状态观测器在错位无环流可逆直流调速系统中的应用

本文对现有的错位无环流可逆直流调速系统应用带有状态观测器的LQSF技术进行了理论分析和实验研究,按二次型性能指标最优的闭环状态反馈控制应用于原有的错位无环流系统,提出了系统的具体电路结构,通过计算机仿真和物理系统的实验结果证明了带负载观测器的最优闭环调速系统,不论在跟随性能上和抗扰性能上都具有满意的优良品质,比原有使用PI调节器的模拟系统具有更高的动态指标。使用负载观测器进行前馈补偿有效地消除了系统的静差,从而使系统在动态和静态都能达到较高指标。证明了使用带负载观测器的LQSF技术是行之有效的。     

频率域内二次型性能指标最优理论在直流调速系统中的应用

本文利用频率域内二次型性能指标最优理论探讨直流调速系统的设计方法,有效地改进了调速系统的态性能。文中提出一种易于工程实现的 LQSF 直流调速系统结构方案。推导了系统最优状态反馈的简便工程计算方法。通过计算机仿真和物理系统实验,说明本文提出的计算方法是可行的。     

转速转矩双闭环无刷直流电机滑模调速系统

针对传统无刷直流电机调速系统抗负载扰动能力不强,本文采用反电势观测器和滑模控制,对无刷直流电机的转速转矩双闭环系统进行了研究。转速环采用比例积分(PI)控制器,转矩环采用滑模变结构控制器和反电势观测器相结合的控制方法,通过对反电势的观测来计算系统的电磁转矩,并利用Lyapunov稳定判据分析了系统稳定性,同时为验证该方法对BLDCM调速系统的控制性能,在Matlab/Simulink环境下对BLDCM调速系统进行了仿真实验。仿真结果表明,转速转矩双闭环调速系统比传统的PI调速系统的控制效果更好,而且在系统存在负载时,转速转矩双闭环系统比传统的PI调速系统具有更好的抗干扰性,在负载撤销之后能更快达到稳态。该研究为无刷直流电机调速系统提供了新的控制方案。     

计及水轮机调速系统作用的电力系统强迫振荡机理研究

从理论上分析了不同阻尼状况、不同扰动下,电力系统强迫功率振荡情况.详细分析了外界扰动源频率与发电机组固有振荡频率相同或相近时,对系统功率振荡幅值的放大作用;研究了发电机组调速系统的固有振荡频率与输入扰动具有相同或相近频率时,调速系统发生共振的机理.当调速系统发生共振时,导水叶在调速系统的调节作用下发生大幅度振荡,输出机械功率也随之振荡.如果输出机械功率振荡频率与电力系统固有振荡频率相同,就会使系统发生持续性的强迫功率振荡.建立了MATLAB仿真模型,验证了理论分析的正确性.     

神经网络在转差矢量控制中的应用

本文采用神经网络ＰＳＤ算法构成速度调节器，用于转差型矢量变频调速系统中，以克服转子参数变化和扰动对系统性能的影响，同时系统基本无超调。仿真实验证明了这种方法的有效性。     

水轮机调速系统暂态响应性能指标的计算

本文提供一套水轮机调速系统暂态响应性能指标的计算公式,可以分别对频率扰动和负载扰动时的工作情况进行计算。     

可控硅——直流电动机双闭环调速系统中速度调节器的参数计算

本文利用误差积分导出了速度调节器的参数计算公式。公式是按扰动误差而导出的,故对调速系统是比较合理的。文中计算并绘出了调速系统的过渡过程曲线。计算结果表明,按本文公式确定速度调节器的参数时,调速系统的动态性能优于“三阶最佳系统”。     

PMSM非线性解耦控制系统的L2增益干扰抑制

为了克服电机参数变化和负载扰动的不确定性对永磁同步电机动态解耦控制系统性能造成不利影响,提出一种带干扰抑制的永磁同步电机调速系统的非线性解耦控制方法,将参数变化和负载转矩扰动作为扰动输入,基于Lyapunov函数设计系统的状态反馈控制器,使得闭环系统对所有有界干扰是内部稳定的,且从扰动输入到输出满足任意小的有界L 2增益.仿真和试验结果表明:该控制策略能有效地改善调速系统的动态性能,增强其鲁棒性和抗干扰能力.     

极点配置自校正控制直流调速系统研究

给出一个极点配置自校正控制的直流电机调速系统，该系统是由１６位单片机开发的。实验结果表明本系统对负载扰动有自适应能力并有很好的调速特性。     

微机控制直流调速系统的研究

阐述了工业控制机直流调速控制系统的硬件组成,系统软件的主要框图,转速,电流调节器采用数字ＰＩＤ实现的控制结果,克服扰动的能力,以及系统可实现的功能,实验结果表明系统可在到直流调速系统所要求的性能。     

基于滑模状态观测器的永磁风电系统最大功率点跟踪控制策略

为了提高传统风能最大功率点跟踪控制的鲁棒性,提出了新的滑模自适应最大功率点跟踪控制策略。由于实际无速度传感器的风电系统变量难以测量,为此构造了滑模状态观测器来估计系统的转速跟踪误差,并基于估计值设计了滑模自适应最大功率点跟踪控制器。最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了完整的风电系统仿真模型。仿真结果表明,在不同风速扰动作用下,所提出的控制策略均能实现良好的跟踪和控制效果,提高了风电系统的鲁棒性,保证了风电系统的最大功率输出。     

半闭环交流伺服系统滑模观测器研究

研究了半闭环交流伺服系统的开环位移观测器数学模型 ,在传统伦伯格观测器基础上设计了滑模变结构观测器 .计算机仿真研究结果表明滑模变结构观测器可以较好地估计开环位移 ,提高了观测器的抗干扰能力 ,对于改进半闭环伺服系统的位置控制精度具有重要意义 .     

基于鲁棒状态估计的永磁风电系统最大功率控制

为了提高传统风能最大功率跟踪控制的鲁棒性,提出新的滑模自适应最大功率跟踪控制策略。由于实际无速度传感器的风电系统变量难以测量,为此构造滑模状态观测器,估计系统转速跟踪误差,基于估计值设计了滑模自适应最大功率跟踪控制器。最后,基于MATLAB/Simulink仿真平台搭建了完整的风电系统仿真模型,仿真结果表明,所提出的控制策略在不同风速扰动作用下能实现良好的跟踪和控制效果,提高了风电系统的鲁棒性,保证了风电系统的最大功率输出。     

直流调速系统鲁棒控制的一种新方法

从模型参考自适应控制理论出发,针对直流调速系统,提出了一种鲁棒自适应速度控制方法．为了提高系统抗负载扰动的能力,引入负载观测器重构不可量测的负载电流参与控制．仿真结果表明,系统跟随能力强,对参数的摄动,以及负载扰动均具有较强的鲁棒性．     

Pneumatic force servo system based on disturbance observer

In order to design a low-cost pneumatic force servo system with large output forces, a scheme of a booster cylinder controlled by high speed solenoid valves is proposed. A nonlinear model of the system is established, in which the hysteresis of high speed solenoid valve is considered. In order to deal with parameter uncertainty and disturbances of noise and friction, a feed-forward control method based on a disturbance observer is proposed. A practical pneumatic force servo system is used to testify the feasibility of the proposed controller. The experimental results show that pneumatic force servo system based on the proposed controller has high force tracking accuracy and quick response.     

基于自抗干扰的装配机器人阻抗控制技术

为了提升机器人装配作业的精确性和柔顺性,提出改进型自抗扰阻抗控制策略. 该策略通过自抗扰控制器生成新期望力来调整机器人末端工具坐标系的位置,实现精确的力跟踪. 通过扰动观测器观测环境信息并补偿控制系统的期望力,提高控制系统对环境参数的适应性. 引入阻抗模型改进扰动观测器,使观测器的响应速度增大,力跟踪的精度提高. 基于六自由度机器人的精密轴孔装配实验结果表明,与传统阻抗控制相比,基于自抗扰控制（ADRC）的阻抗控制能够在较小的接触力误差下完成装配,且基于改进型自抗扰控制的阻抗控制的力平均误差比改进前自抗扰控制减小12.0%~28.2%.     

离散型状态观测器的分离合并解耦算法

在工程中经常使用状态观测器来观测不可直接获取的状态量以实现系统的反馈或前馈控制。本文提出了用广义逆矩阵来设计离散型状态观测器,并建议了一种新的算法,即分离合并介耦算法来设计组合观测器。该法计算简单,便于实现。使用本算法对直流调速系统构成转速负载组合观测器,以实现转速反馈控制和扰动前馈补偿。实验证明该算法是合理可行的,系统性能得到明显地改善。     

基于改进型负载转矩观测器的 永磁同步电机滑模控制

为减少负载转矩扰动对永磁同步电机控制造成的影响,设计了一种改进型负载转矩观测器。以转速和负载转矩为观测对象建立负载转矩观测器,将观测的负载转矩前馈补偿至转矩电流中,并加入可变增益算法,有效抑制了滑模速度控制器输出的抖振问题;采用改进滑模速度控制器替代传统的PI控制,通过改进控制器中指数趋近律函数,提高了系统的响应速度。仿真结果表明,该方法能准确地观测负载转矩,减少系统抖振问题,提高系统的抗干扰能力及动态响应性能。     

限速伺服系统的近似时间最优控制方案

针对典型的双积分伺服系统,提出一种基于模式切换的近似时间最优控制方案,实现系统在速度受限条件下的快速与准确的位置伺服控制。近似时间最优控制律在初始误差较大时先以最大控制量进行加速和减速,而当误差较小时平滑过渡为线性控制;为满足速度限制,在系统的加速段和减速段之间插入一个恒速控制段,并设计了模式切换流程;采用一个线性扩展状态观测器对系统未量测速度和未知扰动加以估计,用于反馈和补偿,以消除系统稳态误差。提出的控制方案被应用于永磁同步电机位置伺服系统,基于TMS320F2812DSP进行了实验测试,结果表明系统可以在各种负载扰动和转速限制下实现大范围的位置控制,且具有良好的性能。     

基于端口耗散哈密顿系统的电机控制方法

为了满足永磁同步电机高精度、高动态性能的控制要求,提出了一种基于端口耗散哈密顿系统的电机控制方法.采用系统互联和阻尼结构配置的方式对永磁同步电机控制系统进行了设计,建立了d-q坐标系下的永磁同步电机数学模型,构造了端口耗散哈密顿系统的能量函数,利用IDA-PBC方法对电机速度控制器进行了设计.仿真结果表明,提出的控制策略只需要调节两个参数即可实现对电机的速度控制,减少了系统复杂性,利用负载扰动观测器作为前馈补偿,降低了噪声影响,加快了系统的响应速度,提高了系统运行的稳定性.