带有非线性干扰观测器的永磁同步电机预测函数控制

针对永磁同步电机因外部扰动引起的不确定性和难以保证控制精度问题,提出一种带有非线性干扰观测器的永磁同步电机预测函数控制策略。通过非线性干扰观测器抑制外部扰动,速度外环预测函数控制和电流内环预测函数控制器相互配合,提高系统的控制精度。通过仿真算例证明了双环预测函数控制的有效性,证明控制系统可以有效抑制外部干扰,减小电机抖振,提高系统的鲁棒性,取得更高的控制精度。     

基于ESO的磁悬浮直线同步电机变增益自适应迭代学习控制

对于可控励磁磁悬浮直线同步电机(CEMLLSM),常规迭代学习控制(ILC)精度低、抖振大,且抗外部扰动能力差。为提高跟踪精度,设计了一种基于扩张状态观测器(ESO)的变增益自适应ILC算法。首先,研究CEMLLSM的工作原理及数学模型。其次,设计基于ESO的变增益自适应迭代学习控制器,为控制器中固定增益部分引入指数可变增益,增加自适应迭代项对控制律中的未知参数进行迭代学习,从而减小系统抖振与误差并加快系统收敛速度。通过引入ESO观测系统的外部干扰,对控制量进行补偿,进而提高系统的抗扰动能力。最后,用MATLAB对控制系统进行仿真分析,仿真结果表明该算法能够有效减小跟踪误差,并对扰动有良好的抑制作用。     

基于负载转矩观测器的PMSM抗负载扰动控制策略

为提高永磁同步电机转速环的抗扰特性,本文提出一种基于转矩电流前馈补偿的永磁同步电机抗负载扰动控制策略,在转矩电流中加入负载转矩的补偿。为此,在降阶负载转矩观测器的基础上,提出一种改进型的观测器,在原有积分环节中加入比例环节对负载转矩进行实时观测,能有效提高负载转矩观测的收敛速度。仿真和实验结果表明负载转矩的观测具有一定的实时性,引入转矩电流的前馈补偿可以提高永磁同步电机转速环的鲁棒性。     

改进型扰动观测器在伺服系统中的应用

工业环境中广泛存在的外部扰动是影响交流伺服系统性能的重要因素。该文以转矩反馈控制为基础,分析实际系统中速度检测延时会导致扰动观测器延时失配的问题,进而影响观测器的观测效果。通过对观测器输入进行延时匹配,同时增加延时补偿环节,改善观测器的观测效果,并提升观测器带宽,最后分析加入改进观测器后系统的参数鲁棒性。实验结果证明,改进的扰动观测器为系统的抗扰性能带来有效提升。     

基于双Luenberger观测器的永磁同步电机预测控制研究

在工业环境中,永磁同步电机存在启动困难、抗干扰能力差、动态响应慢的缺陷。而传统单Luenberger观测器很难同时兼顾电流扰动或转速响应,针对这一问题,发挥Luenberger观测器对精度和稳定性的改善作用,提出双Luenberger观测器与预测控制结合的控制策略。首先基于单步模型预测控制和矢量控制策略构成了永磁同步电机控制系统,再根据负载扰动影响和数学模型,构造速度环上基于负载、转速的Luenberger观测器观测作为扰动估测和速度调节,然后进一步建立电流环上的观测器并引入预测控制系统进行电流预测的优化。最后在MATLAB仿真上搭建模型进行测试,结果表明使用该控制策略能够提高抗扰动能力,改善动态响应并得到更准确的扰动观测。     

基于时变参数扰动观测器补偿的永磁同步电机非光滑速度调节器

提出一种基于时变参数扰动观测器补偿的非光滑速度调节器,针对永磁同步电机(PMSM)速度环中存在的外部负载扰动、速度采样信号失真等影响因素,提高系统动态响应及抗扰性能。以永磁同步电机驱动系统的速度环扰动分析为基础,针对速度误差设计非光滑控制律,使闭环系统的速度偏差迅速收敛到一个小的区域。然后,引入参数时变的扰动观测器来估计速度环中的总扰动,提高扰动估计的精度,在观测器中对转速采样滤波器带来的延迟进行补偿,实现速度检测无时延。最后,将扰动估计值用于前馈补偿构成复合控制器。仿真和实验结果验证了基于时变参数扰动观测器补偿的非光滑控制策略的正确性及可行性。     

伺服电机驱动连铸结晶器振动位移系统滑模控制

针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等问题,提出了一种基于干扰观测器的反步滑模控制方法。首先,针对减速器齿轮间隙和偏心轴机械零位偏移等扰动不确定项以及负载扰动,采用干扰观测器对其构成的复合干扰进行逼近估计,使观测误差在有限时间收敛,并将观测值动态补偿到控制器中,提高了系统的控制精确度;其次,基于反步法完成位移系统动态滑模控制器的设计,提高了系统状态的收敛速度,增强了系统的鲁棒性。仿真结果表明,所设计的干扰观测器能够准确、快速的估计出系统存在的干扰及负载转矩,且位移控制系统能够实现位移的渐近跟踪控制。     

基于全阶扰动观测器的三相VIENNA整流器控制

以三相VIENNA整流器为对象,针对传统PI控制系统长时间运行存在的电感变化等问题,提出一种基于全阶扰动状态观测器的三相VIENNA整流器控制策略。首先,将系统电感参数扰动引入VIENNA整流器,构建全阶扰动状态观测器来实时观测系统扰动。其次,离散化观测器,通过极点配置设计变增益反馈系数,在保证稳定性的前提下,提高观测器收敛速度。最后,在PI控制算法中,利用观测器估算扰动电压,补偿由电感变化引起的误差。仿真和实验结果表明,所提控制策略,在电感变化时,能够较好地观测系统扰动,避免参数扰动造成系统振荡,保证VIENNA整流器可靠稳定运行。     

水面稳定平台干扰补偿技术研究

为补偿水面稳定平台系统所受外界干扰,在经典扰动观测器的反馈通道新增补偿控制环节,改进了传统扰动观测器结构,在控制器设计时引入速度规划算法。论证了引入改进型扰动观测器的控制系统具有内部稳定性和鲁棒稳定性。为验证扰动观测器的扰动补偿效果,建立基于改进型扰动观测器的稳定平台系统伺服控制模型,并引入经典Lu Gre摩擦模型模拟稳定平台运动过程中的摩擦力矩干扰。数值仿真实验及稳定平台实物实验表明,相比使用传统PI控制和经典扰动观测器控制,改进型扰动观测器补偿摩擦干扰的同时,提高了抑制高频测量噪声的能力,控制器引入速度规划算法能明显抑制系统定位抖动,提升了系统伺服控制性能。     

高精度数控机床永磁同步电机复合滑模控制算法研究

为满足数控机床高精度驱动要求,本文针对现有滑模变结构控制算法的固有抖振及抗干扰差的问题,提出了一种适用于永磁同步电机的新型复合式滑模变结构控制算法。该控制算法在现有滑模变结构算法的基础上,构建了一种新型混合趋近律函数滑模控制器,并加入了改进的扰动观测器,其中混合式趋近律函数引入了终端吸引子、指数项及系统状态变量,以降低固有抖振,改进的扰动观测器加入了饱和函数,以提高系统的抗干扰性。仿真结果表明,与现有滑模变结构控制算法相比,该算法可大幅削弱固有抖振及外部干扰,提高PMSM速度控制系统的快速性和鲁棒性。     

基于状态观测器的电力系统阻尼控制

研究了基于状态观测器的电力系统阻尼控制器设计方法.建立了包含4阶发电机模型和3阶励磁系统模型的多机电力系统线性化状态方程,并计算出其矩阵A的特征值和系统阻尼比.通过观察系统的阻尼强弱,根据所要求配置的极点,采用全维和降维状态观测器方法,求出观测器增益和系统反馈增益进行反馈控制.该方法的优点在于不需要测量系统的所有状态变量.在4机2区算例中,求出2种观测器的综合闭环系统的零输入响应,通过比较估测值与实际值的变化情况,验证了该方法改善电力系统阻尼特性的有效性.     

基于干扰观测器的PI控制单相正弦脉宽调制逆变电源

采用了一种基于干扰观测器的PI控制单相逆变器的控制方案,并与传统的PI控制进行了充分的对比。对该控制策略与传统的PI控制均进行了全面的理论分析,基于理论分析,在MATLAB中对该系统进行了仿真设计,并在DSP平台上采用数字控制算法实现该控制方案。仿真结果与实验结果均表明,与传统的PI控制相比该控制方案能获得更好的动、稳态性能,具有更好的谐波抑制能力,从而验证了理论分析的正确性,并对别的系统设计具有一定的参考性。     

PWM整流器无电流传感器前馈控制策略的研究

针对PWM整流器采用前馈控制策略加装负载电流传感器所产生的问题,提出了一种无电流传感器的前馈控制策略,即采用基于现今值状态观测器的方法取代电流传感器对负载电流进行测量,避免了安装电流传感器所带的增加线路电感、安装位置困难等问题,尤其当母线挂接多个逆变器负载需要多个传感器时,采用该方法可大大降低成本,提高系统的可靠性。最后,仿真和实验结果证实了无电流传感器前馈控制策略的正确性。     

基于锁相环的磁链观测技术研究

对一种基于锁相环原理的电机定子磁链观测器作进一步研究。建立了磁链观测器小信号模型并求出传递函数，在此基础上得到磁链观测器中的最佳控制参数。仿真和试验都验证了该小信号模型的建立、分析及其控制参数选择的正确性。     

基于锁相环的磁链观测技术研究

对一种基于锁相环原理的电机定子磁链观测器作进一步研究。建立了磁链观测器小信号模型并求出传递函数,在此基础上得到磁链观测器中的最佳控制参数。仿真和试验都验证了该小信号模型的建立、分析及其控制参数选择的正确性。     

优化反馈补偿闭环定子磁链观测器

针对纯积分定子磁链观测器存在的直流偏置与积分漂移问题,对反馈闭环磁链观测器进行了优化,设计了一种改进的反馈补偿闭环磁链观测器。该观测器先利用磁链与反电动势两矢量的正交关系,控制二者的夹角余弦值为零,再通过简单的乘法运算,实现对磁链的动态补偿,从而得到正确的积分结果。理论分析显示,积分结果中的直流分量能够得到完全消除,同时仿真结果证明了,改进观测器的良好性能以及理论分析的正确性。     

一类四阶非线性系统的滑模模糊控制

针对一类非线性系统的稳定控制问题,提出了带有模糊状态观测器滑模模糊控制器的设计方法。对二阶非线性系统设计滑模模糊控制器,以滑模面作为模糊控制器的输入设计模糊控制规则;研究四阶非线性系统,将它分解成两个二阶子系统,设计两个子系统各自的滑模面;然后将一个子系统的控制目标嵌入到另一个子系统的控制目标中,用一个控制量使两个子系统同时向各自的滑模面趋近,使该四阶系统稳定。倒立摆的仿真结果表明,这种滑模模糊控制器对于参数变化和初始条件具有很强的鲁棒性。     

基于观测器的燃烧振荡鲁棒控制

介绍燃烧振荡的产生机理及控制原理，针对一个非线性燃烧振荡系统模型，在对简单移相控制器进行设计和分析的基础上，设计一个基于观测器的鲁棒控制器(observer based robust controller，ORC)。该控制器结构简单，设计过程不依赖于对象的数学模型，且对控制对象的参数变化具有一定适应性。分析和仿真结果表明，ORC能够产生移相效果从而抑制燃烧振荡，当燃烧系统偏离设计条件一定范围时，ORC仍能有效抑制振荡，具有较好的鲁棒性。     

数字控制时延对扰动观测器性能的影响

数字控制中时间延迟问题会给系统的性能造成一定的影响。文章将分析带有扰动观测器的伺服系统户时间延迟对系统稳定性、鲁棒性以及抗扰动性能的影响。     

模糊控制器在无速度传感器矢量控制变频调速系统中的应用

本文将模糊控制引入无速度传感器的电流型转差矢量控制交流传动系统中，给出了带自调整因子的模糊控制器。文中对转差矢量控制算法与速度观测器进行了研究，给出了控制系统的结构，并在此基础上进行了仿真研究。对模糊控制与ＰＩ控制作对比研究的结果表明，模糊控制器较常规ＰＩ控制器对参数变化与负载扰动不敏感，可使系统具有更强的鲁棒性。