基于前馈控制的交流伺服系统高速定位控制

在要求高速、快响应的交流伺服定位系统中,采用传统PID控制很难实现高速定位.为解决此问题.在设计出包括位置环、速度环和电流环的三闭环PID伺服控制系统的基础上,引入电流环和速度环的前馈控制来提高定位控制的性能.通过仿真验证了前馈控制在指令信号跟踪方面的良好效果,然后设计出实验系统,进行了与普通PID伺服控制系统的对比实验.结果表明,引入前馈控制的PID伺服控制系统可以实现交流伺服系统的高速定位控制.     

基于力/位混合控制的机器人打磨

为了研究打磨机器人在作业时的位置与法向力控制问题,在目前非恒力打磨的情况下,提出了位置与法向力配合控制打磨的方法。实现打磨的过程分为接触打磨、轨迹恒力打磨、凸起长效打磨。传统的力控制为基于伺服位置环的方式,在此基础上还进行了基于速度伺服的力/位混合控制方式研究。在基于速度环的控制方式上进行了基于末端传感器的力/位混合控制策略研究。对比传统机器人打磨方式,该控制方式在保持较高法向力控性能的基础上,还将末端力的反馈用于切向的位置控制,进一步提升了力控与位控性能。并对速度环的速度、位置环的位置两个量与末端传感器的力进行了转换关系求解,对力、位控制闭环反馈关系进行阐述并进行阶跃响应与正弦响应仿真,验证了该力控方法对打磨机器人的控制性能。     

高精度低速伺服转台控制系统设计研究

高精度低速伺服转台用于实现对惯性元件漂移误差的跟踪补偿.本文分析了测试转台性能要求,对控制系统进行了理论设计与实验研究.采用了模拟速度环、数字位置环相结合的混合控制方式,构造了控制系统硬件,其中光栅作为反馈元件,通过对其信号的适当处理作为模拟速度环和数字位置环的反馈信息,用一个元件实现多个信号的提取.重点分析了所构造控制系统尤其是的速度环.实验证明该系统实现了跟踪控制误差小于5″,完全达到了设计要求.     

数控转塔冲床主传动的发展

对数控转塔冲床主传动部件的发展历程进行了综述,并分析了三种传动方式的优劣。提出将交流伺服控制系统用于数控转塔冲床,采用大规模集成化技术及智能化功率模块,实现对交流伺服的位置环、速度环和电流环的全数字化控制,提高冲床的加工精度及效率。     

基于DSP的二轴转台伺服控制系统设计

针对目前网络通信中网线的布置繁冗、维护困难等问题,将二轴转台伺服控制技术应用于网络通信中,进行了二轴转台伺服控制系统硬件及软件的设计.采用“位置+速度”双闭环控制方式,以“TMS320F2812+CPLD”为控制核心进行了系统伺服控制卡的设计,通过选用高集成电机驱动芯片SA57进行了功率驱动卡的设计;通过采用超前-滞后控制算法,利用C和C++语言进行了控制系统的软件程序设计;建立了转台俯仰轴伺服控制系统的数学模型,采用先进的超前-滞后控制器进行了系统的速度环和位置环的校正,在Matlab的Simulink模块中,对系统的速度环及位置环的数学模型进行了数字仿真与分析.研究结果表明,所设计的二轴转台伺服控制系统的响应时间为25 ms,位置跟踪精度在±1″范围内,其跟踪性能完全满足了技术要求.     

基于SVPWM的PMSM矢量控制伺服系统研究

本文介绍了一种基于矢量控制的永磁同步电动机高性能伺服进给系统,系统采用速度环和电流环的双闭环控制策略.根据工程控制原理,建立了基于SVPWM的数控机床伺服系统数学模型的Matlab /Simulink模型.根据数控伺服系统的性能要求,对不同插补方式下的速度控制,进行了仿真研究,结果证明了该系统模型的有效性,为数控伺服控制系统的整体设计和调试提供了理论基础.     

二维观瞄仪稳定平台控制系统设计与仿真

针对二维观瞄仪稳定平台采用由速率陀螺构成的单速度环伺服控制的不足,提出了采用以直流测速机为测量反馈元件构成模拟内环,利用陀螺的“空间测速机”功能组成数字稳定外环的双速度环串级控制结构。设计并实现了速度稳定环的抗摩擦力矩干扰功能和隔离载体扰动功能。建立了系统模型并在Matlab中对控制效果进行了验证。研究结果表明,该方法能够明显减小载体扰动造成的误差,有效地隔离载体扰动,其控制性能良好。     

基于多算法的永磁同步电机伺服控制系统

为了提高伺服控制系统的动态性、鲁棒性以及良好的跟踪性能,以永磁同步电机数学模型为基础提出了滑模变控制与卡尔曼观测器相结合的控制方案。在伺服控制系统中,位置环采用滑模变结构控制,速度环主回路采用PID控制,其反馈回路中使用卡尔曼观测器的控制策略,而电流环采用PI控制。在MATLAB/Simulink环境中,对多种控制算法相结合的控制系统进行仿真,证明了此方案的有效性,即电机在各种扰动及不确定因素情况下仍具有较强的适应性和鲁棒性,发挥了良好的的动态特性。     

EMA伺服系统速度环自校正控制设计

针对系统参数变化时伺服性能降低的情况,提出了一种通过辨识系统转动惯量实现速度环自校正控制的方法。根据波波夫超稳定理论设计离散系统模型,参考自适应算法递推得到系统转动惯量。建模分析速度环参数和转动惯量的关系,得到一种简单的控制器自校正规律,实现系统速度环的自校正控制。这种方法根据机械参数的变化校正控制器,提高了系统伺服性能。通过Matlab仿真验证了参数辨识方法和速度环自校正控制的可行性和有效性。     

模糊自适应PID控制器在材料低周疲劳试验机中的应用

针对轴承材料低周疲劳性能试验,研究了以伺服电缸为动力源的低周疲劳试验机交流伺服控制系统,并建立了试验机控制系统数学模型,设计了交流伺服系统的模糊PID控制器,通过力反馈和位置反馈构成闭环控制,对试验机等应变的加载过程进行实时控制,以此实现对材料低周疲劳性能的测试。仿真结果表明,所设计的模糊自适应PID控制算法可使试验机系统获得良好的控制效果。     

能量回馈式VVVF液压电梯速度控制系统研究

提出一种新型能量回馈式VVVF液压电磁速度控制系统,并对电梯上升和下降速度控制中的温度控制、电梯下行过程中的压力平衡、下降能量回收率等设计过程中的一系列问题进行了详细探讨和试验研究。试验结果表明,能量回馈式VVVF液压电梯同传统的阀控液压电梯相比具有控制性能优、节能效果显著等特点。     

Load speed regulation in compliant mechanical transmission systems using feedback and feedforward control actions

The problem of controlling the load speed of a mechanical transmission system consisting of a belt-pulley and gear-pair is considered. The system is modeled as two inertia (motor and load) connected by a compliant transmission. If the transmission is assumed to be rigid, then using either the motor or load speed feedback provides the same result. However, with transmission compliance, due to belts or long shafts, the stability characteristics and performance of the closed-loop system are quite different when either motor or load speed feedback is employed. We investigate motor and load speed feedback schemes by utilizing the singular perturbation method. We propose and discuss a control scheme that utilizes both motor and load speed feedback, and design an adaptive feedforward action to reject load torque disturbances. The control algorithms are implemented on an experimental platform that is typically used in roll-to-roll manufacturing and results are shown and discussed.     

基于DSC直流电动机数字化控制系统的设计

在结合现在比较流行的dsPIC单片机的功能和特点的基础上,设计出一套直流电动机的控制方案,包括控制系统硬件和软件的设计.采用电流和转速双闭环反馈PI控制,并且对电动机转速进行实时显示,对过流和高温进行实时检测,保护系统安全.试验表明,该系统能够实现设计要求,实现直流电动机精确、平稳的多速度控制.     

交流变频调速特性实验系统设计

在剖析MM440变频调速控制原理基础上,引入电机终端转速反馈系统,设计电机运行闭环控制系统,由给定速度与PLC高速计数模块反馈的实际速度相减产生速度误差,通过PID模块控制转速调节值,由USS协议输出给变频器,驱动电机稳定运行在给定速度。同时,系统通过PC-Access组态PLC,设计上下位机数据通信监控网络,实时显示变频给定与反馈速度特性曲线,以供进一步研究调用。     

船舶主机调速系统的研究与设计

针对国产设备装船率低,设备可靠性低的情况,结合电-气主机控制和嵌入式主机控制对船舶设备的核心,即调速部分进行设计。设计了一种基于MSP430的船舶主机调速系统,这种调速系统可以通过操纵杆调速,遇到报警后减速,速度检测后对执行功能块进行速度反馈。结合MSP430控制精确的特点实现对船舶速度精确,灵活的控制。经测试,系统具有极高的可靠性。     

应用DSP实现卷绕同步控制系统设计

目前多电机卷绕速度同步控制机械已得到广泛应用,分析了多电机同步控制的特性,介绍了卷绕同步控制的原理,提出了一种采用数字信号处理技术(DSP)和数字检测技术研制的恒线速度卷绕同步控制装置的模型和方案,阐述了系统硬件构成,介绍了系统部分硬件电路,速度反馈采样和软件控制的实现方法.     

无速度传感器永磁同步电动机反馈线性控制研究

本文利用永磁同步电动机定子交轴电流和转速方程构造降维线性Luenberger观测器来获得电动机的转速，观测器简单易行，通过特征值的配置可以获得快速的收敛速度。本文采用直接反馈线性控制策略来设计系统控制器，使系统具有良好的速度跟踪和转矩响应。通过Matlab的仿真，验证了系统设计的有效性和可行性。     

基于自适应DRNN的无刷直流电机控制方法研究

针对无刷直流电机速度控制存在高度非线性特性,提出了基于自适应DRNN（diagonal re-current neural network）的＂前馈＋反馈＂控制方法。反馈控制器以目标转速与实际转速的误差为输入量,采用PI控制来提高控制系统的稳定性。前馈控制器采用DRNN,以反馈控制器的输出作为性能误差进行自适应控制,以提高控制系统的瞬态响应性能。仿真和实验结果表明：该控制系统能较好地跟踪目标转速,在突变负载扰动下,能有效地改善相电流波形,降低电机电磁转矩脉动,而且该控制系统具有较强的鲁棒性。     

航空光电成像消旋电视数字控制器

介绍了消旋电视摄像系统的工作原理,通过对系统的分析,得出了消旋系统保证像质所允许的最大旋转角速度。根据消旋速度要求,设计了消旋系统的电视数字控制器。该控制器以DSP为核心微处理器;以测速机为速度敏感元件,作为系统速度环的反馈;速率陀螺测得飞行器的扰动速率,用作速度环的前馈。系统采用了传统的超前滞后补偿方法,并加入了积分环节以减小稳态时的漂移角速度。实验结果表明,在消旋拍摄过程中,消旋速度满足设计要求,拍摄图片清晰,消旋速率精度为14.3(°)/s。理论分析和实验结果都证明了该消旋摄像系统的可行性。     

ROBUST CONTROL OF AN ELECTRO- HYDRAULIC PROPORTIONAL SPEED CONTROL SYSTEM WITH A SINGLE- ROD HYDRAULIC ACTUATOR

A robust control algorithm is proposed to focus on the non-linearity and parameters' uncertainties of an electro-hydraulic proportional speed control system (EHPSCS) with a single-rod hydraulic actuator.The robust controller proposed does not need to design stable compensator in advance,is simple in design and has large scope of uncertainty applications.The feedback gains of the robust controller proposed are small,so it is easily implemented in engineering applications. Experimental research on the speed control under the different conditions is carried out for an EHPSCS.Experimental results show that the robust controller proposed has better robustness subject to parametric uncertainties,and adaptability of parameters' variation of control system itself and plant parameter variation.