自抗扰与改进ESO并联的永磁同步电机矢量控制

为提高永磁同步电机的控制性能,设计了一种自抗扰控制器与改进ESO并联的永磁同步电机矢量控制系统。首先,利用光滑的非线性函数改进传统的ESO,提高其对信号的平滑处理能力,并将改进的ESO与ADRC并联,提高信号处理的准确率;然后,将系统的电磁转矩与负载误差、转速误差与时间积分主动补偿到电流环,提高系统的响应速度和抗干扰性;最后,利用乌鸦算法优化ADRC的参数,减少人工参数整定的复杂度。Simulink中的仿真结果表明,改进系统比ADRC和PI控制具有更好的鲁棒性和稳定性。     

段间移相永磁直线同步电机的建模与自抗扰控制

针对高精度、大推力数控机床用永磁直线同步电机(PMLSM)端部效应引起的推力波动问题,提出了两单元电机段间移相优化设计的思想.这种思想从电机设计角度使PMLSM的推力波动大大减小,从而有效改善系统的伺服性能.然而,电机数学模型中状态变量的交叉耦合、参数摄动及负载扰动等因素严重制约着系统的伺服性能.为此,在建立段间移相PMLSM数学模型的基础上,对电机进行了自抗扰控制器设计.仿真结果表明,采用自抗扰控制器的调速系统有较好的动态性能及较强的抗干扰性、鲁棒性.     

永磁同步电机的时间尺度自抗扰控制参数整定

针对永磁同步电机(PMSM)复杂、强耦合的非线性特点,同时传统PI控制算法控制精度不高、响应速度慢等特点,提出了一种基于时间尺度参数整定的自抗扰控制(ADRC)PMSM控制策略。在传统的ADRC的基础上分析时间尺度研究参数整定问题,理论分析后得出PMSM的时间尺度,结合时间尺度与ADRC参数的关系进行参数整定。仿真结果表明,该方法在ADRC控制下有良好的动态性能并且对不同的PMSM均具有良好的鲁棒性和抗干扰能力。     

基于模型线性自抗扰的PMLSM位置控制

永磁直线同步电机(PMLSM)由于受到摩擦力变化和外部扰动等不确定性的影响,降低了伺服系统的位置控制精度.针对该问题,提出了一种基于模型信息的线性自抗扰控制算法.将PMLSM运行过程中受到所有的不确定性归为未知总扰动,建立了简化的PMLSM伺服系统控制模型.设计了融合模型参数信息的模型线性扩张状态观测器和带有加速度前馈...     

交流永磁同步系统的自抗扰控制研究

为了提高控制系统的鲁棒性,给出了交流永磁电机的速度环自抗扰控制方案.该控制方案不需要精确电机参数就可以实现扰动补偿,控制器的设计也不需要建立电机和负载的精确数学模型.自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动,据此将电机等效为由一个非线性系统构成的串联对象,设计出一阶自抗扰控制器实现对电机的转速控制.实验结果表明,自抗扰控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性,控制系统具有优良的动态性能.     

改进自抗扰的PMSM双环伺服系统控制研究

永磁同步电机(PMSM)在电机参数本身变化和外部负载干扰等复杂环境下,传统控制方法无法满足伺服系统对于精度高、抗扰性强和稳定性好的要求。针对该问题,提出一种改进自抗扰(ADRC)的双环控制策略。结合PMSM控制模型和ADRC参数在PMSM中的实际物理意义,设计了改进扩张状态观测器(ESO)的二阶非线性自抗扰控制器实现对位置和速度的联合控制,简化了控制结构以提高伺服系统响应速度,设计了一阶线性自抗扰控制器实现对电流的控制,减小其对外环的影响以进一步提高伺服系统对高性能要求,给出了双环控制器一整套参数整定方法。在MATLAB/Simulink上的仿真实验结果表明,相较于标准ESO,改进ESO更加遵循实际,整个控制策略对于负载扰动和参数摄动表现出很好的抗扰性能和控制精度。研究结果表明,该控制策略能够有效满足PMSM伺服控制系统对高性能的要求。     

基于线性自抗扰的并联液压系统同步控制北大核心

针对并联液压系统的强耦合、非线性、以及内外不确定性扰动造成同步性差的问题,提出基于线性自抗扰控制的同步控制策略。首先,基于流量连续性方程建立并联液压系统的压力与负载微分模型;然后,基于自抗扰控制理论,变换系统的状态空间方程,并将参数不确定性、扰动不确定性、模型不确定性等视作“总扰动”,设计了三阶线性自抗扰同步控制器;最后,在AMESim中搭建了并联液压系统模型,并导入MATLAB/Simulink模块,通过联合仿真验证了所提控制方法的有效性,进一步地与PID控制进行比较。结果表明,基于线性自抗扰的同步控制策略下的并联液压系统的同步精度高,鲁棒性强,为对并联液压系统同步性要求较高的重载工业工程提供了新的控制思路。     

基于扩张状态观测器的双永磁同步电机同步抗扰控制北大核心

对于双永磁同步电机系统中由于参数摄动和随机摩擦扰动引发的转速失同步现象,提出了一种新的双永磁同步电机滑模控制方法。首先,设计了扩张状态观测器去估计系统状态与实时扰动,并结合滑模跟踪控制器来提高电机在扰动作用下的跟踪性能;其次,将交叉耦合结构与滑模同步控制器结合,对电机转速的同步误差进行抗扰控制并且提升系统的同步性能。仿真结果表明,扩张状态观测器能准确估计电机系统机械角、转速及系统总扰动;设计的滑模控制器能够有效提高电机系统在扰动作用下的跟踪与同步控制性能。     

基于扩展观测器的永磁同步电机快速积分终端滑模控制

为了优化永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态性能,使用滑模控制的PMSM控制系统的非线性速度控制算法。提出一种新的快速积分终端滑模面(FITSMC),以提高传统积分终端滑模控制在速度误差远离平衡点时的跟踪误差收敛速度。针对高切换增益引起的大抖动现象,提出一种改进的抗干扰滑模速度控制器,该方法引入扩展状态观测器观测集中扰动,并在FITSMC中添加前馈补偿项。最后,通过仿真验证所提控制方法的有效性。结果表明：采用FITSMC替代传统的PI控制器,可以有效地降低动态速度跟踪误差。通过与传统方法进行比较,验证了所提方法(FITSMC+ESO)的优越性。     

电液位置伺服系统低阶自抗扰控制研究

电液位置伺服系统是一种时变非线性、外部扰动未知且数学模型复杂的高阶系统,对其采用的高阶自抗扰控制方法,需要整定参数较多,模型结构复杂,在实际工程应用中难以实现。针对这个问题,对电液位置伺服系统的一阶和二阶自抗扰控制(ADRC)性能进行研究,实现电液位置伺服系统的低阶自抗扰控制。基于Simulink建立的电液位置伺服系统的低阶自抗扰控制系统,给定阶跃和正弦信号指令,并对系统施加一个负载扰动力,分析系统的响应速度、准确性和抗干扰能力。结果表明,一阶和二阶自抗扰控制都可以使电液位置伺服系统达到稳定状态,且二阶非线性自抗扰控制系统响应速度更快,控制精度高,鲁棒性更强。     

基于TNESO的PMSLM分数阶自抗扰控制

线性自抗扰控制（LADRC）以结构简单、易于实现且抗干扰能力强的特点在永磁同步直线电机（PMSLM）中得到广泛应用,但电机启动和负载突变会导致LADRC系统中的线性扩张状态观测器（LESO）扰动估计精度下降。为此,提出一种基于时变增益非线性扩张状态观测器（TNESO）的PMSLM分数阶自抗扰控制策略。结合LESO和非线性扰动观测器（NDOB）,并根据误差与增益的关系构建动态增益函数,设计新型状态观测器TNESO;在此基础上,以分数阶PDμ控制律代替线性状态误差反馈控制律（LSEF）,建立改进型自抗扰速度控制系统,以进一步提高电机控制的实时性和鲁棒性。仿真与实验结果表明：所设计的速度控制系统可以有效减少直线电机启动、负载突变时的观测响应时间,抑制观测初始时刻扰动峰值,从而满足高性能的PMSLM速度控制要求。     

基于模糊自抗扰的镜像加工稳定支撑控制北大核心

针对大型薄壁零件镜像加工过程中的稳定支撑问题,提出了基于模糊自抗扰的力/位混合控制策略。通过支撑-工件系统模态锤击实验,分析了磁流变集成支撑装置线圈中电流变化对系统模态参数的影响。设计了支撑侧基于模糊线性自抗扰控制(FLADRC)的力/位混合柔顺控制策略,通过MATLAB/Simulink仿真实验平台建立了系统控制模型并进行了仿真分析。仿真结果表明,相较于传统PID控制,FLADRC对目标函数跟踪速度快、误差小,鲁棒性与自适应能力强。通过薄壁件镜像铣削实验验证所设计控制策略的有效性。研究结果表明,该控制策略可有效维持工件加工时支撑侧的稳定支撑。     

基于线性自抗扰控制的高频真空感应炉温度控制

真空感应炉是对金属材料进行热处理工艺的一种高效设备。在感应加热系统中,温度的高低直接影响着加热物料的质量好坏。而如何实现加热温度的精确控制,是控制系统需要解决的关键问题。目前,大部分的温度系统仍使用PID控制方法,但PID控制中的控制参数一旦确定就只能适应一个系统,这就导致了该方法具有较差的抗干扰能力,影响了系统的控制精度以及控制速度。为了改善上述PID控制的缺点,通过在真空感应炉上进行数据采集,并应用MATLAB对系统进行辨识,提出了真空感应炉的温度控制系统的线性自抗扰控制策略。设计了用来对系统的状态及总扰动进行实时观测并给予补偿的线性扩张状态观测器,求取控制器参数的收敛范围,应用劳斯判据对系统的稳定性进行分析。最后,应用MATLAB进行设定值跟踪和抗干扰能力仿真,仿真结果表明:LADRC比传统的PID控制系统具有更快的响应速度以及控制精度,且鲁棒性更优。     

基于自抗扰控制的智能泵系统

传统的定量泵+溢流阀形式的恒压油源会造成功率浪费,因此出现了一种能够自动匹配负载流量、压力需求的智能泵.建立定排量变转速智能泵系统的数学模型并分析其特点,将自抗扰控制用于智能泵的转速、压力控制.利用AMESim和MATLAB联合仿真,将可变开度节流阀作为负载,验证转速、压力的控制效果.结果表明:带有自抗扰控制的智能泵系...     

基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制北大核心

为了提高表贴式永磁同步电机无传感器控制对转子位置和转速的观测精度,提出了一种基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制策略。首先,在传统等速趋近律基础上结合指数函数提出一种新的变速趋近律作为改进型滑模观测器的滑模控制律;其次,考虑到由于逆变器的非线性等原因造成反电动势观测值中存在大量的谐波,提出了一种同步频率滤波器(synchronous frequency filter,SFF)和锁相环(phase-locked loop,PLL)相结合的方法来提取电机转子位置与速度。实验证明基于SFF-PLL的永磁同步电机无传感器控制策略可以有效提高转子位置和转速的观测精度。     

基于自抗扰控制器的测厚仪反馈式控制系统

综合考虑测厚仪反馈AGC系统轧制时存在厚度反馈时滞以及外干扰,提出将自抗扰控制技术运用于测厚仪反馈型AGC系统,设计一自抗扰控制器用来减弱厚度反馈时滞和外干扰给系统带来的不利影响.仿真结果证明该控制器能有效地抑制干扰、减小时滞对板带出口厚度的影响,其控制性能优于常规的PID控制器,为带钢厚度精度的提高提供了一种新的解决办法.     

永磁同步电机鲁棒双矢量模型预测电流控制北大核心

为了降低参数失配对永磁同步电机双矢量模型预测电流控制的影响,提出了一种永磁同步电机鲁棒双矢量模型预测电流控制。针对双矢量模型预测电流控制的预测电流值和电压矢量作用时间的参数敏感性进行分析,采用超局部模型的思想重构电流预测模型,设计扩展滑模观测器对超局部预测模型中的未知扰动项进行观测,并用Lyapunov函数证明其稳定性。仿真实验结果表明,所提方法消除了参数失配导致的电流预测值和电压矢量作用时间的误差,使PMSM系统在参数失配的情况下具有良好的性能,提高了PMSM系统的参数鲁棒性。     

液压位置伺服系统的自抗扰控制

由于闪光对焊过程中液压伺服系统存在非线性、参数时变性和强干扰性等特点,传统PID控制在控制精度上难以满足要求。依据液压伺服系统的主要影响因素和工艺要求,设计了三阶非线性自抗扰控制器。建立了液压伺服系统的数学模型,利用AMESim和Matlab软件对液压系统进行联合仿真,并将仿真结果与采用PID控制器的仿真结果进行对比。结果表明:该控制器优于传统的PID控制器,满足了液压位置伺服系统的控制要求,具有很强鲁棒性和抗干扰能力。     

异步电机调速系统的自抗扰控制研究

针对矢量控制系统存在的参数鲁棒性差的这一难点,基于自抗扰控制原理,提出了一种可以取代经典PID控制器用于异步电机调速的非线性自抗扰控制器.利用扩张状态观测器,自抗扰控制器可以估计出系统状态变量及其广义导数,从而实现异步电机的精确解耦.此外,上述控制方案不需要精确电机参数就可以实现干扰补偿,这使得自抗扰控制器的设计能够独立于异步电机的精确数学模型.仿真和实验结果表明,相对于经典PID控制器,自抗扰控制器在较宽的调速范围内具有更好的动态性能.     

基于改进IBAS-PSO的永磁同步电机控制研究

为解决传统PI控制精度低、抗干扰能力差,无法满足永磁同步电机对调速系统的精确控制等问题,提出一种改进的天牛须粒子群(IBAS-PSO)算法对PMSM转速环控制。首先,基于永磁同步电机控制原理建立PI控制模型;其次,将PSO算法与BAS算法结合,提高融合算法的整体寻优速度,改进融入贪心机制的非线性惯性权重,增强算法自适应能力,引入Levy飞行策略改进动态步长系数,避免算法陷入局部最优,并通过基准测试函数验证了所提算法具有良好的收敛速度和精度;最后,在MATALB/Simulink建模仿真并对比。结果表明,IBAS-PSO对于PI控制的各类性能指标最优,能快速控制永磁同步电机运转,增强系统鲁棒性。