16/12极开关磁阻电机调速系统设计

影响开关磁阻电机推广的主要因素之一就是其转矩脉动较大.为了降低转矩脉动,在传统四相8/6极开关磁阻电机基础上,提出了四相16/12极开关磁阻电机的新型结构.电机控制单元采用处理速度较强的STM32F051C作为该型电机的控制芯片,并通过直接转矩控制算法对电机转矩进行控制.通过在测功机上的空载和加载试验,得出电机在不同工作状态下的绕组电流波形,经测试分析,该系统调速性能良好.     

开关磁阻电机转子位置软测量建模与仿真

位置检测是开关磁阻电机调速系统中的重要环节。实时、准确的位置信息是开关磁阻电机正确运行的关键。由于其转子位置角是各相磁链与电流的高度非线性函数,传统线性及解析的方法难以精确求得。提出了基于BP神经网络的位置检测方法,采用BP神经网络建立软测量模型,通过离线和在线相结合的方法对网络进行训练,建立开关磁阻电机的电流、磁链与转子位置之间的非线性映射,从而实现SRM转子无位置传感器的检测。仿真及实验结果表明,方法能够实现电机转子位置的准确估计,进而实现开关磁阻电机的无位置传感器控制。     

基于MATLAB的SR电机调速系统的仿真与分析

针对Matlab/Simulink仿真系统中的10/8极非线性开关磁阻电机模型进行了讨论,在简要分析了开关磁阻调速系统(SRD)各部分的基础上,建了SRD系统的仿真模型.系统采用双闭环控制,仿真过程中模型运行稳定,并和三相6/4极电机组成的调速系统仿真结果进行了比较.     

一种减少开关磁阻电机转矩脉动的算法

在电机转矩性能优化问题的研究中,针对开关磁阻电机在常规PID算法调速运行时,转矩脉动系数大的问题,提出了一种利用TS-ITAE(时间乘绝对误差的积分)的开关磁阻电机自适应控制的新方法,用交流测量法测量开关磁阻电机不同位置以及不同电流下的电感值,得到其局部的线性函数,利用ITAE准则得到开关磁阻电机局部的最优控制器函数,通过模糊TS模型实现全局的非线性控制.将常规PID控制算法和TS-ITAE控制算法分别用于开关磁阻电机的转速-电流调速系统进行仿真.仿真结果表明:采用TS-ITAE控制算法比常规PID控制算法的转矩脉动系数小,动态特性好.     

基于滑模变结构的开关磁阻电机控制仿真

研究开关磁阻电机的非线性及转矩脉动是其较为突出的缺点.从滑模变结构的理论出发,通过将一类通用滑模变结构控制方法应用到开关磁阻电机的控制系统中.在开关磁阻电机精确模型未知情况下,利用滑模变结构控制的快速性和完全自适应性,实现对开关磁阻电机的有效控制.经仿真结果表明,方法能够有效降低开关磁阻电机的转矩脉动,并改善开关磁阻电机的动态性能,同时具有较强的鲁棒性.     

SR电机模糊自整定PID控制器设计与仿真

针对开关磁阻电机的非线性、时变和强耦合性,提出了模糊自整定PID的调速控制策略.在分析SR电机非线性数学模型的基础上,将速度偏差和偏差变化率作为控制器输入,PID的三个控制参数为输出.利用模糊规则对PID参数进行在线修改,实现PID参数的自动最佳调整.通过将MATLAB中的Fuzzy Toolbox和SIMULINK有机结合,实现了基于模糊自整定PID控制器的开关磁阻电机调速系统仿真,并进行了传统PID控制与模糊自整定PID控制的仿真比较.结果表明:模糊自整定PID控制器能够明显改善系统的调速性能,具有较强的鲁棒性,并且计算量少,易于实现,便于工程应用.     

开关磁阻电机的模糊滑模控制策略研究

本文提出一种带有模糊滑模控制的开关磁阻电机转矩脉动抑制方案.针对SRM的非线性和时变性,设计了以电流偏差作为切换函数的滑模变结构控制器,并运用模糊规则对开关增益量进行智能控制,增强了系统准确性和稳定性.仿真结果表明此方案能够精确跟踪绕组电流,有效抑制转矩脉动,实现SRM电动机的高性能控制.     

基于脉冲注入的无位置传感器SRM转矩优化研究

位置传感器的引入,使得开关磁阻电机(SRM)结构复杂,可靠性降低,研究了非导通相注入脉冲的转子位置估计方法,该方法不受电机控制方式,以及绕组电流超越饱和阈值的影响.针对响应脉冲电流产生的扰动转矩,设计了基于脉冲注入法的开关磁阻电机转矩优化系统.通过转速环将转矩差转换为给定转矩,建立合理的转矩分配机制,得到给定相转矩,并将直接瞬时转矩控制(DITC)与电流闭环控制相结合使转矩准确吻合给定相转矩,从而实现电机的循环控制,有效减小了脉冲电流产生干扰转矩对转矩波动的影响.建模仿真验证了方法的可行性:对基于脉冲注入的无位置传感器开关磁阻电机的转矩脉动具有良好的抑制效果.     

开关磁阻电机高性能间接瞬时转矩控制

针对开关磁阻电机(switched reluctance motor, SRM)在运行过程中存在明显转矩脉动的问题,提出一种基于自适应PI算法的高性能间接瞬时转矩控制方法。通过PI型迭代学习控制算法实现相转矩指令到相电流指令的精确映射,PI型迭代学习控制算法的学习能力可消除传统线性转矩逆模型的求解误差。利用开关磁阻电机中增量电感的特点设计了自适应PI电流环,可自动调整电流控制器的增益,消除电感在不同位置对电流环跟踪控制的影响,进而可有效抑制开关磁阻电机的转矩脉动。对三相12/8极开关磁阻电机调速系统进行了仿真分析,仿真结果验证了所提高性能间接瞬时转矩控制策略的有效性。     

一种开关磁阻电机建模方法的研究与实现

由于开关磁阻电机的非线性特点,难以建立一个精确的开关磁电机的模型,为了精准建立开关磁阻电机模型,利用径向基函数神经网络良好的非线性映射能力在获取准确磁链样本数据基础上训练神经网络,利用训练的径向基神经网络构建开关磁阻电机非线性模型.在此基础上,采用角度位置控制和电压脉宽调制控制相结合的方法搭建开关磁阻电机驱动控制系统的仿真框架.仿真结果表明:利用径向基函数神经网络的方法可以克服开关磁阻电机的非线性问题,所建立的开关磁阻电机模型可以正常稳定运行.从而证明上述方法的合理有效性.     

智能厂房温湿度控制系统

首先分析了厂房温湿度控制与一般建筑物空调系统的区别,指出现在流行的空调控制方法不适合厂房温湿度控制;接着提出一种智能温度控制方法,它不需要确定系统的数学模型,用专控制的方法,在不同控制阶段分别采用开关控制,模糊控制和智能ＰＩＤ控制;最后介绍了实行结果。     

A three-loop model-following control structure: theory and implementation

This article presents a novel three-loop control system, which supplements control structures known from the literature as model following control (MFC). The major advantage of the proposed system is its high robustness to process parameter variations; it is much higher than that offered by single-loop or two-loop control systems. Features of the new structure are revealed by a theoretical analysis that has been carried out from the viewpoint of requirements for a force/pose controller of a Stäubli RX60 manipulator. This article shows how the proposed control structure responds to such strong process parameter variations and makes a comparison to results yielded by single-loop control structures.     

模型跟踪广义预测鲁棒自适应控制器

本文采用滤波CARMA模型,基于内模原理,提出了一种新的广义预测鲁棒自适应控制器,并分析了闭环系统性能,在新的控制器中,引入适当的前馈作用,使得跟踪和调节问题解耦,利用部分状态跟踪、模型参考以及极点配置方法解决跟踪问题,利用多步预测滚动优化方法解决调节问题;适当选择滤波器可以保证对平稳随机扰动有满意的响应,减少可调参数对闭环系统响应的影响,增强系统对未建模动态的鲁棒性,仿真结果表明:该控制器对确定性和非平稳随机扰动具有不变性,对系统时延和阶次变化具有鲁棒性,适用于非最小相位和开环不稳定系统。     

一种专家智能控制器的仿真研究

该文提出一种专家智能控制器（简称为ＥＩ控制器）．该控制器的参数可基于专家知识和过程参数的变化实时进行调整。仿真结果表明对于工业过程中的大纯滞后、非线性、变参数特性能获得较为满意的调节效果。     

自动化技术专题讲座(Ⅳ)──智能控制技术与应用

主要介绍智能控制的原理、结构、类型和应用。     

Stabilization of robot motion and contact force interaction for third-order motor dynamics

An approach to the synthesis of control laws stabilizing motion and force in contact tasks, based on the exponential stability of the closed-loop control system, is described. When using the synthesized control laws, simultaneous stabilization of both motion and force is achieved with a preset quality of the transient responses. The task is solved in a most general form, taking into account the constraints on robot control, its position and the force of interaction of the robot and the environment, and the external perturbations and inaccuracies of the measuring sensors, when the environment dynamics is being described by nonlinear second-order differential equation, and the robot dynamics includes the third-order equations of the robot actuators dynamics.     

专家PID控制在印染过程温度控制中的应用

对于具有较大时滞,非线性和时变性特点的打样机对象(它是印染行业中的一种小型设备),常规PID控制方法往往难以达到良好的控制效果.本文将专家控制器与常规PID控制器相结合,提出了一种智能控制器结构.试验表明,与常规PID控制器相比,该控制器的控制精度有了明显的提高.     

六自由度并联机器人分散鲁棒非线性控制

针对六自由度并联机器人动力学特点,提出了一种新型分散鲁棒非线性控制方法.与传统PD控制策略和已有分散鲁棒非线性控制方法相比,由于控制律中增加了广义误差的小数幂项,改进后的方法除保持原方法的优点外,还具有较强的终端收敛能力,能够保证跟踪误差以更快的速度全局一致收敛到一个更小的剩余集.通过选择合适的控制器参数,可使剩余集趋于0.运用Lyapunov方法分析了系统稳定性,给出了系统稳定性条件.最后,仿真结果验证了该方法的有效性.     

Feedforward output-feedback control for continuous exothermic reactors with isotonic kinetics

The robust feedforward (FF) output-feedback (OF) control problem of (possibly open-loop unstable) continuous exothermic jacketed reactors with isotonic kinetics with respect to reactant concentration is considered. The volume, temperature, and concentration must be regulated by manipulating the feed, exit and coolant flowrates on the basis of volume and temperature measurements. The problem is addressed as an interlaced controller-observer design within a constructive control framework. The result is a quasi linear-decentralized (qLD) FF-OF dynamic controller which: (i) recovers (up to observer convergence) the behavior of a robust nonlinear FF-SF controller, (ii) has closed-loop stability conditions coupled with conventional-like tuning guidelines, and (iii) constitutes an add-on to the PI control scheme commonly employed in industrial reactors. The approach is tested with an open-loop unstable reactor example through simulations.     

Multivariable PID control by decoupling

This paper presents a new methodology to design multivariable proportional-integral-derivative (PID) controllers based on decoupling control. The method is presented for general n × n processes. In the design procedure, an ideal decoupling control with integral action is designed to minimise interactions. It depends on the desired open-loop processes that are specified according to realisability conditions and desired closed-loop performance specifications. These realisability conditions are stated and three common cases to define the open-loop processes are studied and proposed. Then, controller elements are approximated to PID structure. From a practical point of view, the wind-up problem is also considered and a new anti-wind-up scheme for multivariable PID controller is proposed. Comparisons with other works demonstrate the effectiveness of the methodology through the use of several simulation examples and an experimental lab process.