直流无刷电机位置跟踪伺服系统设计与仿真

为了设计高精度的直流无刷电机伺服控制系统,性能优良的位置跟踪控制器是其重要保障.基于直流无刷电机的工作原理.运用Matlab模糊工具箱建立其自动位置跟踪控制系统的计算机仿真模型,系统的电流和速度环采用Pl控制,结合PID控制和模糊控制设计了系统位置环的模糊PID控制器.数字仿真结果表明,模糊PID控制的动静态特性优于传统单一的PID控制,对设计性能优良的直流无刷电机控制器具有借鉴意义.     

混合模糊PID控制器在伺服控制系统中的应用

在分析了直流无刷电机伺服控制系统的基础上,提出了一种混合模糊PID跟踪控制器模型.该模糊PID控制器由3个并行的次模糊控制器组成,应用模糊算法在线自动整定PID参数;并利用Matlab/simulink建立仿真模型对模糊推理控制算法进行验证.仿真结果表明,混合模糊PID控制器的动静态特性优于传统单一的PID控制,对设计性能优良的伺服控制系统具有借鉴意义.     

电液位置伺服系统内模鲁棒控制器的设计

针对电液位置伺服系统存在一定的参数不确定性和较大的负载扰动等问题,建立了电液位置伺服线性系统的数学模型,并将其转化为H∞性能准则问题.利用H∞鲁棒控制理论,设计了电液位置伺服控制系统的鲁棒状态反馈控制器;基于内模原理的设计方法,设计了跟踪控制器.仿真结果表明,该位置鲁棒跟踪控制系统不仅对于伺服系统的参数不确定性有较好的控制效果,而且可以有效地抑制位置伺服系统负载扰动的影响,并有效地提高系统的跟踪特性,使系统具有良好的动态性能.     

电视导引头伺服稳定平台数字控制器的研制

针对电视导引头系统对快速性要求高的特性,设计了一种基于DSP的高速数字控制器.以CCD摄像机作为位置环反馈传感器,以液浮式速率陀螺作为速度环反馈传感器,采用随动平台速率陀螺稳定方案的伺服稳定跟踪平台结构,给出了伺服控制器的软硬件设计,分析了针对该系统的双环PID控制算法的设计及调试方法.实验结果表明,该控制器动静态性能良好,可满足系统的要求.     

BLDC位置伺服系统中的柔性变结构控制

为提高无刷直流电机(BLDC)位置伺服系统动静态性能,将柔性变结构控制系统应用于无刷直流电机位置跟踪系统中.并在柔性变结构控制基础上加入变饱和控制状态,从而将伺服系统的跟踪误差进行分类处理,对所设计的控制器分别作了正弦波和方波跟踪的仿真及实验验证.结果表明,该方法明显增强了无刷直流电机伺服系统的调整时间和跟踪精度.     

无位置传感器的BLDC控制设计与调制优化

基于无位置传感器控制设计了一种可应用于三相直流无刷电机的驱动控制器,采用反电动势法检测转子位置,梯形波驱动控制方式实现BLDC电机的启转 、运行.介绍了BLDC运行原理及实现无位置传感控制方法,探讨了如何选择最佳调制方式及电机速度最快时的换相时机,并优化了调制方法.本文设计的控制器具有启转顺 、加速快 、防输出短路等特点,适用于多种高低速 、高低电压BLDC.     

电液伺服位置系统的变结构自适应鲁棒控制

该文建立了电液伺服位置系统的带有时变参数和非线性特性的三阶模型。在此基础上。基于滑模控制理论,对其设计了一种具有参数自适应能力的自适应滑模变结构控制器。从初始状态到达滑模面这段运动时间内和在滑模面上运动时,依赖于一个时间函数使系统在两个不同的控制律之间进行切换,以满足不同运动阶段的要求。此外在应用变结构控制的同时,通过参数自适应来消除系统不确定性对控制性能的影响,进而增加了系统的鲁棒性。然后基于李亚普诺夫稳定性理论证明了所设计系统的渐近稳定性。最后将此方法应用于冷轧机电液伺服位置系统进行仿真,结果表明这种针对不同运动阶段的特点所设计的控制器满足了变结构控制的可达条件,达到了减小系统到达滑模面的时间和削弱抖振的目的。与传统的变结构控制对比。该文所设计的控制器在减小响应时间、抑止超调和提高鲁棒性方面都具有先进性。     

微型扑翼飞行器的自适应位置跟踪控制器

微型扑翼飞行器是飞行器发展的重要方向,其位置跟踪控制成为该研究面对的首要问题.本文针对微型扑翼飞行器(flapping wing micro aerial vehicle,FWMAV)的位置跟踪控制问题展开研究,提出了一种可以避免控制系统陷入奇异且理论跟踪误差为零的自适应控制器.具体而言,首先提出了零梯度位置跟踪控制器.而后,理论分析表明其在解决FWMAV位置跟踪控制问题时存在局限性,即该控制器总是存在理论位置跟踪误差.为了弥补这一缺点,对零梯度控制器进行改进,提出了一种理论位置跟踪误差为零的自适应控制器,并利用非线性激励函数加快了位置跟踪误差的收敛速度.最后,仿真实验验证了该控制器的优越性.     

基于图像的双臂模糊自适应轨迹跟踪控制

在固定相机的监视下,随机位姿的目标物体在双臂系统的控制下执行轨迹跟踪控制任务时,既要考虑目标随机位姿引起的运动学和动力学不确定性问题,还要考虑运动学和动力学的协同问题.针对上述问题,分别采用自适应方法估计目标质心和特征点的位置信息,利用模糊逻辑系统逼近系统的动力学模型,使用分散控制策略处理双臂的协同问题,最后基于位置/力混合控制方法设计基于图像的双臂模糊自适应轨迹跟踪控制器,并采用李亚普诺夫方法证明系统的稳定性.仿真实验验证了所设计控制器的有效性.     

侦察机器人目标跟踪系统的运动控制器开发

为实现侦察机器人对运动目标的跟踪,我们开发了一种可以调节速度的位置伺服运动控制器,并安装于二自由度云台上。本文详细介绍该运动控制器的系统结构、硬件电路及软件算法,提出一种新型的A／D转换程序架构,方便进行不同通道的转换,并随时读取结果：伺服控制部分,根据不同时间段的运动要求,分段进行位置伺服和速度伺服。实验表明,该运动控制器控制效果好,并且具有一定的通用性。     

基于DSP/BIOS的无刷直流电机控制系统的研制

无刷直流电机继承了直流电机运行效率高、调速性能好等优点,同时,克服了直流电机电刷带来的噪声、火花等缺点,在诸多领域得到广泛应用.为改善无刷直流电机控制系统的性能,本文研究模糊自适应PI控制器在无刷直流电机控制系统的应用.系统以TMS320F2812数字信号处理器为控制器设计了控制系统硬件,基于DSP/B10S嵌入式操作...     

基于P-模糊自适应PID控制的无刷直流电动机调速系统

分析了无刷直流电动机的数学模型,提出了一种新型的P-模糊自适应PID控制方法,并在Matlab/Simulink环境中建立了基于P-模糊自适应PID控制的无刷直流电动机调速系统仿真模型。在该调速系统中,电流控制采用电流滞环,转速控制采用P控制和模糊自适应PID控制相结合的方式,实现了电流滞环和转速模糊控制的双闭环调速控制功能。仿真结果表明,该系统与基于常规PID控制的调速系统相比,系统响应时间缩短一半,且超调减小,具有较强的鲁棒性和自适应能力。     

Improved torque performance in BLDC-motor-drive through Jaya optimization implemented on Xilinx platform

Robust dynamic speed response with less maintenance and efficient operation makes the Brushless Direct Current (BLDC) motors as an oblivious choice for many motoring applications which needs instantaneous speed control while developing high torque. This paper proposes Jaya optimization Algorithm on Xilinx platform for BLDC Motor and Fractional Order Proportional Integral Derivative controller to improve its efficiency through minimizing the ripples present in the Torque of the motor. The control strategy of torque controller works with the combinations of Xilinx and optimization algorithms. In this proposed controller, the strategy of control is achieved after deriving the BLDC motor's dynamic mode there after the electronic interaction with BLDC motor is enrooted with the Math lab/Simulink model while tactically utilizing Xilinx tools for all kind of co-simulation in the same model. Initially the dynamic model of a BLDC motor drive is derived and the control topology is designed with the help of the proposed controller. The controlling mechanism established in this paper is effective and efficient in minimizing the ripples present in the torque of the motor. The proposed controller is utilized for possible low-cost and high-performance industrial applications. The results are obtained and analyzed with existing methodologies and it shows that the proposed technique outperforms the existing models.     

Novel bacterial foraging-based ANFIS for speed control of matrix converter-fed industrial BLDC motors operated under low speed and high torque

In this paper, a novel adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS)-based control technique optimized by Bacterial Foraging Optimization Algorithm for speed control of matrix converter (MC)-fed brushless direct current (BLDC) motor is presented. ANFIS is considered to be one of the most promising technologies for control of electrical drives fed by MC. Optimizing the training parameters of ANFIS, to improve its performance, is still being considered by several researchers recently. Parameters of the online ANFIS controller such as learning rate (η), forgetting factor (λ) and steepest descent momentum constant (α) are optimized by using the proposed algorithm. For the purpose of comparison, proportional integral derivative controller, fuzzy logic controller, PSO-ANFIS and BAT-ANFIS are considered. Set point tracking performances of the proposed system are carried out at various operating points for an industrial BLDC motor operating at a maximum rated speed of 380 rpm and torque of 6.4 N m. Time domain specifications such as rise time, settling time, peak time, steady-state error and peak overshoot in the presence and absence of load torque disturbances are presented. Time integral performance measures such as integral square error, integral absolute error, and integral time multiplied absolute error are analyzed for various operating conditions. Speed fluctuation in the output of BLDC motor is dependent on the source current harmonics of the inverter/converter. To illustrate this, total harmonic distortion (THD) analysis is carried out for the existing PWM inverter and the proposed MC, and it is proved that MC results in reduced THD, as compared to PWM inverter. Simulation results confirm that the proposed controller outperforms the other existing control techniques under various set speed and torque conditions. Statistical analysis is effectively carried out to prove the effectiveness of the proposed controller. Experimental analysis is performed to validate the performance of the proposed control scheme.

     

某履带式全方位平台的电机控制器设计

针对某履带全方位平台实际工况要求,介绍了平台总体方案,选取一款1000W无刷直流电机（BLDC）作为平台驱动电机,阐述了BLDC控制原理及其控制方案,基于DSP28335设计了电机控制器,搭建了硬件电路,编写并调试了软件程序,采用速度、电流双闭环控制方案,设定电机转速为3000rpm,测定了电机相电压、电流等数据,进行了实物实验,结果表明该控制器性能稳定,响应迅速,具有较高的实际应用价值,且为后续控制策略研究奠定了基础。     

飞艇隔振云台电机控制器设计与实现

飞艇隔振云台的主要执行机构是三相无刷直流电机,电机控制的精度决定了隔振云台系统的隔振效果。传统的云台电机控制器设计方法是根据控制规律通过反复试凑,得到PID控制器参数,这种方法费时费力,需要一定的调参经验。针对云台调参问题,对无刷直流电机进行了理论分析与模型建立,并提供一种与传统方法不同的利用特定工具和技术手段获取模型参数的方法,通过Matlab中rltool根轨迹零极点配置工具设计出合理的控制器,使得电机具有良好的动态响应和稳态响应。并且在此基础之上将控制器实际运用到云台平台上,实验取得良好的控制效果,为隔振云台中三相无刷直流电机控制器设计与调参方案提供参考。     

基于Simulink仿真的步进电机闭环控制系统分析

步进电机通常以开环方式应用于精度要求不高的位置伺服系统中.通过位置反馈,可以实现步进电机的高精度闭环定位控制.建立的步进电机数学模型,显示了其高度非线性的特点,为此设计了应用于步进电机闭环控制的参数模糊自整定PID控制器.通过Simulink仿真,分别分析了PID控制、模糊PID控制在步进电机跟踪给定位置时系统的响应情况.并通过分析转速输出曲线,提出了加入模糊速度前馈控制环的系统改进方案,系统稳定性得到较大提高.     

基于ML4428的无刷直流电机无传感器的控制

介绍了目前常用的无位置传感器无刷直流电动机的控制策略,分析了反电势检测换相原理以及ML4428的功能、参数设定及应用。ML4428无传感器平滑启动无刷直流电机PWM控制器是一种较理想的无刷直流电机驱动器件。