潜器全方位推进器主轴转速鲁棒H_∞控制器设计

针对潜器螺距调节式全方位推进器的工作环境和负载特性比较复杂的特点,为了提高全方位推进器主轴转速系统的动态性能和对参数扰动的鲁棒性,利用鲁棒控制理论,建立了永磁同步电机传动系统的反馈线性化模型,实现了主轴转速系统的鲁棒控制.该速度控制系统由负载转矩扰动估计器以及鲁棒控制器两部分构成.负载转矩扰动估计器主要用于负载扰动估计,以确保有效补偿负载扰动的影响.鲁棒控制器在电机参数发生变化和出现干扰的情况下,获得转速的跟踪性能.仿真结果表明,采用H∞鲁棒控制器的永磁同步电机主轴转速控制系统较传统的PID控制系统具有更好的跟踪性能、鲁棒稳定性和抗干扰性能.     

永磁同步电机伺服系统混合鲁棒方差控制

为了克服传统H∞鲁棒控制在控制系统设计中未考虑系统的动态特性和稳态精度的缺陷,探讨了H∞鲁棒控制在永磁同步电机伺服系统中的应用,建立了永磁同步电机伺服系统在参数摄动且存在干扰情况下的不确定线性模型,设计了一种混合鲁棒方差控制器。采用状态反馈鲁棒方差控制器作为主控制器,将系统的闭环极点配置于特定圆盘区域,保证系统良好的动态性能;通过干扰状态观测器实时估计系统负载转矩并补偿电流来提高稳态精度。仿真和实验结果表明:该混合控制策略在参数摄动和负载扰动的情况下具有快速的动态性能,相对于仅采用状态反馈鲁棒方差控制器,稳态精度由4%提高到0.5%,鲁棒性强,结构与算法实现简单。     

基于混合灵敏度永磁同步电机伺服系统H∞鲁棒控制

针对永磁同步电机伺服系统中存在的模型参数不确定性和负载扰动问题,引入H∞混合灵敏度设计方法设计了H∞鲁棒控制器,并讨论了加权函数的选择。利用MATLAB进行仿真研究的结果表明,采用H∞鲁棒控制器的永磁同步电机(PMSM)伺服系统较传统的PID控制的PMSM伺服系统具有更好的跟踪性能,鲁棒稳定性和抗干扰性能。     

基于混合灵敏度永磁同步电机伺服系统H∞鲁棒控制

针对永磁同步电机伺服系统中存在的模型参数不确定性和负载扰动问题，引入H∞混合灵敏度设计方法设计了H∞鲁棒控制器，并讨论了加权函数的选择。利用MATLAB进行仿真研究的结果表明，采用H∞鲁棒控制器的永磁同步电机（PMSM）伺服系统较传统的PID控制的PMSM伺服系统具有更好的跟踪性能，鲁棒稳定性和抗干扰性能。     

基于矩阵不等式的永磁同步电机鲁棒H∞控制

针对永磁同步电机(PMSM)的鲁棒H∞控制问题,构建了基于dq旋转坐标系的状态空间模型,通过静态解耦控制思想,将强耦合非线性的永磁同步电机模型转化为线性系统。设计了鲁棒H∞控制器,将控制器的求解问题转化为矩阵不等式可行解,利用线性矩阵不等式(LMI)工具箱求解得到永磁同步电机的调速过程的状态信息。仿真结果表明,与传统PI方式比较,采用鲁棒控制器的永磁同步电机系统响应速度快、控制性能优异、对负载变化不敏感,具有很好的鲁棒性,可满足设计要求。     

交流伺服系统的H∞鲁棒控制策略

永磁同步电动机交流伺服控制系统中,扰动成为影响系统性能的主要因素,在建立永磁同步电动机鲁棒控制模型的基础上,提出了基于H∞控制理论的标准H∞控制方法,根据永磁同步电动机的鲁棒控制模型设计出了鲁棒H∞控制器,仿真结果表明鲁棒H∞控制具有良好的鲁棒稳定性和抗干扰性.     

基于神经网络和分数阶滑模的无轴承永磁同步电机悬浮控制系统

无轴承永磁同步电机悬浮力控制中,其强耦合特性会造成系统的抖动。针对该问题建立了无轴承永磁同步电机径向悬浮力模型;基于微分几何控制理论对强耦合悬浮系统进行精确线性化处理,并得到两个独立子系统;采用滑模控制对子系统进行解耦控制,并结合神经网络以解决滑动模切换过程中的抖振问题。同时设计了基于分数阶的神经网络滑模控制器,实现了系统不确定性的鲁棒控制,进一步避免了抖振的发生。通过仿真验证了基于分数阶的神经网络滑模控制系统响应速度快、抗干扰性能强、鲁棒性能好。     

基于学习前馈补偿的直线伺服系统H∞鲁棒跟踪控制

针对直接驱动的永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统,在分析研究PMLSM的端部效应负载扰动及系统参数变化等不确定性因素对伺服系统性能影响的基础上,提出了一种将学习前馈控制和H∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略.为消除端部效应的影响,采用基于B样条网络的学习前馈补偿控制技术,从而达到了良好的补偿效果;为克服不确定性扰动的影响,采用H∞鲁棒控制,从而保证系统有较强的鲁棒性.仿真结果表明,该方案保证了伺服系统快速而准确跟踪,同时有效地降低了不确定性扰动对系统性能的影响,从而提高了直线伺服系统的跟踪性能和鲁棒性能.     

静止同步补偿器的非线性鲁棒H∞控制

研究静止同步补偿器的非线性鲁棒控制器的设计.给出静止同步补偿器的动态模型,并针对模型的不确定因素及非线性,分两步设计系统控制器.首先应用微分几何方法对模型线性化,得到系统的精确线性化模型.然后针对上述线性化模型设计系统的鲁棒H∞控制器.应用线性化方法中的坐标变换和状态反馈得到静止同步补偿器的鲁棒控制.最后给出一个仿真研究结果.     

永磁同步电机混合LQ—H∞控制研究

为了抑制永磁同步电机存在的参数摄动、负载扰动等不确定因素对系统性能的影响,该文提出了一种将线性二次型（LQ）最优控制同H∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略。H∞控制作为抗扰调节器,保证系统的鲁棒性能,克服系统中存在的模型不确定性与外部干扰对系统性能的影响;LQ最优控制作为跟随调节器可以保证系统的跟踪性能。仿真结果表明,设计的LQ—H∞混合控制器对参数摄动和负载扰动具有较强的鲁棒性,而且系统具有较强的跟踪性能。     

基于实时负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制

为了减小负载转矩扰动对永磁同步电机转速的影响,对负载转矩扰动下永磁同步电机(PMSM)伺服系统数学模型的频域特性进行了研究,总结出负载转矩扰动和速度PI控制器参数之间的关系,提出了基于负载转矩反馈补偿的永磁同步电机变增益PI控制方案。变增益PI(VGPI)控制器根据转速信号中特定频率分量的变化,进行控制器增益的实时调节;同时采用FPGA器件设计并实现了基于Kalman滤波器的负载转矩观测器,能够对负载转矩扰动进行实时观测和补偿,提高了永磁同步电机伺服系统对负载转矩扰动的抑制能力。实验结果验证了控制策略的有效性。     

航空发动机操纵负载力矩的动态解耦控制

某飞机发动机操纵模拟系统由油门杆机构、输入轴机构和传动系统构成,油门杆操纵时输入轴随动并模拟相应负载力矩.油门杆操纵系统与输入轴负载模拟系统之间存在耦合关系,油门杆操纵对输入轴负载力矩的扰动较大,影响了负载模拟的精度.针对该发动机操纵模拟系统的特点,采用动态解耦的方法以消除上述扰动.分析表明给出的解耦控制器扰动补偿效果好,对噪声不敏感,工程上易于实现.     

抑制PMSM周期性转矩脉动的迭代学习方法

为了抑制永磁同步电机高性能伺服应用中的低速转矩脉动,在探讨转矩脉动传统抑制方法的基础上,分析并指出主要成分的周期特性,提出永磁同步电机恒压频比控制中通过迭代学习控制抑制周期性转矩脉动的方法,通过在线学习补偿电机控制电压来抑制转矩脉动,设计了控制器并作了收敛性分析.仿真结果表明:迭代学习快速收敛,可有效减小转矩脉动,转矩...     

模糊自适应PI控制永磁同步电机交流伺服系统

在永磁同步电机交流伺服系统中,采用直接转矩控制及模糊自适应PI控制构成位置伺服控制器.Simulink仿真结果表明,该位置伺服系统有较好的动、静态性能.主要分析了用模糊自适应PI控制构成永磁同步电机交流伺服系统的位置环.     

反作用力矩测试装置力矩伺服控制系统设计

针对反作用力矩测试装置的控制要求,采用设计恒值调节系统的方法设计一种力矩伺服控制系统,实现输出力矩与被测力矩的有效跟随.通过分析反作用力矩测试装置中力矩器的原理,建立在阶跃力矩作用下力矩响应和位置响应的三阶传递函数模型,通过仿真方法分析模型中参数与力矩随动指标和位置抗扰指标的关系.在此基础上根据两个指标选择参数,确定位置响应的传递函数模型.综合考虑系统的位置抗扰性和力矩随动性设计PID控制器.实验结果表明,根据扰动作用下位置响应的三阶传递函数模型设计的控制器,能够满足系统要求的控制指标.     

一种基于电流反馈的分段式PWM控制无刷直流电机转矩波动抑制方法

无刷直流电机伺服系统具有广泛的应用场合,但转矩波动限制了其在高精度场合的应用。针对非理想反电动势引起的无刷直流电机转矩波动提出了一种基于电流反馈的分段式PWM控制方法。该方法通过线反电动势观测器获得产生目标转矩值的参考电流,以实现对电机转矩的直接控制。同时,针对电机高速与低速运行状态分别采用不同的PWM控制策略来有效消除换相转矩波动,系统具有低转矩波动和高转矩输出的特点。通过在Matlab/Simulink环境下建立系统仿真模型,对该控制方法的转矩直接控制能力进行检验,并对转矩波动进行了对比;搭建实验平台对具有非理想反电动势的无刷直流电机进行了驱动实验。仿真和实验结果表明,该文所提出的控制方法能有效减小转矩波动,提高无刷直流电机伺服系统输出转矩的稳定性和位置控制精确度。     

基于端口受控哈密顿方法的PMSM最大转矩/电流控制

永磁同步电动机(PMSM)可看作是二端口的能量变换装置。基于能量成形方法和端口受控哈密顿(PCH)系统原理,研究了永磁同步电机(PMSM)的建模与速度控制问题。从能量平衡的观点,建立了PMSM的PCH系统数学模型。利用互联和阻尼配置的能量成形方法,给出了PMSM系统的反馈镇定原理。根据最大转矩/电流(MTPA)控制原理确定了系统期望的平衡点,分析了PMSM系统平衡点的稳定性,并设计了负载转矩恒定已知情况下的控制器。针对负载转矩恒定未知的情形,研究了负载转矩的实时估计与控制器设计方法。仿真结果表明所设计的控制器具有很好的性能和应用前景。     

基于负载前馈补偿的永磁同步电机矢量控制研究

传统PMSM矢量控制应对突变负载干扰的能力薄弱,为了提高系统的抗干扰性,本文提出了负载转矩前馈补偿电流环控制的新方法。为了能够同步观测到电机上的负载情况,本文提出了龙伯格负载转矩状态观测器,将检测到的负载转矩以前馈补偿的形式对电流环进行优化,从而提高PMSM矢量控制系统的抗负载能力,实现动态和稳态特性的优化。最后通过Simulink搭建控制系统模型并进行仿真,实验结果验证了该方法的可行性。     

基于伺服变频器的卷绕控制系统

介绍了一种基于Lenze9300伺服变频器卷绕控制系统的实现方案.给出了卷绕控制系统的组成和工作原理以及Lenze9300伺服变频器数频网络原理,分析了牵引辊速度闭环控制和卷绕系统的实际应用.根据卷绕辊转矩控制模式信号流程图详尽地阐述了卷绕辊转速度控制模式和矩控制模式的实现.重点分析玻纤纸产品卷绕系统锥度张力控制的实现...     

无刷直流电动机二阶离散平滑滤波器位置伺服控制

A novel position servo controller for a brushless DC motor was designed based on the improved second discrete smooth trajectory filter. The output of the filter is suitable for the feed-forward control for the servo system, especially for the second order system, which guarantees minimum time response and smooth trajectory tracking. Based on the second order model of the Brushless DC motor, the cascade servo control of the brushless DC motor was implemented upon the second discrete filter algorithm. The outer-loop of the whole control system was realized by the second discrete filter, and the inner-loop used the traditional PI current controller. It has the integrative merits of linear and nonlinear control methods. Moreover, a load torque observer was advanced to enhance the anti-disturb ability of the servo system when the brushless DC motor running with the motor parameters change and/or external load variation. The proposed control method can obtain the excellent position tracking performance and a good speed response ability. Simulation and experiment results show that the control scheme is valid and effective.