引入弹簧杆的电动负载模拟器实验研究

针对电动负载模拟器的设计和实验分析问题,在负载器结构上引入了弹簧杆的弹性环节,降低了整个加载系统的有害多余力矩并提高了力矩加载的性能。建立了引入弹簧杆后负载模拟器的数学模型,分析了系统不同刚度系数对加载稳定性和快速性的影响。结果表明,可以采用舵机角速度作为前馈补偿来抑制多余力矩,加载实验的数据分析表明了引入弹簧杆的电动负载模拟器的动态响应能力。加载实验中需要跟踪正弦力矩加载指令,实际加载力矩的幅差和相差均小于10%。     

电动负载模拟器的发展与现状

在对电动负载模拟器多余力矩产生的机理加以分析的基础上,详细论述了电动负载模拟器多余力矩的补偿方法,提出了多余力矩的理论分析、加载电机的选用、前馈补偿参数的选择和前馈信号的获取方法,复合式控制策略的运用是负载模拟器设计的关键技术和未来的研究重点。     

炮控系统电动负载模拟器性能影响因素分析

为了抑制炮控系统电动负载模拟器中存在的多余力矩,进一步提高其输出力矩的控制精确度和动态特性,对电动负载模拟器力矩输出的影响因素进行研究。首先结合电动负载模拟器系统的结构组成和工作原理,建立数学模型,得到输出力矩对应的传递函数和具体影响因素;然后依次研究电动负载模拟器系统的连接刚度、力矩电机的输入力矩、负载电机的角度、摩擦、间隙等非线性时变量对系统力矩输出的影响,并分别采用时频阈分析和谐波跟踪等方法进行性能评估;最后结合具体仿真和实验数据,分析影响力矩电机输出力矩谐波畸变的定性和定量关系,为提高电动负载模拟器控制性能提供有力的理论支撑。     

基于迭代学习控制的电动伺服负载模拟器

电气伺服系统在体积、结构、成本和控制性能等方面比电液伺服系统更为优越，由电气伺服系统构成负载模拟器取代电液负载模拟器为被测对象提供模拟负载，将大大提高仿真加载的性能。该文探索了电动伺服负载模拟器的实现问题。针对飞行器舵系统的仿真加载需求，提出了由永磁电机伺服系统组成的电动伺服负载模拟器的系统结构；将PID反馈控制和迭代学习控制相结合构成加载复合控制器，有效地抑制了多余力矩，消除了传动间隙和加载对象参数变化对系统的影响，实现了加载转矩的高精度跟踪控制。     

TMS320F2812在电动伺服负载模拟器中的应用

电动伺服系统在体积、成本和控制性能等方面比电液伺服系统更为优越。探索了电动伺服负载模拟器的实现问题,结合数字信号处理器（DSP）开发现状,设计了基于直流伺服系统的电动伺服负载模拟器。通过优化软、硬件结构,使该模拟器操作简便,具有二次开发能力,能够满足一大类高速高精度电动负载控制的要求。     

电动负载模拟器中多余力矩的新型抑制方法

提出了一种抑制电动负载模拟器中多余力矩的新型方法，即位置伺服电动机电流前馈扰动补偿法。首先建立了电动负载模拟器的数学模型，然后讨论了加载对象角位移和加载电动机角速度前馈扰动补偿法的局限性，在此基础上提出了电流前馈扰动补偿法，并在Madab中进行仿真，得到了很好的补偿效果。     

粒子群优化模糊PID的电动负载模拟器研究

为了解决多余力矩对电动负载模拟器强干扰，影响加载指令跟踪精度的问题，将基于粒子群优化的模糊PID控制方法用于加载电机控制器的设计。首先在分析加载电机结构以及工作原理的基础上建立了电动加载系统的数学模型，并利用结构不变性原理进行前馈补偿推导；其次针对常规PID控制器无法通过变参数来应对复杂的非线性环境，以及模糊PID量化因子、比例因子难以依靠经验调整问题，提出了一种基于模糊PID和粒子群优化算法的复合控制策略；最后通过仿真验证了该控制策略在对多余力矩消除上要优于常规的模糊PID控制。     

液压负载模拟器的分析与设计

对液压负载模拟器进行了深入分析和研究。针对机液负载模拟器、电液负载模拟器和加载液压马达壳体同步反馈型电液负载模拟器3种结构型式,分析了各自的优缺点。最后,以电液负载模拟器为例,提出了按加载梯度选择最佳动力参数的方法和一种能有效减少多余力的复合控制方法     

高比例可再生能源系统惯量约束对灵活性分析的影响研究

在风电、光伏等间歇式可再生能源大量接入系统的背景下,系统惯量降低造成的系统频率稳定问题越来越突出,在灵活性资源配置中有必要考虑系统惯量的影响.从系统灵活性分析的角度出发,首先介绍了高比例可再生能源接入后净负荷的特点以及基于系统发电机惯量和容量的系统惯量计算方法.然后,在此基础之上,基于系统最大频率变化率限制和最大功率变...     

成像扫描低速变负载大惯量系统自抗扰控制

宽幅空间相机外场成像系统是一个低速变负载大惯量伺服系统,要求所设计的控制器应具有较强的扰动抑制能力,响应速度快,超调小,以及较好的低速平稳性等特点,采用传统的控制方法很难同时满足上述性能的要求,由此,提出了一种改进的自抗扰控制方法.首先,设计了一种线性跟踪微分器,以解决超调与快速性之间的矛盾;其次,设计了线性扩张状态观测器,用来观测负载的变化以及力矩波动等扰动;然后,对观测补偿后的控制对象,采用一种变结构式非线性反馈控制律,以实现系统更高的稳定精度.仿真结果表明,采用本文提出的自抗扰控制策略,与传统的PI控制器相比,稳态时速度波动的峰值由20％降低到1.6％,对于变化的负载具有较强的鲁棒性,并且在超调量小于5％的允许条件下实现了大惯量系统的快速响应,达到了预期的控制效果.     

基于转动惯量辨识的交流伺服系统自适应扰动观测器设计

在交流伺服系统中,负载转矩及系统转动惯量的变化所引起的扰动将会影响伺服系统的动态性能。本文提出一种基于转动惯量辨识的自适应扰动观测器,以系统运动方程为算法模型,选取包含转动惯量和负载转矩信息且具有较高独立性的待辨识系数作为可调参数,解决辨识过程中因参数耦合的影响而导致算法收敛速度慢以及辨识初期出现波动的问题;同时对负载变化时的辨识结果波动问题进行分析,通过合理选择参数,很好地抑制了该波动。仿真和实验表明:该扰动观测器能够快速准确地实现对转动惯量和扰动转矩的同时辨识,将该扰动观测器与伺服系统矢量控制相结合,可以有效提高系统的动态性能。     

一种简化的永磁同步电机转动惯量辨识方法

提出了一种简化的基于扰动负载转矩估测的永磁同步电机(PMSM)转动惯量辨识策略。它改变了原有收敛控制条件,在保证辨识结果精度的情况下,简化了辨识过程,减少了计算量。在Matlab/Simulink仿真平台上搭建PMSM矢量控制系统,验证了该方法的有效性。     

永磁同步电动机伺服控制系统哈密顿建模与仿真

采用新的能量成型和端口受控哈密顿（PCH）系统理论，建立PMSM的PCH系统数学模型，给出系统的反馈镇定原理。在负载转矩已知和未知时，分析了PMSM系统的平衡点稳定性，并进行仿真。结果表明，系统具有良好的伺服性能。     

基于参数辨识的永磁伺服系统转速自适应控制

针对伺服电机驱动中转速控制器性能因伺服系统参数变化而下降的问题,提出一种基于参数辨识的转速自适应控制方法。对于转动惯量的变化,在连续域建立模型参考自适应系统(MRAS),通过Popov超稳定性理论设计一种比例+积分(PI)型自适应律,提高了惯量辨识的收敛速度和稳态精度。对于负载转矩,提出一种基于中间变量设计的扰动观测器。将辨识值反馈至速度控制器中,实现控制器参数在线自整定。试验结果表明,所提转速自适应控制方法能准确辨识出转动惯量和负载转矩从而进行控制器参数调整,该方法对参数变化具有良好的鲁棒性。     

永磁同步电机转动惯量辨识研究

永磁同步电机伺服系统的控制性能不仅受到电机参数的准确性影响,还受到负载转矩变化等因素影响。为了使伺服系统具有良好的动态响应特性,需要对电机机械参数进行辨识,对负载转矩进行前馈补偿。将负载转矩和扰动转矩进行合并,应用状态观测器对合并后的扰动负载转矩进行辨识。采用积分辨识法对扰动负载转矩进行计算,得到转动惯量辨识结果。仿真和试验验证了该方法的可行性和有效性。     

基于实时负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制

为了减小负载转矩扰动对永磁同步电机转速的影响,对负载转矩扰动下永磁同步电机(PMSM)伺服系统数学模型的频域特性进行了研究,总结出负载转矩扰动和速度PI控制器参数之间的关系,提出了基于负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制方案。变增益PI(VGPI)控制器根据转速信号中特定频率分量的变化,进行控制器增益的实时调节;同时采用FPGA器件设计并实现了基于Kalman滤波器的负载转矩观测器,能够对负载转矩扰动进行实时观测和补偿,提高了永磁同步电机伺服系统对负载转矩扰动的抑制能力。实验结果验证了控制策略的有效性。