电主轴死区补偿的自抗扰控制下PMSM转矩脉动抑制方法

空间矢量脉宽调制死区效应对永磁同步电机电主轴的调速控制系统及转矩脉动有一定影响,为了削弱其不利作用,在永磁同步电机（permanent magnetsynchronous motor,PMSM）无速度传感器控制系统中,提出了一种新型的具有死区补偿的自抗扰 PMSM 控制方案,针对传统自抗扰控制策略下电机转矩脉动较大的缺陷,在原有的自抗扰控制策略中加入死区补偿。仿真实验表明,系统表现出很强的自适应能力和对系统扰动良好的鲁棒性,并且大大减小了系统的转矩脉动,电主轴的性能有所提高。     

数字驱动系统死区效应的双刷新补偿

针对死区效应会导致永磁同步直线电机相电流失真、推力波动,从而限制其在精密气浮工作台等高精度、低频轻载场合应用的问题,提出了一种根据相电流极性改变驱动器输入信号脉冲宽度来补偿死区效应的方法,双刷新补偿法(DUDTC)。首先,分析了死区效应引起的驱动器输出信号脉冲宽度变化,给出了脉宽调制(PWM)信号上升沿和下降沿的补偿与相电流极性间的关系;然后,在Matlab/Simulink中对死区效应的影响和双刷新补偿法的作用进行仿真;最后,在直线气浮工作台系统中实现了双刷新补偿法。实验显示,该方法相位延迟仅0.5个伺服周期,在电机速度开环和闭环下均使相电流畸变减小,波形正弦化。结果表明,双刷新补偿法能有效改善直线电机电流环性能,且代码量少、移植性好,适用于各类数字开关驱动系统。     

基于扰动观测器的永磁同步电机预测电流控制研究

永磁同步电机具有设计简单、性能良好等优势,其应用价值已得到了证实。但受数字控制系统延时等问题的影响,永磁同步电机的动态性能极易出现损失。基于此,首先简要阐述了永磁同步电机的结构,介绍了用于永磁同步电机预测电流控制的扰动观测器的设计方法,然后重点从电压模型、电流控制算法、死区补偿等方面探讨了具体的电流控制措施,并通过实验证实了控制措施的有效性。     

三电平逆变器死区补偿控制策略研究

介绍了三电平逆变器的死区效应,分析了三电平逆变器的死区补偿策略,并将之应用于工业现场,通过实验验证了理论分析的正确性和实际可行性.     

基于DSP的死区效应补偿方法

分析了死区产生的机理和死区对输出电压、电流的影响,提出一种基于TMS320LF2407型DSP可编程死区控制功能和传感器特性的新型死区补偿方法.该方法软硬件相结合,有效改善了死区时间引起的电流畸变,且实时性高、计算量小,并通过实验验证了该死区补偿方法的有效性.     

双电磁铁比例方向阀零位位置控制死区补偿方法研究

针对双电磁铁驱动并带有阀心位置传感器的比例方向阀位置控制在零位存在死区的问题,运用Simulink对阀心位置控制系统进行了建模,对零位死区的形成原因进行了研究。通过仿真,对形成零位死区的各个影响因素对死区时间的影响程度进行了分析;基于不同的影响因素,提出了零位电流阶跃与衰减式位置指令跳跃的补偿策略;比较了该控制策略与其他控制方法对阀心位置的控制性能,最后通过实验进行了验证。研究结果表明:采用该位置控制补偿策略可以有效地消除由于系统非线性和时变性所带来的比例方向阀的零位位置控制死区,改善了阀心位置的响应波形。     

一种基于神经网络的执行器死区补偿方法

提出了采用神经网络逼近死区逆函数来补偿死区非线性的新方法.理论分析和仿真结果表明采用该方法可以很好解决控制系统中非线性环节的影响,使系统转化为广义的线性系统.该方法对死区补偿有效,并对执行器非线性补偿具有指导意义.     

基于扰动观测器的永磁同步电机电流环自适应滑模控制

针对扰动对永磁同步电机转速伺服系统性能的影响,提出了基于扰动观测器的电流环自适应滑模控制方法。设计了自适应律在线估计系统的内部参数摄动以补偿模型不确定性扰动。同时,设计了滑模扰动观测器实时估计系统外部负载扰动,并将观测值前馈补偿到电流环自适应滑模控制器,在提高系统鲁棒性的同时降低滑模控制系统的抖振。实验结果显示,采用基于扰动观测器的电流环自适应滑模控制方法,系统可快速、准确、无超调地跟踪900r/min的速度指令,调节时间为0.08s,稳态误差为±5r/min。加入0.6N·m的负载扰动,该控制方法的最大转速波动为21r/min,比PI控制方法的转速波动减小了3.4%。仿真和实验结果表明,基于扰动观测器的电流环自适应控制方法提高了永磁同步电机转速伺服系统的鲁棒性和动态响应性能,同时可有效抑制滑模控制系统的抖振。     

基于并联RSO优化自抗扰的PMSM速度控制

为提高永磁同步电机调速系统的速度精度及抗干扰能力,提出一种并联降阶状态观测器优化线性自抗扰控制的方法.对传统线性扩张状态观测器进行改进,设计了降阶状态观测器.为了提升控制器在有限带宽内的抗扰动能力,设计并联型的降阶状态观测器.仿真结果表明,控制系统的速度精度和鲁棒性得到明显的提升.     

直线电机精密工作台扰动观测器设计

针对直线电机驱动、气浮导轨支撑的精密工作台没有机械阻尼、抗扰动性能差的特点,为了在较短的位置伺服周期内(110μs)抑制工作台上的线缆扰动以及直线电机推力波动的影响,提高工作台的轨迹跟踪精度,采用了基于精密工作台名义模型的方法设计扰动观测器,构成PD+扰动观测器的运动控制结构。通过实验,与没有扰动观测器的PD控制相比较,工作台静态定位精度提高了0.3μm,以120 mm/s匀速运动时工作台的轨迹跟踪精度提高了2μm。结果表明,该控制方法计算量小,抑制外部扰动效果好,有利于工作台综合性能的提高。     

基于干扰观测器的龙门机床双驱系统的同步控制

根据动梁式龙门机床双驱动系统的结构特点及运动特性,基于拉格朗日方程,建立了龙门机床两轴之间的机械耦合模型,结合传动系统动态模型和伺服系统三闭环控制结构,得到了龙门机床双驱动系统模型;为了降低非对称结构和偏心负载等干扰对同步性能的影响,提高系统的抗干扰性,提出了一种基于干扰观测器（DOB）的双驱动系统同步控制方法;最后进行了仿真分析,仿真结果表明,通过干扰观测器对干扰进行补偿后,龙门机床双驱动系统的同步性能得到了明显的提高。     

光伏系统自适应占空比干扰观测MPPT算法研究

以自适应占空比干扰观测MPPT算法为研究对象,探明自适应占空比干扰观测MPPT算法对太阳能独立光伏系统转换效率的影响程度,优化出最佳算法模型。在日照强度、环境温度等系统参数扰动的情况下,该算法能够保持系统稳定以及良好的动态特性,最大限度地提高太阳能电池转换效率,为实现光伏系统效率最优化提供理论指导和技术支撑。     

基于迭代学习的注塑机开合模机构定位控制研究

提出一种用于提高注塑机开合模机构定位精度的迭代学习算法,该方法适用于采用开环分级动作控制并利用电子尺进行开合模机构定位的注塑机系统.同时还提出可变学习增益的方法来加快算法收敛速度;应用遗忘因子和学习律误差容限控制的方法来提高学习算法的鲁棒性.算法实际应用表明,在保证开合模动作平稳的前提下,开合模机构能达到较高的定位精度,满足相关注塑加工工艺要求.     

基于扰动补偿算法的拉床主溜板双伺服同步驱动控制策略

阐述电伺服拉床的机电一体化系统结构,介绍拉床工作台的双伺服同步驱动系统及双滚珠丝杠机械传动机构。为提高拉削过程负载断续变化时主溜板同步运行的精度,从提高单轴伺服系统本身抑制负载扰动性能的角度出发,设计基于扰动辨识和补偿机理的自校正算法,重点分析其原理。基于该自校正算法设计并实现了双轴同步驱动的控制策略,该控制策略具有简单可靠易实现的特点。以一台20 t的伺服拉床为研究对象,分别在两主溜板耦合和不耦合且受力不平衡的情况下对控制策略的同步性能进行了多种吨位的加工测试,试验结果显示该扰动补偿算法是有效的,基于该扰动算法的同步控制策略具有很好的同步精度,这给双滚珠丝杠伺服同步控制系统的应用提供了很好的理论参考和试验数据。     

基于BP算法的激光扫描测量误差补偿

针对激光扫描仪测量精度相对比较低,不能满足一些高精度零件的测量要求,在研究激光测量原理的基础上,通过分析和试验验证,确定了倾斜角度和工件焦距设置位置这两个影响测量误差的主要因素。以这两个因素为输入样本,建立误差影响因素的BP神经网络模型,实现了测量误差的软件补偿。试验证明,此方法在很大的程度上对误差进行了补偿,提高了测量精度。     

基于修正黏性摩擦LuGre模型的比例多路阀摩擦补偿

为减小摩擦对比例多路阀性能的影响,提出基于修正黏性摩擦LuGre模型的比例多路阀摩擦特性分析、模型参数辨识以及摩擦补偿方法。通过实验测试间接得出摩擦数据,运用数据拟合方法辨识出修正黏性摩擦LuGre模型的静态和动态参数。基于辨识参数设计出修正黏性摩擦LuGre模型摩擦状态观测器,将观测器摩擦信号输出量反馈到控制模型输入端,减小摩擦对比例多路阀性能的不良影响。仿真结果表明,基于辨识参数的修正黏性摩擦LuGre模型摩擦补偿方法可提高比例多路阀的位置跟踪精度。     

基于跟踪微分器的永磁同步电主轴电流控制算法

永磁同步电主轴电流PI调节器存在阶跃响应超调与跟踪速度之间的矛盾,造成电流跟踪过程出现超调,增加了PI参数的整定难度。其原因主要是,控制的“快速性”与“超调”之间的矛盾是PI调节器的固有属性,为此,根据自抗扰控制理论,提出采用跟踪微分器为d轴和q轴电流指令安排过渡过程的方法,使PI调节器对输入电流阶跃信号的跟踪更加平滑。仿真和实验结果表明：相比于采用积分分离设计的PI调节器,该方法使电流更快速、平滑地跟踪指令值,且跟踪过程无超调,增强了电主轴电流控制的鲁棒性。     

基于前馈补偿的效率优化异步电机直接转矩控制

针对异步电机在轻载和高速运行时效率低的问题,提出了一种异步电机直接转矩控制技术的效率优化算法。建立了基于定子磁场定向下旋转坐标系的电机损耗模型,分析了电机损耗与转矩、转速与定子磁链的关系,从而导出稳态时最优的定子磁链幅值,实现电机在不同工况下以最优效率运行。为解决最优磁链计算模块引入后电机控制系统动态响应慢的问题,将伺服电机控制中常用的前馈补偿与速度外环PI调节器相结合,来提高效率优化算法引入后系统的动态性能。