ICMMS框架下电液伺服机构的智能化

本文对常规电液伺服机构进行了故障模式及影响分析,给出了简单实用的故障检测电路,研究了断线、发卡和平衡点漂移的故障诊断及电液伺服机构的智能化,并给出四大功能模块采取的准则与决策。     

电动伺服机构扰动补偿与神经网络模糊控制

针对电动伺服机构的模糊控制与扰动补偿问题进行研究,首先依据动力学理论建立电动伺服机构系统模型并利用Simulink软件搭建仿真模型。然后充分分析了系统所受到的摩擦力矩、齿槽力矩、时滞等非线性扰动,设计前馈控制器进行补偿。其次为了进一步改善系统的控制性能,在位置环PID控制器基础上引入模糊控制来动态调整PID控制参数。最后利用BP神经网络实现对量化因子和比例因子的实时整定,改善由于模糊规则及模糊输出论域的不对称性导致在正负行程上效果不一致的问题。从动态响应能力、跟随性能、抗干扰能力、频域响应等方面分别对传统PID控制器、模糊PID控制器和模糊BP网络PID控制器的控制性能进行仿真对比分析,结果表明模糊BP神经网络PID控制器提高了系统响应速度,改善了系统控制品质,可以为航天电动伺服机构结构和控制器设计提供借鉴。     

电液变阻补偿启动器的应用

某公司热电站,原有1台20T（1号）蒸汽锅炉和1台10T（2号）蒸汽锅炉供2条制盐生产线用汽。全电站用1台500kVA（1号）变压器供电,总计算负荷450kW,已经基本满负荷运行,后因设备改造、系统改造使负荷有所增加,500kVA的变压器已是超负荷运行,但因为有备用设备及抓煤、抓渣2台天车的交替使用,变压器基本上维持在满负荷运行。     

汽轮机电液调节系统伺服机构故障的分析

由电液调节系统伺服阀失效引起的故障严重影响汽轮机组的安全、经济运行。介绍了760系列伺服阀的结构,分析了磷酸酯液压油酸值及颗粒度对伺服阀故障的影响,指出国电长源沙市热电厂6号机组伺服阀故障的原因是冲蚀,提出了防止液压油酸值增大和水解的措施。     

高精确度伺服转台控制系统中的扰动力矩补偿

摩擦力矩和电机波动力矩是影响高精确度伺服转台控制系统位置跟踪精确度的主要因素。针对系统中摩擦力矩和电机波动力矩等扰动力矩补偿问题,提出一种综合的扰动力矩补偿控制策略。基于摩擦观测器提出一种PD前馈控制方法,对系统中的动态摩擦力矩进行了补偿,并利用Lyapunov稳定性理论对所提出的方法进行了系统稳定性分析。结合基于重复控制器的扰动观测器进一步提出一种综合的扰动力矩补偿控制策略。一方面,摩擦补偿方法可以对系统中的摩擦力矩进行补偿;另一方面,插入的重复控制器可以很好地抑制系统中的周期性波动力矩,而扰动观测器则用来补偿重复控制及摩擦补偿时给系统带来的不确定性。仿真结果证明了所提出的方法的有效性。     

电液负载模拟器多余力抑制的结构补偿控制

针对电液负载模拟器存在多余力,且多余力严重影响加载精确度的问题,同时为了提高加载系统的控制性能,介绍了电液负载模拟器的工作原理,对舵机系统、加载系统分别进行建模,建立整个电液负载模拟器系统的控制模型。设计了结构补偿环节,提出电液负载模拟器多余力抑制的控制方案,从理论上结构补偿环节可以实现对系统全部补偿和抑制多余力。对采用结构补偿环节前后的模型进行仿真分析和实验研究,结果表明采用结构补偿环节能使多余力大幅度减小,动态加载精确度明显提高,验证了控制方案的正确性和有效性。     

基于AT90PWM3的无刷直流电机补偿因子速度控制

为了方便、准确、稳定地控制小功率无刷直流电机,提出一种新的调速方法——补偿因子法作为控制算法,设计以AVR系列中AT90PWM3作为主控制芯片的硬件,编写下位机和上位机程序。通过上位机显示,比较在启动和稳态的开环、补偿因子法、单闭环、双闭环的速度曲线,得出补偿因子法为较优的控制算法。     

基于速度观测器的GMS摩擦模型辨识与补偿

摩擦是伺服系统在低速运动时精度降低的主要非线性因素之一。采用基于模型的摩擦补偿可以有效地预测摩擦力,并实现误差补偿,因此利用可全面描述系统摩擦力的GMS摩擦模型预测伺服系统的摩擦力。为提高此模型参数的辨识精度,设计了全维速度观测器提供反馈速度信息,克服低速时速度测量误差带来的影响;并基于此观测器,给出了GMS摩擦模型的参数辨识的实验方法。为验证所提出的摩擦补偿及辨识方法的有效性,在一新型的空间大型末端执行器的拖动系统进行了拖动实验。实验结果表明,通过此摩擦模型补偿,可使拖动系统的位置跟踪精度优于0.02 mm,与具有固定参数的Stribeck摩擦模型相比,位置跟踪精度提高超过30%。     

基于PHM的伺服机构健康管理研究

PHM（故障预测与健康管理）技术对于推动装备视情维修能力的实现具有重大意义。本文在介绍PHM内涵及功能的基础上,立足伺服机构特点,设计了伺服机构PHM分层体系结构,构建了伺服机构PHM系统模型。重点分析其所需要的关键技术,提出局部模型辅助基于数据知识的思想。最后就开展伺服机构健康管理研究的意义进行了论述。     

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。     

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。     

Analysis of estimation error of observer for disturbance torque and velocity

This paper analyzes some features of estimation error of the observer which estimates disturbance torque and velocity. This observer inputs the information of driving torque and current position, and outputs the information of disturbance torque and velocity. Although this observer is a practical tool to compose a robust control system, there has never been sufficient information to make the most of it. Thus the study to grasp some basic features of the observer is needed now. Also, it is very important to analyze the estimation error on it. This paper considers the estimation error caused by disturbance torque and observation noise because these seem to be the most significant causes. The result of analysis provides a practical way to select the pole allocation of the observer. Finally, the simulation and the experimental results are shown.     

自适应相补偿电压突变量方向元件动作特性的仿真分析

在分析了自适应相补偿电压突变量方向元件动作特性的基础上,针对该元件进行了正、反方向不同故障点,不同故障类型的仿真分析。利用ATP/EMTP建立了振荡典型参数可控的振荡仿真模型,并对自适应相补偿电压突变量方向判别元件在纯振荡中和振荡中再发生故障的情况分别进行了仿真分析,结果表明该方向元件在各种故障情况下均能正确动作,在纯振荡中不会误动。     

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。     

抑制共模电磁干扰的并联有源补偿电路设计

讨论了并联有源共模电磁干扰抑制中的两种不同补偿电路结构,通过建立带有补偿电路的单相半桥逆变器共模电流等效模型,详细介绍了两种补偿电路的设计过程,讨论了影响补偿电路补偿效果的两个因素,实验验证了设计补偿电路能够产生与噪声源共模电流大小相等方向相反的补偿电流。     

基于补偿分量的MMC最大调制系数的分析

针对模块化多电平换流器(MMC)的相间环流问题,提出基于补偿分量的调制方法以便于降低MMC调制系数中的基频分量。首先通过结合实际系统中电容参数设计和换流器的正常运行范围,对MMC子模块电容电压纹波进行取值并求解其最大值,然后分析调制系数中抑制环流的补偿分量与电容电压纹波之间的数量关系,最终得到MMC最大调制系数的取值范围。仿真和实验验证的结果表明,通过对含有补偿分量的最大调制系数范围的确定,系统环流得到了有效抑制,避免了过调制现象的发生,有利于MMC系统的稳定运行。     

补偿电压突变量方向判别元件的健全相动作特性研究

在分析了基于补偿电压突变量方向判据动作特性的基础上,深入讨论了按相构成的方向判据健全相的动作特性。指出在某些系统工况和故障情况下,该保护原理可能存在的不足,并根据健全相与故障相电压突变量幅值变化大小关系提出相应的解决方案,即裕度门槛的自适应整定方法。解决了该元件需要与选相元件配合才能实现超高压线路选相跳闸的不足,不仅实现了各种故障情况下的方向判别,而且能够正确选相,使补偿电压突变量方向元件的优势得以充分发挥。并对该方法进行了仿真验证。     

暂态电能质量扰动引发电压变动对闪变检测的影响

随着电能质量在线监测系统建设的深入,IEC规定的数据标记已不能应对暂态电能质量扰动在传播过程中引发的电压变动对闪变检测的不利影响,给闪变源定位方面的技术监督工作带来巨大挑战。针对该现状定义了暂态电压变动并给出刻画其电压均方根值形状的特征量,而后基于IEC闪变仪分析各特征量变化对闪变检测结果的影响特性及程度,实现考虑背景的暂态电压变动引起闪变水平的量化,给出幅值差的限值建议,并通过实例验证。最后面向不同场景在线监测数据,总结长时闪变月趋势数据分布特征,提出应用统计学准则的四分位数判别方法,分析结果表明了该方法的有效性,为暂态电压变动造成闪变超标的监测点快速筛查提供可选方法。     

基于扰动补偿的永磁同步直线电机滑模控制

针对永磁同步直线电机提出了一种基于负载推力观测器的新型滑模变结构控制,从而实现对推力扰动的补偿,且大大削弱了推力纹波及系统的抖振;在滑动模态中引入积分环节来进一步消除系统的稳态误差和系统抖振。仿真结果表明该方案能提高系统对参数摄动和外在阻力扰动的鲁棒性。     

基于干扰观测器PID在主蒸汽温度控制系统的应用

针对常规PID控制策略很难满足火电厂主汽温度的控制要求,提出了一种基于干扰观测器的PID控制算法,即在1个常规PID控制器的基础之上增加了干扰观测器,以获得满意的控制品质.经仿真研究表明,该方法加快了控制系统响应速度,具有较强的鲁棒性和自适应能力.