冷带轧机两侧压下位置系统鲁棒动态输出反馈同步控制

冷带轧机操作侧和传动侧位置子系统的内部参数和外界负载不一致, 并且均存在一定的不确定性, 这会造成两侧压下位置系统动静态性能不同和压下位置的不同步, 从而影响被轧带材两侧的厚度和板形质量. 为了解决这一问题, 需要在轧机两侧位置控制系统中增加同步闭环控制器. 本文在考虑两侧位置子系统存在参数不确定性和外部负载扰动不确定性的情况下, 设计了压下位置鲁棒动态输出反馈同步控制器, 并从理论上验证了所设计控制系统的稳定性. 仿真和实验研究结果证明了所设计同步控制器的有效性.     

冷带轧机厚控系统自适应鲁棒输出反馈动态控制器设计

冷带轧机厚控系统可被认为是一个受外界干扰的线性不确定时滞系统.本文首先设计了标称系统下的鲁棒输出反馈动态控制器,以改善闭环系统的动静态性能;其次,在系统不需要满足不确定性匹配条件的情况下,将参数和外部扰动不确定性综合考虑.应用Lyapunov稳定性理论设计了系统不确定性上界参数的自适应估计器和系统的自适应控制器,保证了闭环系统的渐近稳定性,减小了设计的保守性;两者结合实现了板带出口厚度的有效控制.最后通过一个仿真实例说明本文所提出的自适应鲁棒控制器的有效性.     

可逆冷带轧机速度张力系统的分散重叠控制

针对可逆冷带轧机速度张力系统的耦合和协调控制问题,提出了速度张力分散重叠控制方法.该方法首先利用包含原理和重叠结构分解,扩展原系统的状态空间,得到多个解耦的重叠子系统,并应用线性二次型(LQ)最优控制和顺序设计方法,设计各子系统的控制律.其次,将所设计的控制律收缩至原系统的状态空间,得到原系统的控制器.最后对某1422mm可逆冷带轧机的速度张力控制系统进行了仿真研究.结果表明,本文所提出的速度张力分散重叠控制方法能有效弱化速度与张力间的耦合,实现主轧机与左、右卷取机间的协调控制,同时改善了张力控制系统的动态性能,保证了轧机升降速时的张力控制精度.     

同步控制及其在结晶器振动中的应用

针对当今已广泛应用于多个领域的电机同步控制技术,研究能满足多电机间速度和角位移同步控制要求的先进同步控制技术已成为关键.通过对主令式、主从式、相交耦合技术、双轴相交耦合控制方法、电虚拟总轴控制、相关耦合策略等新老同步控制方法分析比较,为不同的工业场合提供参考,并提出一种采用同步策略控制双交流伺服电机驱动连铸结晶器振动的技术改造新方案.以上方法的仿真曲线均在三相交流感应电机上仿真得到,经过比较,给出了这些控制策略在不同负载扰动下的优缺点,并在改造方案中得到了成功应用.     

液压伺服驱动连铸结晶器振动控制系统的设计

介绍液压伺服驱动的连铸结晶器振动计算机控制系统及其控制软件。与传统的结晶器振动控制装置相比,该系统能够根据连铸工艺要求方便地选择振动波形（正弦波或非正弦波）,并能在线改变振动频率和幅值等参数。工业实验研究结果表明,所述的计算机控制系统闭环频宽可达１０Ｈｚ,能够满足连铸生产的要求。     

小模数直齿轮免参数并行快速测量

小模数齿轮在实际制造中,单条产线多台设备通常同时生产多种不同参数的齿轮,迄今无法用单台齿轮测量仪器在生产线上同时实时全检这些不同参数的齿轮。开发了基于Facet的齿轮亚像素边缘定位算法、基于迭代重加权最小二乘的齿轮中心定位法、圆与齿廓交点快速定位法、正弦函数拟合齿数法和齿廓近似测压力角法等;若结合适当的送料与定位机构,本文方法能够在未知参数时,实现多种不同型号齿轮的混合测量,无需装夹,测量效率高。可以实现齿数、模数、压力角、齿顶圆直径、齿根圆直径、全齿高、齿宽、公法线变动量、变位系数、齿廓偏差和形位误差的测量。实验结果表明：该方法测量0.5～1.0 mm模数的直齿轮的重复性精度为4μm。该方法在小模数齿轮柔性化生产线具有重要应用前景。     

基于滑模观测器的交流异步电机预设性能位置跟踪控制

针对存在匹配/非匹配扰动的交流异步电机位置跟踪控制问题,提出一种基于滑模观测器(sliding mode observer,SMO)的预设性能控制方法。首先,设计一种基于改进指数趋近律的SMO,削弱了常规滑模观测器存在的抖振现象,实现了对电机转子磁链准确的观测估计;其次,将模糊自适应方法与约束处理策略相结合,分别完成交流异步电机位置和磁链预设性能控制器的设计,保证了系统预先设定的瞬态和稳态性能,实现了对系统给定值有效的跟踪控制;再次,采用改进的粒子群优化(improved particle swarm optimization,IPSO)算法对控制器参数进行优化设计,有效地提高了系统的收敛速度和稳态精度。理论分析表明,系统的位置跟踪误差和磁链跟踪误差不会超过预定的边界,且闭环系统的所有状态都是有界的。最后,通过仿真和模拟实验对比研究,验证了该文所提方法的有效性和可行性。     

自适应模糊滑模控制在伺服电动机系统中的应用

设计了一种带积分滑模面的自适应模糊滑模控制系统,并将其应用于伺服电动机的位置和速度控制系统中.自适应模糊滑模控制系统是由模糊控制和hitting控制组成的,在模糊控制设计中,用模糊控制器来模拟反馈线性化控制律;在hitting控制设计中,用hitting控制器来补偿反馈线性化控制律和模糊控制器之间的误差.调节算法是从Lyapunov稳定性理论得到的,从而可以保证系统的稳定性.而且为缓解对近似误差界的需要,提出了一种误差估计机制来实时观测近似误差界.仿真结果证明了所设计的系统可以得到令人满意的跟踪性能,而且对参数变化和外部负载扰动具有鲁棒性.     

基于终端滑模负载观测器的永磁同步电机位置系统反步控制

针对永磁同步电机位置控制系统存在负载扰动情况下的控制精度低,响应速度慢的问题,提出了一种基于终端滑模负载观测器的反步控制方法.设计了基于非奇异终端滑模的负载观测器,使观测误差在有限时间内收敛,并将观测值动态补偿到控制器中,提高了系统的控制精度;基于非奇异终端滑模和反步法设计位置控制器,提高了系统状态的收敛速度,增强了系统的鲁棒性,通过Lyapunov稳定性判定法证明了系统的稳定性.仿真结果表明,设计的终端滑模负载观测器能够快速、准确地估计出负载转矩,位置控制器能有效实现系统位置的渐近跟踪.     

具有弱磁调速的轧机速度系统H∞鲁棒跟踪控制器设计

轧机速度系统通常由直流电机驱动，当具有基速以上的弱磁调速时，速度控制系统的开环放大系数将会由于Cmφ的变化和电机转动惯量等参数的摄动而产生较大范围内的变化，且在电流调节器和速度调节器设计时常忽略反电势闭环的影响，因此，速度控制系统具有较大的参数不确定性和一定的模型误差。另外，轧机速度系统的外界轧制负载扰动具有较大的时变不确定性，因此，为使速度控制系统具有较好的鲁棒稳定性和干扰抑制性能，该文基于内模原理的H∞混合灵敏度控制方法设计了速度鲁棒跟踪控制器。仿真研究结果及与常规PI控制器效果的比较表明，所设计的速度控制系统具有优良的干扰抑制性能和鲁棒稳定性。