基于LMI的永磁直线电机H∞鲁棒控制器设计

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服控制中存在的模型摄动和外部干扰问题,保证闭环控制系统的鲁棒稳定和鲁棒性能,将基于状态反馈的H∞鲁棒控制器应用到永磁直线同步电机的速度环和电流环设计中,通过建立伺服系统鲁棒控制的状态空间模型,将H∞标准设计问题转化为线性矩阵不等式(LMI)的最优解求解问题,利用Matlab LMI工...     

数控龙门移动式镗铣床的同步控制策略

详细论述了两台直线永磁同步电动机驱动的数控龙门移动式镗铣加工中心的同步控制问题.对同步控制技术以及各种控制策略,包括解耦控制、自适应控制和鲁棒H∞控制等进行了介绍.     

基于LMI的磁悬浮永磁直线电动机H∞鲁棒控制器的设计

针对磁悬浮永磁直线电动机中的不确定性扰动,提出基于线性矩阵不等式( LMI)方法设计进给系统的H∞鲁棒控制器.首先,采用矢量控制方法中的id=0控制策略,把非线性系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.其次,根据H∞性能指标与线性矩阵不等式的等价性,将设计问题转化为对LMI的求解,进而得到磁悬浮永磁直线电动机系统的状态反馈H∞控制器.最后,为了验证设计的有效性,在MATLAB环境下应用Simulink建立系统的仿真模型,对控制系统进行仿真研究,结果表明所设计的H∞控制器满足对不确定性扰动抑制的要求.     

μ综合方法在高速列车垂向振动控制中的应用

针对高速轨道车辆簧上质量、弹簧刚度的摄动问题,利用线性分式变换LFT对车辆垂向振动模型进行不确定分析,将模型中摄动参数隔离出来,并根据性能要求选择权函数设计鲁棒μ控制器。以轨道高低不平顺作为外部激励进行仿真,其控制效果与基于名义模型设计的鲁棒H∞控制器进行对比。仿真结果表明:仅存在外部扰动时,鲁棒H∞控制器表现出更优的控制效果;外部扰动和内部参数摄动同时存在时,鲁棒H∞控制器控制效果明显恶化,鲁棒μ控制器表现相对稳定。鲁棒μ控制器在高速轨道车辆垂向振动抑制方面具有较优的鲁棒稳定性和鲁棒性能。     

H_2/H_∞混合控制器对异步电动机扰动研究

研究异步电动机的控制,针对异步电动机模型的不确定性问题,首先将其线性化,然后将H2/H∞控制器应用于异步电动机的调速系统中,将异步电动机调速系统的性能要求转化为混合H2/H∞控制器的设计问题。提出将基于H2/H∞控制器参数的设计方法运用到异步电动机控制系统中,很好地保证了负载等外部因素扰动情况下的系统鲁棒稳定性,保证闭环系统具有的动态和稳定性能,很好的保证了异步电动机对扰动的稳定性。     

电动助力转向系统H_∞鲁棒控制及其对操纵稳定性影响研究

针对电动助力转向(EPS)系统动态特性的要求,在考虑系统路面干扰、传感器噪声等不确定性因素的基础上,设计了一种基于H∞鲁棒控制的电动机电流H∞鲁棒控制器。建立了包括三自由度车辆模型及EPS系统模型的综合控制模型,并将汽车操纵稳定性、驾驶员路感以及EPS系统鲁棒性能作为控制目标构建了系统仿真模型。对所建立的电动助力转向系统与无助力转向系统进行了对比仿真,结果表明,所设计的H∞鲁棒控制器不仅对传感器噪声和路面干扰有明显地抑制效果,同时也能保证驾驶员拥有良好的路感,并明显地改善了汽车在高速行驶时的操纵稳定性。     

电励磁直线同步电动机磁悬浮系统H∞鲁棒控制的研究

为解决电励磁直线同步电动机磁悬浮系统状态变量之间的非线性和不确定性扰动问题,提出一种磁悬浮系统H_∞鲁棒控制方法。由电励磁直线同步电动机磁悬浮系统的运行机理,建立电励磁直线同步电动机悬浮系统的悬浮力方程和运动方程,推导悬浮系统的状态空间模型,针对状态空间模型的非线性,在平衡工作点处对其进行线性化,将系统对扰动的抑制问题归结为H_∞鲁棒控制器的设计,通过解Riccati不等式的正定解,得到悬浮系统的H_∞鲁棒控制器。最后,采用MATLAB/Simulink软件进行仿真研究,通过与PI控制比较,结果证明H_∞鲁棒控制方法可使电励磁直线同步电动机具有良好的抑制扰动的能力。     

可控励磁直线同步电动机跟踪与干扰抑制H_∞鲁棒控制器设计

针对磁悬浮可控励磁直线同步电动机控制系统,提出跟踪与干扰抑制H_∞鲁棒控制。首先,建立可控励磁直线同步电动机控制系统在磁悬浮运行状态下的数学模型;其次,为设计状态反馈与扰动前馈复合控制系统,设计扰动观测器对不确定性的外部扰动进行观测;再次,将系统对给定信号的跟踪与干扰信号的抑制问题转化为标准H_∞问题,通过解Riccati方程得到半正定解,进而设计出跟踪与干扰抑制的H_∞鲁棒控制器,以达到实现直线同步电动机数控机床磁悬浮平台精确控制的目的;最后用Matlab软件对H_∞鲁棒控制的可控励磁直线同步电动机伺服系统进行仿真研究,仿真结果表明该控制系统能够很好地跟踪给定信号,并且对于不确定性的外部扰动,H_∞控制比PI控制具有更良好的抑制作用。     

不确定时滞系统的鲁棒H∞控制

针对具有状态滞后且模型中具有时变参数不确定性和外部扰动不确定性的一类线性系统,本文研究了其鲁棒H∞控制问题.利用线性矩阵不等式LMI(Linear Matrix Inequality)处理方法,提出了无记忆状态反馈鲁棒H∞控制器的存在条件.本文所设计的状态反馈控制器能够使时滞系统不仅对时变参数不确定性具有鲁棒性,而且对外部扰动满足预定的衰减性能指标.     

电梯永磁同步门机速度环的H_∞控制器

门机在电梯的运行中动作频度很高,其稳定性和可靠性成为评价电梯性能的重要指标。为了抑制门机系统的参数摄动和负载扰动等不确定因素的干扰,以永磁同步门机控制系统作为研究对象,建立系统模型,运用鲁棒H∞控制理论设计了速度环控制器,将其代替原PI控制器。通过仿真实验输出门机系统的速度、电流和力矩曲线,经与PI控制器曲线进行对比,结果表明该控制方法能够有效抑制不确定因素对系统造成的干扰。     

双框架硅微型机械振动陀螺仪鲁棒控制研究

以内框驱动式双框架硅微型角振动机械陀螺仪为对象,建立了闭环力平衡控制模型,采用鲁棒H∞控制理论中的混合灵敏度法设计了鲁棒控制器。仿真结果表明,同开环微机械陀螺相比,通过合理选择加权函数设计出的鲁棒H∞控制器能使微机械陀螺对敏感轴固有频率摄动敏感性显著降低,微机械陀螺鲁棒性能显著提高。     

机敏约束阻尼结构的模糊H_∞控制器研究

机敏约束阻尼(SCLD)结构对结构的振动控制具有非常广阔的前景,性能优良的控制器对控制效果有着重大影响。鲁棒H∞控制的特点是在众多不确定因素下仍具有很好的鲁棒性,然而SCLD结构的有限元模型自由度数目较大,且实验时所用的传感器数目有限,通过研究发现,能够兼顾系统鲁棒性和良好的控制效果的控制策略难以实现。模糊控制是依赖于研究者的经验和实验的反复调试而设计出的控制算法,其灵活性较大,以LQR算法的输入输出关系为依据,通过反复的调试而设计出模糊控制算法,再与鲁棒H∞结合,对鲁棒H∞算法做了加权形式的修正,实现了单一H∞控制难以实现的控制效果,实验证明,模糊鲁棒H∞控制方法对加速度响应具有良好的控制效果,对振动的抑制效果大于5 dB,这对SCLD结构寻求性能良好的控制器具有借鉴意义。     

电动助力转向系统的鲁棒H∞控制研究

电动助力转向系统（Electric Power Steering,EPS）中,机械摩擦、传感器噪声和路面干扰等不确定因素将降低EPS的助力跟踪性能、转向轻便性和鲁棒稳定性。针对该问题,以电动助力转向的助力跟踪性能、转向路感和车辆操纵稳定性为控制目标,基于电压补偿控制,设计了鲁棒H∞控制器。利用MATLAB/SIMULINK搭建了EPS控制模型、二自由度整车模型、轮胎模型,在单位阶跃操纵力矩作用下,仿真对比了电压补偿控制和基于电压补偿的鲁棒H∞控制的仿真响应情况,结果表明基于电压补偿的鲁棒H∞控制具有更好的助力跟踪性能、转向路感和鲁棒稳定性。     

基于模型不确定性鲁棒结构奇异值控制研究

基于鲁棒结构奇异值理论,以工程中普遍存在的封闭空间结构———声耦合模型不确定性系统为对象,提出了设计鲁棒控制器的方法,建立了结构-声耦合系统鲁棒主动控制模型,与鲁棒H∞控制结果相比,μ-synthesis方法对模型不确定性具有良好的稳定鲁棒性和性能鲁棒性。     

表贴式与内置式无轴承永磁同步电动机电磁特性对比

为探究不同转子结构对无轴承永磁同步电动机电磁特性的影响,对2台表贴式与内置式无轴承永磁同步电动机进行对比分析。2台无轴承永磁同步电动机的定子结构、绕组通入的电流、相位、永磁体产生的气隙磁密完全相同。建立了2台电动机的有限元模型,对比分析了永磁磁链、反电动势、电感、转矩以及悬浮力等静态电磁特性。有限元仿真结果表明:表贴式永磁同步电动机永磁体的用量较小,磁链谐波分量较少;内置式无轴承永磁电动机能够产生较大的电感、转矩与悬浮力。     

永磁同步电动机SVPWM和电流滞环控制仿真分析

在永磁同步电动机(PMSM)的数学模型基础上,阐述了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)和电流滞环控制的原理,用Matlab/Simulink软件分别建立了永磁同步电动机SVPWM和电流滞环控制的速度环、电流环双闭环模型,并给出了利用Simulink的实现方法。通过对两种控制方法的仿真结果进行对比分析,证明了SVPWM比电流滞环控制具有更好的鲁棒性和快速性,为永磁同步电动机控制系统的设计提供了理论基础。     

时滞不确定超高速电液比例系统的H∞控制器研究

根据Lyapunov稳定性原理,给出了具有状态和输入时滞的参数不确定系统鲁棒渐近稳定的充分条件,并采用LM I方法得出了满足鲁棒H∞性能指标的H∞控制器的解,最后通过超高速电液比例系统H∞控制器的设计,证明了该方法的有效性。     

直线二级倒立摆系统的H_∞鲁棒最优控制

针对存在模型参数不确定性和外部扰动的直线型二级倒立摆系统的稳摆控制问题,对如何实现倒立摆系统鲁棒稳定的同时,还保证其达到期望的最优控制性能和H_∞性能指标的稳定性控制问题进行了研究。基于状态反馈、最优控制和H_∞鲁棒控制方法设计了一个H∞鲁棒最优控制器,用来实现对该倒立摆系统的稳摆控制。利用设计的控制器,基于倒立摆实验平台和Matlab数值仿真平台,使用该控制器来实现系统的控制并对稳定倒立摆的过程进行了验证。研究结果表明,该控制器能较好的实现对直线型二级倒立摆的稳摆控制,并对受控系统的模型参数摄动有较好的鲁棒性,同时还能利用最优的控制作用达到期望的H_∞性能指标。     

金属带式无级变速器数学模型极其鲁棒控制研究

介绍了金属带式无级变速器控制原理,对无级变速器电液控制系统基本组成元件进行了分析,建立了无级变速器电液控制系统的数学模型,将基于Riccati方程状态反馈解的标准鲁棒H∞控制器设计方法用于金属带式无级变速器的电液控制系统中,设计出了鲁棒H∞控制器,并进行了仿真.仿真结果表明,通过鲁棒H∞控制可使系统稳定性提高,控制精度提高,并使系统具有较强的抗干扰能力,表现出很强的鲁棒性.     

一种新型磁链滑模观测器的IPMSM无位置传感器最大转矩控制

针对传统内置式永磁电机最大转矩电流比控制中存在的磁路饱和、电感误差较大的问题,在分析传统磁链模型的基础上,设计了一种新型的磁链滑模观测器。通过对内置式永磁同步电动机在d-q坐标系上的电压方程进行变换,定义新型磁链模型,并依据新磁链矢量所在轴建立新的旋转直角坐标系。为了实现内置式永磁同步电机最大转矩电流比的控制,在新建的坐标系上借助相位角分析,完成了新定义磁链的控制方程和磁链滑模观测器设计。仿真与实验结果表明:所提出的方法可以获得精度较高的定子磁链观值,对电机电感的变化具有较强的鲁棒抑制能力,可以非常近似地估计最大转矩(MTC)。