卷绕张力控制系统的建模及张力观测器的设计

在物料传送系统中,如何对物料张力和线速度进行独立的控制,一直是关注的焦点问题;以典型的卷绕张力系统为研究对象,建立了其动态数学模型;详细地分析了基于传感器张力反馈的常规控制方案,并在此基础上提出了一种基于张力观测器的新型控制方案;它根据辊的动态转矩平衡方程式,利用系统原有的电机控制和速度检测信号,将观测的张力值作为反馈,构成张力闭环,从而实现无传感器反馈控制;最后,对两种方案进行了仿真比较,结果表明,提出的方案完全可以达到常规方案的动态性能,而且具有更高的稳态精度,这充分说明了该算法是可行的.     

直接基于谐波电动势定向的PMSM转矩脉动抑制方案研究

针对永磁同步电机电磁转矩脉动抑制问题,本文从理论上证明了为抑制转矩脉动需要注入电流的相位与谐波电动势的相位相同,为谐波电流的生成提供了理论依据。基于此,论文提出了一种直接基于谐波电动势相位定向的转矩脉动抑制方案。该方案通过设计高阶扩张状态观测器对谐波电动势进行估计,继而获得注入谐波电流的相位角;通过转速脉动信号的提取并设计相应的闭环控制调节器获得待注入谐波电流幅值,最终根据相位角和幅值生成所需注入的谐波电流。由于传统的比例积分控制器不能有效跟踪交流信号,本文通过设计旋转积分器实现对谐波电流的跟踪控制,并最终实现了转矩脉动的抑制。最后,论文通过基于伺服系统的实验平台验证了本文的分析和设计。     

不确定LTI-SISO系统的低通滤波时滞观测器控制

合理利用时滞可能获得意想不到的性能.研究表明,系统的不确定性以及受到的外部干扰可以利用时滞观测器来进行观测,从而实现系统的鲁棒控制.本文提出了一种低通滤波时滞观测器.避免了常规时滞观测器控制中出现的控制信号颤振,得到了一种结构新颖的控制器.仿真结果表明时滞观测器控制系统可以很好地抑制系统的不确定性以及受到的外部干扰,是一种性能优良的鲁棒控制方法.     

基于传感器与执行器同时失误的鲁棒可靠 H∞控制

讨论线性不确定系统的鲁棒可靠H∞控制问题。对于执行器和传感器同时失误的情况，基于线性矩阵不等式方法，给出了经估计状态反馈可靠H∞控制的设计方案。采用该方案设计的可靠控制系统，不仅在系统运行良好的条件下，而且在系统的传感器和执行器元件均出现失误的情况下，仍能确保系统内部状态的稳定性，并同时满足给定的H∞性能指标。最后，以一个数值调子说明了所给出结论的有效性。     

率相关超磁致伸缩作动器的建模与H∞鲁棒控制

超磁致伸缩作动器(GMA)的率相关迟滞非线性成为其在工程应用中的一大阻碍因素.文中通过使用特殊的建模激励信号,基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立了一定频率范围内的一个统一率相关Hammerstein-like迟滞非线性模型,该模型能够保证其建模频率范围内单频和复合频率的模型泛化性.在此模型基础上,设计了针对一定频率范围内输入信号的H∞鲁棒跟踪控制器,针对该频率范围内的所有单频和复合频率的输入信号,该控制器都能够保证其跟踪控制效果,最后通过实验实时跟踪控制结果来进一步验证了所设计控制器的有效性.     

永磁同步电机无传感器控制研究

设计了带有开关增益自适应率的滑模观测器,采用Lyapunov理论对其稳定性进行分析.研究了当电机参数发生变化时,转子位置角估算值的变化情况,并在基于TMS320LF2808的永磁同步电机(PMsM)的无传感器控制系统上进行验证.实验结果表明,该滑模观测器对参数变化具有很强的鲁棒性,能够实现对转轴位置的检测.     

基于降阶扩张状态观测器的重复控制系统设计

针对一类含有非匹配状态相关不确定性和外界干扰的伺服系统,提出一种基于降阶扩张状态观测器的重复控制方法,通过对不确定性和扰动进行实时估计和主动补偿,实现对周期性参考输入信号的高精度跟踪.首先,利用系统可测输出和控制输入信号设计降阶扩张状态观测器,对系统的不可测状态以及包含不确定性和外界干扰的总扰动进行估计;其次,通过选择...     

PMSM无位置传感器矢量控制的滑模观测器设计

永磁同步电机无传感器控制技术不但能够降低系统成本,而且能够增加系统的可靠性。为实现永磁同步电机无位置传感器的运行,本文提出了一种基于自适应滑模观测器的非线性速度/角度估算方法,基于永磁同步电机的数学模型,根据实测电流与估算电流之间的误差构成滑模面,将反电动势估算值反馈引入电机电流观测中。为简化调速系统的硬件结构,我公司设计了一个截止频率可随转速变化的低通滤波器。     

适用于大规模风、光直流送出系统的子模块IGBT开路故障诊断策略

在大规模风、光直流集中送出系统中,采用模块化多电平换流器（MMC）实现高压直流输电（HVDC）成为新的发展趋势。但在系统运行过程中,子模块发生故障的概率较高,对故障进行快速、准确的诊断及定位是维持系统稳定运行的关键。针对子模块内部开路故障,在分析子模块内部故障特性的基础上,以直流侧电压测量值与计算值的差值判断故障是否发生以及发生类型,以输出相电流为观测量搭建滑膜观测器,根据输出相电流的测量值与计算值的差值和变化率判断故障所处的桥臂,根据故障类型选取对应开关状态的子模块,利用子模块电容电流理论值与实际值的比值进行定位;最后在PSCAD/EMTDC搭建双端21电平MMC-HVDC系统,仿真结果表明,所提出的策略能够快速实现子模块故障的诊断并进行快速可靠的就地保护。     

高精度雷达天线自抗扰控制技术研究

针对阵风扰动影响高精度雷达天线指向和跟踪性能,提出基于ADRC的阵风扰动补偿设计方案。结合天线速度环数学模型结构,分析了选用ADRC的原因;针对速度环存在时滞,基于Smith输出预估器进行设计,从而使输入到输出之间变成无时滞的惯性环节;对输入指令进行过渡过程预处理、并基于扩张状态观测器和高增益控制器对控制系统分别进行状态观测和控制律设计;仿真分析和工程现场测试表明,基于ADRC可实现对阵风扰动的有效抑制。