理设计为经典反馈控制结构,主要用于实现不稳定对象的镇定和快速消除系统的主扰动;系统外环设计为二自由度内模控制结构,使系统设定值响应同干扰响应分离,得以分别设计控制器.理论分析和仿真结果表明,给出的控制策略能够有效地解决一类开环不稳定大时滞过程的内模控制应用问题,并且使系统同时具有良好的控制性能和鲁棒性.     

永磁直线同步电动机速度环自抗扰控制器的设计

针对永磁直线同步电动机具有强耦合性,存在未建模动态和不确定外部扰动的特点,首先运用矢量控制方法对模型进行解耦化简,将未建模动态和不确定外扰视为一个综合扰动项,然后利用自抗扰控制技术对综合扰动项进行观测和补偿,设计出了一种不依赖于对象模型的速度环鲁棒控制器.仿真结果证明,该控制器不仅具有良好的抗外扰能力,同时对系统的内部参数如动子质量、主磁极磁链等的摄动也具有较强的鲁棒性.     

基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法

针对传统内模控制方法不能兼顾系统跟随性、抗干扰性和鲁棒性的问题,提出了一种基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法。该方法基于永磁同步电机矢量控制系统,分析了系统实现稳定性和鲁棒性的条件,根据永磁同步电机矢量控制系统的稳定性和鲁棒性条件设计了反馈控制器、反馈滤波器和前馈控制器,从而实现分别对永磁同步电机矢量控制系统的跟随性、抗干扰性和鲁棒性三种性能的优化控制,提升永磁同步电机的控制性能。仿真和实验结果验证了基于三自由度内模控制的永磁同步电机矢量控制方法的正确性和有效性。     

永磁直线同步电机进给系统模糊PID控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)永磁体磁链为常数的特点,对其d-q轴模型进行分析,提出了永磁直线同步电机进给系统的动力学方程.结合传统PID控制和模糊控制的优点,根据永磁直线同步电机直接进给系统的非线性和可能的不确定性因素,建立PID参数自调整的推理规则,设计了永磁直线同步电机进给系统的模糊PID控制器.仿真和实验结果表明,模糊PID控制器与传统PID控制器相比具有更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.     

基于摩擦和扰动补偿的永磁直线同步电机滑模控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的位置跟踪精度易受摩擦力、负载扰动等不确定性因素影响的问题,采用基于摩擦和扰动补偿的非奇异快速终端滑模控制（NFTSMC）方法来设计位置控制器。首先,建立含有Stribeck摩擦模型的PMLSM动态模型,使用自然选择粒子群算法对摩擦模型进行离线参数辨识;其次采用NFTSMC方法来确保系统状态快速收敛,避免奇异问题,利用辨识的摩擦模型进行补偿;最后采用滑模观测器对总不确定因素进行观测和补偿,削弱了抖振现象。仿真验证了所采用的控制策略提高了位置跟踪精度,同时具有快速收敛性和较强的抗扰性。     

永磁同步直线电动机径向基神经网络PID控制

针对永磁同步直线电动机的初级磁链近似为常数这一特点,在d-q轴下建立了直线电动机的数学模型。直线电动机具有非线性、耦合性、负载扰动、时变不确定性等特点。常规PID控制虽然结构简单、输出稳定、易实现,但在高速高精度应用场合却不能达到理想的控制效果。提出了一种基于RBF神经网络与传统PID控制相结合的新策略,形成RBF神经网络整定PID控制,在一定程度上改进了PID控制性能。仿真结果表明,RBF神经网络PID控制具有更好的动态响应性和更加稳定的跟踪性能。     

基于改进滑模速度控制器的永磁直线同步电机直接推力控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接推力控制中存在的超调量大、抗负载扰动能力差、响应速度慢等问题,提出了一种改进的滑模控制速度调节器。该算法中滑模控制趋近律的设计在等速趋近律的基础上引入加权积分型增益的趋近律,能有效避免系统不在滑动模态阶段时切换增益的增大。仿真结果表明:与传统PI速度控制相比,采用改进后的滑模速度控制器应用在PMLSM直接推力控制系统中,系统速度在负载变化时的响应时间缩短、抗扰动能力明显提升,增强了PMLSM推力响应的抗扰动性能。     

槽式太阳能集热场温度控制研究

为了将槽式太阳能集热回路的导热工质出口温度控制在合理范围内,需要研究调节迅速、控制效果良好的集热场出口温度控制系统。以1 MW槽式太阳能热发电实验系统为研究对象,建立了槽式集热回路动态数学模型,并基于模型开发了集热场导热工质出口温度内模控制器,并基于Simulink仿真平台搭建了集热回路工质出口温度PID控制系统和内模控制系统,对比分析了多扰动情况下2种系统的控制效果。结果表明：在太阳辐照、导热工质入口温度和环境温度的共同作用下,相较于PID控制系统,内模控制系统调节时间更短,超调量更小,控制效果更优。