长时延Markov网络控制系统的随机最优控制

分析了网络控制系统中的Markov特性,在系统具有完全状态信息时,设计了在Markov变量调节下的长时延网络控制系统的随机最优状态反馈控制器;在系统具有部分状态信息时,设计了系统状态的最佳估计器及随机最优输出反馈控制器,在Markov变量调节下的长时延网络控制系统中分离定理依然成立。     

确定性网络控制系统的多步预测控制器设计

由于网络诱地时延的随机性,所以网络控制系统是一随机系统。对这样的随机系统,在网络诱导时延服从某一确定分布且其统计特性已知的情况下可以设计其随机控制器,否则只能设计其确定性控制器。在一定的假设条件下,通过在网络控制系统的源节点和目标节点分别设置一定长度的缓冲器的方法将网络控制系统中的随机时延转化为确定性时延,从而将原随机的网络控制系统转化为确定性的网络控制系统。基于线性时不变的被控对象,设计了确定性网络控制系统的多步预测控制器,所得刭的闭环系统是可镇定的,并且其控制器和观测器满足分离原理。以不稳定的倒立摆为对象进行了仿真研究,仿真结果表明本文方法的有效性。     

基于新型趋近律的永磁同步电机非奇异终端滑模控制北大核心

针对永磁同步电机调速系统存在抖振和响应速度慢的问题,采用滑模变结构控制方法设计速度环控制器。将传统线性滑模面改进为非奇异终端滑模面,以提高系统在滑模面上的趋近速度。提出一种新型趋近律,在双幂次趋近律的基础上引入切换函数,使用终端吸引子,并且增加指数项来提高趋近速度,更好地减少系统抖振并改善了系统收敛特性。将此控制算法与双幂次趋近律对比,仿真结果表明:该方法可以更有效地抑制系统抖振和提高系统的收敛速度,也能更快速、准确地跟踪给定的速度信号。     

基于新型趋近律的柔性机械臂滑模-最优组合控制

为提高柔性机械臂的控制精度,提出一种基于滑模控制与最优控制相结合的组合控制方式。通过Lagrange法和假设模态法构建其动力学模型,进而运用奇异摄动理论对柔性臂进行解耦,获得慢变和快变子系统。对于慢变子系统,采用滑模控制实现轨迹跟踪,提出一种新型趋近律,该趋近律在幂次趋近律基础上加入变速趋近项,引入系统状态变量,动态调整趋近速率,同时增加指数项提高趋近速度,使用双曲正切函数替代符号函数以抑制抖振;对于快变子系统,采用最优控制进行振动抑制。MATLAB仿真结果表明,该组合控制方法相比于纯滑模控制,具有更好的动态性能和鲁棒性能。     

伺服系统中S型运动轨迹命令的设计

在自动控制系统中,能使输出量以一定准确度跟随输入量的变化而变化的系统称为伺服系统.在伺服系统中要使系统有良好的跟踪性能,运动轨迹命令的设计尤为重要.首先介绍了伺服系统中常用的3种运动轨迹命令;介绍了传统的S型运动轨迹命令的设计方法;最后在实际的伺服系统上进行了实验研究,并给出了实验结果.     

基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统

针织大圆机的特殊运动状态要求其驱动电机具有较大的启动和带载能力以及较高的稳态运行精度,同步磁阻电机是一种应用于针织大圆机的理想电机,但现有同步磁阻电机无传感器控制,存在转子位置估计误差大、速度切换不平滑等问题。对此,提出一种基于全速域混合控制的同步磁阻电机无传感器矢量控制系统,零速和低速时采用脉振高频电流注入法,通过在估计坐标系的d轴注入一个幅值恰当的高频电流信号,使用估计q轴的高频电压信号估计转子位置;中速和高速时采用模型参考自适应法,通过建立数学模型并对其进行稳定性分析来估计转子位置;为了实现零速和低速到中高速的速度切换,提出一种改进的过渡区域融合观测方案,采用正弦型饱和函数代替传统的线性切换函数进行位置融合。为了验证方案的有效性,搭建了平台进行测试。由结果表明,该方案启动过程带载能力强,切换过程平滑且稳定,稳态运行过程波动小,是一种较适合大圆机电机驱动的无传感器矢量控制方法。     

高压电缆交联悬链式生产线悬垂自抗扰控制策略研究

针对高压电缆交联悬链式生产线(HXLPEL)悬垂控制系统进行研究，提出一种基于自抗扰控制(ADRC)的悬垂控制策略，分别针对下牵引速度环、电流环以及磁链环进行自抗扰控制器的设计。考虑到交联悬垂控制系统是一个非线性、不确定、多干扰的复杂系统，并针对生产工况发生剧烈变化时导致的参数摄动、模型不匹配等问题，提出了一种基于模型补偿的自抗扰控制策略(MADRC)，通过应用参数观测技术有效提高传统ADRC的控制性能。仿真结果验证了所设计的复合控制器的有效性。     

基于全部参数自适应Smith预估补偿的永磁同步电机滑模前馈控制及扰动抑制

在永磁同步电机控制系统中,逆变器的延迟效应会降低系统的跟踪性能和稳定裕度。引入Smith预估补偿器可以补偿延迟环节对系统性能的影响,但Smith预估补偿器要求延迟时间和被控对象模型参数已知,这不符合实际情况。为此提出时变模型自适应预估方法,分别对延迟时间和被控对象模型参数进行自适应估计,实现Smith预估补偿器的全参数自适应。设计基于位置输出超前值预测和扰动抑制的滑模前馈控制器,与全参数自适应Smith预估补偿控制相结合,确保控制系统的全局稳定,降低系统对参数不确定的敏感性,并提高系统的抗扰性。仿真结果表明,与传统及多种改进的Smith预估补偿方法相比,该方法有着更高的跟踪精度,即使在非理想条件下,对参数不确定依然具有较强的鲁棒性,对随机扰动依然具有较强的干扰抑制能力。     

伺服系统中一种新的带阻滤波器的设计

机械共振是伺服系统中普遍存在的一个问题,机械共振主要由伺服系统中功率传输元件的柔性所引起.伺服系统中标准的控制律是按照刚性耦合的负载来设计的,然而,在实际的伺服系统中柔性普遍存在,这种柔性会减小系统的稳定裕度、降低系统的性能甚至引起系统不稳定.带阻滤波器是处理机械共振的最常用的方法,本文提出了一种伺服系统中带阻滤波器设计的新方法,该方法较老方法具有明显的优点.     

基于三角函数正交性的永磁伺服系统机械参数辨识

为抑制永磁伺服系统机械参数不确定对系统控制性能的影响，提出一种利用三角函数正交性进行机械参数辨识的方法。给电机施加两个不同幅值、相同角频率的机械角速度指令，通过正弦、余弦函数在不同区间内的积分实现系统摩擦系数与转动惯量的解耦，在提高辨识精度的同时消除了不定负载转矩对黏滞摩擦系数、库仑摩擦系数和转动惯量辨识结果的影响。利用辨识得到的机械参数值对负载转矩进行观测，并针对系统的摩擦转矩、负载转矩进行对应的前馈补偿。仿真和实验结果均验证了该方法的有效性，机械参数辨识误差在1%左右，进行前馈补偿后转速环的控制性能得到一定的提升。