基于占空比优化的永磁同步电机双矢量FCS-MPC

在永磁交流伺服系统中,一般采用电流、转速和位置三环级联控制结构。作为最内部的电流环,其动态和稳态性能直接影响系统的整体性能。与传统的PI控制相比,有限集模型预测控制具有动态响应快的优点,但传统的有限集模型预测控制存在电流纹波较大的问题。为解决该问题,提出一种基于占空比优化的双矢量FCS-MPC,选择最优的矢量组合并分别计算各矢量的作用时间,从而获得更精确的电压矢量。仿真结果表明,和传统的有限集模型预测控制相比,该控制算法能够显著降低电流纹波。     

内置式永磁同步电主轴模糊滑模联合矢量控制

针对内置式永磁同步电主轴驱动控制系统的特点,提出了最大转矩电流比控制策略以处理定子电流。最大转矩电流比控制策略的核心是采用牛顿迭代法对定子电流进行有效解耦,再利用闭环控制稳定跟踪实际数据,不断对定子电流进行改善,并建立模糊滑模联合控制模块,在提高系统的响应速度的同时优化系统的鲁棒性,抑制了系统的转矩波动,改善了系统输出性能。分析了滑模控制(Sliding mode control, SMC)与模糊控制的优缺点,提出模糊滑模联合控制。联合控制使系统升速的时间缩短了0.24 s,最大超调量减小为1.3 r/min,减小了系统升速时的波动,同时使得系统稳定运行期间的转矩波动低于1 r/min。试验结果表明联合控制不但具有滑模控制的快速响应能力以及较小超调量的优点,同时具有模糊控制在系统稳定运行期间有效抑制转矩波动的优点。     

基于电流滞环与变结构控制的PMSM伺服系统

深入分析了SPWM电流滞环控制的永磁同步电动机伺服系统及其速度环的变结构控制方案。电流环是PMSM伺服系统中的一个重要环节,采用SPWM电流滞环控制可方便地提高伺服系统的控制精度和响应速度,改善系统的控制性能。速度环变结构控制方案使伺服系统较常规的PI控制方案有更好的快速性和鲁棒性。从仿真结果可知,采用SPWM电流滞环控制及速度环的变结构控制能够改善系统的响应速度,基本实现无超调,且对负载扰动和参数变化的鲁棒性也有所改善。     

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。     

直流电动机非独立控制调磁调速系统的专门环节

要求调速范围宽的恒功率负载直流电动机拖动系统,多采用调节电枢电压与调节磁场电流相结合的调速方式。即在电动机基速(额定转速)以下采用调压调速,在基速以上则采用调磁调速。调磁调速有两种控制方式:独立控制和非独立控制。在独立控制方式中,调压与调磁是分别控制的,操作很不方便,因而独立控制方式已渐少用。在非独立控制方式中,调压与调磁是由同一个给定电位器控制的,操作简便,因而应用越来越多。本文简要说明应用最大值选择器等专门环节实现非独立控制的工作原理及国外机床上应用这类环节的线路特点。一、工作原理直流电动机的转速n与反电势E_zd成正     

计算机控制直流伺服系统设计与仿真

研究了对伺服系统数学模型的建立和电流环、转速环、位置环三环调节器的设计、调节器的离散化以及性能仿真.     

数控系统反馈故障实例分析

现代数控机床伺服系统常采用闭环或半闭环控制系统,而且是三环控制.外环是位置环,中环为速度环,内环为电流环.图1为当前典型的闭环、半闭环伺服系统控制方式示意图(数字伺服与此略有不同).     

APF空间矢量预测电流控制策略研究

影响有源电力滤波器性能的两个关键环节是无功谐波电流检测环节和电流跟踪控制环节。本文先阐述APF的原理与系统结构,然后对基于ip-iq运算方法的谐波电流的实时检测方法进行论述。为提高APF的电流跟踪性能,采用电压空间矢量预测电流控制方法。最后仿真实验表明,该方法具有更好的电流控制效果。     

扫描磁铁电源的电流跟踪控制策略研究

介绍了一种工业辐照加速器中扫描磁铁电源设计的改进方案,提出了基于电流跟踪的闭环控制策略,对简单的开环控制进行改进。使扫描磁铁电源输出电流峰-峰值为0～7A、扫描频率为6～10Hz可调的连续三角波。采用电流跟踪控制策略,通过电流误差信号进行反馈补偿,改进方案下电流波形的线性度更好,系统的鲁棒性更强。     

MentorⅡ和FX2N-80MR PLC在B2020龙门刨床数字化改造中的应用

MENTORⅡ是英国CT公司生产，具有当代水平的全微机化工业用DC电动机调速驱动器最新系列产品，输出电流范围25～1850A。全系列产品具有控制、监测、保护和串行通信的功能，直流调速是控制电枢的端电压从而控制送入电动机的电流。如果要求速度超过基速，则驱动器有控制磁场的能力，工作在基速以下的系统，采用独立励磁方式，可扩展速度和转矩的控制功能，以满足更复杂的电动机应用场合。     

基于DSP控制的CCAS溶解氧控制系统

针对CCAS污水处理中溶解氧浓度控制存在的问题,建立了溶解氧DO环、速度环和电流环组成的三闭环系统模式,以TMS320LF2812作为主控芯片,实现了对风机的FOC矢量变频控制、对溶解氧施以Smith预估补偿的闭环控制,系统仿真证明,该系统具有良好的动态性能,较高的实用价值。     

基于TMS320F28335的无刷直流电机调速系统设计

为了提高无刷直流电机的控制效果,设计了以TMS320F28335为主控制器的无刷直流电机调速控制系统.该系统采用转速电流双闭环控制策略,以16位A/D转换器ADS8556和2SD106AI - 17驱动器为核心外围器件构成硬件系统,并在此基础上完成软件设计.实践证明:该调速系统运行稳定,控制算法合理,带负载能力强.     

变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达系统恒转速控制方法研究

以变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统为研究对象,提出变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法。建立恒流状态下系统恒转速控制的数学模型,分析系统的相乘非线性特征与变量马达斜盘摆角基准值的计算方法,采用稳态控制量叠加基于小信号线性化补偿控制量的控制方法。通过定量泵-变量马达系统的开环辨识,得到系统参数。对系统进行仿真与试验研究,得到在恒流状态下变量马达斜盘阀控缸的响应速度、马达斜盘摆角和定量泵转速对系统控制特性的影响规律,验证变转速输入定量泵-恒转速输出变量马达容积调速系统的控制方法的有效性。为拓展定量泵-变量马达容积调速系统应用领域奠定了理论基础。     

机载光电载荷视轴指向控制技术综述

针对远距离、长焦距、高分辨机载光电成像载荷对提升视轴指向控制精度的迫切需求,从电流、速度、位置三环控制的基本原理入手,对电机的力矩控制、干扰的抑制、对延迟的鲁棒性等问题进行了分析。首先,分析了新型无刷电机电流驱动和控制方法及相应的优缺点。论述了主动抗扰内回路以及速度反馈外回路控制问题,从算法的角度提高对视轴运动速度的控制性能;另一方面,考虑机械结构刚度对控制增益的制约,从两级控制结构的角度对相应的控制方法进行分析。对目标跟踪控制这一典型位置环控制问题进行了分析,从时滞反馈控制的角度论述了相应的理论研究进展。最后,综合当前技术发展趋势给出机载光电载荷视轴指向控制技术的思考和建议。     

基于MATLAB的无刷直流电机的电流滞环控制仿真

针对无刷直流电机的转矩脉动,采用电流滞环控制来抑制脉动;在Matlab/Simulink环境下,基于直流无刷电机的数学模型、转速和电流双闭环控制策略来建立无刷直流电机电流滞环控制系统的各个独立模块如BLDC本体模块、速度控制模块、电流滞环模块、逆变电路模块、脉冲信号模块等,再进行各功能模块的连接,搭建无刷直流电机的控制系统仿真模型,并在给定参数下进行仿真分析。     

采用伺服电机的电子凸轮控制系统设计

针对传统机械凸轮存在的难加工、易磨损、难维护的问题,采用伺服电机设计了电子凸轮先进控制系统。该系统硬件采用德国倍福伺服运动控制实验平台,由嵌入式PC、数字伺服驱动器、永磁同步伺服电机、滚珠丝杠直线平台等组成,控制系统采用位置环、速度环、电流环三环控制模式,根据内部虚拟主轴的位移和电子凸轮表插值计算出了从轴伺服电机的位置指令、速度指令,模拟实际凸轮轨迹实现滚珠丝杠直线往复运动,并在上升和下降阶段采用五次多项式作为插值函数,保证了速度曲线、加速度曲线存在且连续,提高了机构运动性能。实验结果表明,采用电子凸轮方案后,丝杠在位移精度和反应速度方面均能获得良好效果,可以把跟随误差控制在0.005 mm内,证明采用电子凸轮代替原有机械直动推杆凸轮是可行的。     

无刷直流电动机智能控制的设计与实现

针对无刷直流电动机非线性、强耦合、多变量、传统控制方法难以进行优良控制的特点,智能控制系统以DSP为核心控制芯片,采用了自适应PID控制算法的转速、电流双闭环PWM控制,其中速度环采用PI调节算法,电流环采用电流截止负反馈控制算法。电流滞环控制方式和直流侧控制的PWM斩波法控制开通相的电流上升速率来抑制低速下的换相转矩脉动。理论和SIMULINK环境仿真建模实验证明所提出的控制方法可靠,实用性强。     

基于单电流检测的电动变桨系统容错控制

针对电动变桨系统中常见的电流传感器故障,提出一种基于单电流检测的电动变桨系统变论域模糊容错控制方法。当变桨系统发生单个或两个电流传感器故障时,该方法利用直流母线电流传感器对所缺失的电流信息进行重构,保证三相电流能在任意两个相邻采样周期内得到及时更新,确保闭环系统稳定,并通过自适应阈值故障判断法完成故障相电流传感器的切换及容错。针对调制法引起的重构信号误差及电动变桨系统的主要控制目标,将变论域模糊控制方法应用于速度环,以改善系统抗负载扰动能力,提高容错系统鲁棒性。结果表明,该容错控制方法使得变桨系统在传感器故障情况下,牺牲部分系统性能后依然具有较理想的控制特性,并且该方法的正确性也得到了验证。     

机器人行走运动控制系统

机器人行走运动控制系统主要的工作是带动机器人运动,为了实现这一功能,我们采用了直流电机做驱动,这主要是考虑到它的调速、起动、制动及控制等方面的优点。对机器人行走运动的总控制由单片机89C52完成,其中包括了测速、控速和驱动三大部分。对直流电机的测速,则使用了转速发送脉冲器根据电机的不同转速产生相对应的脉冲,并选用M法进行测速。针对机器人通常是轻载的特点,主要采用的是混合调制控制。在驱动控制方面,为了保证对电机控制的准确和稳定,同时减小功耗,采用了大功率MOS管作为驱动。