用MATLAB仿真分析自抗扰控制器的整定参数

自抗扰控制器在实际使用时有多个需要整定的参数,由于控制器参数多,又无法确定参数作用方向,因此参数整定困难,为实际使用自抗扰控制器带来不便。本文利用MATLAB软件仿真分析控制器及参数,寻求参数整定规律,简化整定过程,对实际应用自抗扰控制器具有较大的意义。     

基于时间尺度的感应电机自抗扰控制器的参数整定

自抗扰控制器(ADRC)在感应电机控制中取得了优良的控制效果, 但控制器参数整定比较困难. 本文从时间尺度的概念入手分析ADRC参数整定问题, 通过理论分析得出感应电机的时间尺度, 并结合时间尺度与ADRC参数的关系进行参数整定, 得到了感应电机按定子磁场定向矢量控制的ADRC控制器参数整定方法, 该方法尤其适于多台电机的参数整定. 仿真结果表明该方法可行, 为感应电机ADRC提供了一种参数整定方法.     

自抗扰控制器参数整定与优化方法研究

根据自抗扰控制器(ADRC)对系统按所谓"时间尺度"来进行分类的特点,提出一种基于"时间尺度"模型识别和遗传算法的ADRC参数自整定及优化的方法。仿真表明:用简单线性模型对实际过程"时间尺度"的辨识简便易行。加入惩罚策略的浮点遗传优化算法能高效地完成控制器众多参数的大范围寻优,摆脱了ADRC控制器参数整定和优化对经验的依赖,具有广泛的应用价值。     

服务机器人自抗扰控制器参数整定优化技术研究

针对服务机器人自抗扰控制器多个参数的整定,主要采用经验试法或某种优化算法进行整定,存在参数整定过程困难、整定结果陷入局部最优等问题,为了解决这些问题,提出了一种基于人工免疫遗传算法优化的服务机器人自抗扰控制器参数整定技术方法。该方法主要充分融合了人工免疫和遗传算法各自的优点,解决了单种智能优化算法出现的“早熟”问题,使得自抗扰控制器参数整定实现最优解;最后搭建仿真平台进行了实验,实验结果表明了该方法提高了自抗扰控制器控制精度、稳定性和鲁棒性,有效验证了提出方法的有效性。     

基于模拟退火智能算法的自抗扰控制器参数整定及仿真

针对自抗扰控制器（ADRC）参数多以及由于无确定参数整定算法导致的难以计算最优参数的问题,提出了结合已知参数整定规则的智能模拟退火算法（SA）．该方法改进了原始模拟退火算法的搜索规则,提高了参数搜索的范围和效率．最后,通过仿真实例验证了这种改进的智能模拟退火算法的有效性．     

永磁同步电机的自抗扰控制器参数自整定

当永磁同步电机的工作环境和工作任务发生改变时,被控对象的模型会出现较大的变化;由于每次模型改变都要对控制器的参数进行调整,为了简单、快速地对线性自抗扰控制器的参数w0、wc、b0进行整定,设计了一种基于改进粒子群的算法的参数自整定方法;该算法引入了自适应权重因子从而兼顾了粒子的局部搜索能力和全局搜索能力;为了避免粒子陷入局部最优解,采用了对粒子群进行柯西变异的方法使粒子跳出局部最优从而找到全局最优解;仿真实验表明,采用改进粒子群算法整定的线性自抗扰控制器跟踪误差比较标准粒子群算法整定的控制器的跟踪误差降低了4.89％,且比标准粒子群算法收敛速度提高了50％、收敛精度平均提高了73个数量级.     

基于调节/观测时间的自抗扰控制器参数整定

受带宽自抗扰控制器(ADRC)参数整定方法启发,给出一种基于系统调节时间/观测时间的ADRC参数整定方法.利用调节时间与控制器带宽之间的关系,给出基于调节时间整定非线性控制器参数$k_p$及$k_d$的方法;同时,利用所定义的观测时间概念,给出一种扩张状态观测器(ESO)参数整定策略.这两种ADRC参数整定方法简化了基于带宽方法的参数整定过程,拓展了其应用范围.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

根据系统时间尺度整定自抗扰控制器参数

自抗扰控制器(ADRC)取得了优良的控制效果, 但控制器参数整定比较困难. 本文利用受控系统时间尺度展开ADRC参数整定问题的研究. 首先, 在时间尺度一般定义的基础上, 根据系统单位阶跃响应, 给出了二阶系统的时间尺度计算格式. 然后, 在被控对象受扩展状态器(ESO)补偿作用所得积分器串联系统的时间尺度不变的假设下, 推导了一种基于受控系统时间尺度的ADRC控制器参数整定方法. 最后, 仿真结果表明该方法可行, 为ADRC参数整定提供了方便.     

基于频域近似的线性系统自抗扰参数整定

采用带宽法进行线性自抗扰控制器 (Linear active disturbance rejection control, LADRC)参数整定是目前被普遍接受的调参方法,便于工程人员理解,但由于控制器阶数和相对增益的选择问题限制了其推广。现有的很多基于模型的控制算法都有相对成熟且便于理解的整定方法,同时可以获得满意的控制性能,因此,本文提出基于频域近似的LADRC参数整定方法。该方法通过基于模型的（本文以广义自抗扰控制为例）控制算法求得反馈控制器,然后通过在一定频域内将二阶LADRC与其近似,通过求解非线性方程组的解来得到相应的LADRC参数整定：b0、ωc和ωo。实验仿真表明,通过该方法整定的控制器既保持了LADRC的特性同时继承了反馈控制器的部分优良特性,其结构简单,便于工程实现,为工程人员提供了一种新的参数整定思路。     

一类非线性对象的自抗扰控制器参数整定

研究一类一阶非线性对象的自抗扰控制器的设计与参数整定规则.首先简化跟踪微分器和非线性组合的设计,然后根据二阶扩张状态观测器的观测误差分析,通过理论推导和仿真实验得出控制器的参数整定规则,并以一个具有可调零点的多变量对象为仿真实例,证实了整定规则的有效性.     

异步电机的非线性自适应反步控制器设计

针对描述异步电机的动态特性方程,在一些系统参数未知的情况下,应用分离子系统的方法和反向递推技术,设计了非线性自适应控制器.实现了电机对给定转速信号和磁通量信号的输出渐近跟踪控制,保证了整个系统的全局有界稳定性.仿真结果验证了该自适应控制策略的有效性.     

改进的等效滑模控制器在异步电动机矢量控制系统中的应用

针对异步电动机矢量控制系统常规等效滑模控制存在扰动稳态误差大、抖振大、跟踪快速性差的问题,设计了一种改进的等效滑模控制器。该控制器采用改进的切换控制函数,提高了电动机的动态控制性能。仿真试验结果表明,与传统的PI控制器和常规的等效滑模控制器相比,该控制器能有效降低系统抖振,提高了系统的动态响应速度,增强了系统的鲁棒性。     

蚁群参数自适应调整的优化设计*

介绍了蚁群优化算法利用粗搜索及精搜索过程获得多维有约束函数优化的基本思想,分析了影响蚁群优化多维有约束函数问题的关键参数,给出了获得较好的蚁群函数优化性能必须在优化过程中动态的自适应地调整蚁群优化算法的关键参数 及 的指导性结论,且调整的规则是 与 的值由大到小的调整,而 的值将由小到大的调整。建立了 及 的模糊动态调整器,给出了3个模糊控制器的参数调整过程、控制器的执行策略及控制过程。采用起重机主梁优化实例对比验证了蚁群优化算法及蚁群参数自适应调整的优化算法。结果表明,采用蚁群参数自适应调整的优化算法具有求解精度高、优化效率高及参与优化的蚁群数量少等优点,该方法是求解复杂多峰函数优化的一种极好的优化方法。     

自适应逆控制的异步电机变频调速系统研究

将自适应逆控制应用干异步电机变频调速控制,对给定信号、参数摄动和外部扰动分别施以控制,使二者同时达到最佳控制效果,无需在二者之间进行折衷．利用变论域变步长的LMS自适应滤波算法,使自适应逆控制的异步电机变频调速系统及其逆系统辨识的初始收敛速度、时变系统跟踪能力及稳态精度3个指标同时达到最优．仿真实验表明了该控制的先进性和有效性．     

基于Matlab平台的球形电机控制器设计

针对直流永磁球形电机的控制原理,提出了基于洛伦兹力的直流永磁球形电机的矢量控制方法。在Matlab平台上实现该球形电机控制算法,同时验证了该算法。利用Matlab设计了球形电机控制器的上位机程序,并以DSP2407为控制器制作了球形电机控制器的硬件部分。实验结果展现了球形电机控制器的性能,实现了球形电机洛伦兹力矢量控制。     

异步电机功率因数自动控制的研究

本文给出了一种异步电机功率因数自动控制的实施方案,并在不同负载下进行了实验,实验结果表明,该方法在轻空载时具有明显的节能效果。     

An electrostatic induction motor utilizing electrical resonance for torque enhancement

An electrostatic induction motor utilizing electrical resonance to enhance its torque is introduced in this paper. The motor has patterned electrodes embedded on both of its stator and rotor, and driven by three-phase excitation voltage applied to its stator electrodes. The rotor electrodes are connected to external inductances and resistances through slip rings. The torque of the motor is maximized at resonant condition, where the slip frequency is equal to the resonance frequency of the system. A working prototype of the motor was constructed with 18-layered film electrodes. The maximum torque of the motor was 20 mNm at 10 rpm with an excitation by three-phase voltage of 0.9 kV/8.25 kHz. The motor could start itself and rotate in balance with frictions at a speed of 75 rpm with 0.9 kV/8.35 kHz excitation.     

基于无刷直流电机控制器设计

无刷直流电机具有运行效率高、调速性能好、结构简单、维护方便、运行可靠的优点,是电动汽车驱动系统的理想动力来源;安装在电动汽车上的驱动电机所处环境复杂,工况多变,启停频繁;然而,目前电机控制器响应速度慢、控制精度低、稳定性误差大、抗干扰力弱。为了解决这些难题,通过建立无刷直流电机的数学模型,研究电机的矢量控制算法基本原理以及实现方式,设计出了电流、转速双闭环的调速控制系统,通过引入先进的控制策略来提高控制器性能;最后,通过对无刷电机控制器进行实际测试,实验结果表明,与传统 PID 控制相比,在相同的调整频率下。本次设计的控制器具有调节时间小,调速范围广,转速波动小的优点,验证了设计的可行性。     

自抗扰控制在永磁直线电机控制中的应用

针对在工业中广泛应用的PID控制器的特点及存在的问题做了分析,并介绍了自抗扰控制技术的原理、结构、以及控制器的设计.对一个永磁直线电机在考虑将电机耦合视为内扰及外部摩擦干扰情况下的具体实例给出了采用自抗扰控制技术的仿真结果.同时对简化的电机模型也给出了采用PID调节的仿真结果.结合仿真结果可以看到自抗扰控制器的抗干扰性和鲁棒性都优于经典PID控制器.     

异步电机软启动的变论域模糊自适应控制策略

异步电机软启动系统是一个时变、非线性的高阶系统,将变论域模糊自适应控制方法应用于异步电机的软启动控制系统中,并建立电机软启动控制系统的Matlab/Simulink的仿真模型,给出了变论域自适应模糊控制方法的仿真结果,与传统PID控制和常规模糊软启动控制方法进行了比较。仿真结果表明,该方法具有无需精确建模、响应快速、精度高、鲁棒性好、适应性强等优点,切实可行,并优于其他控制方法。