基于MFO的车用PMSM控制策略研究

针对永磁同步电机(PMSM)弱磁控制系统的建模不精、抗干扰能力不足等问题,分析了该系统的基本结构,并对该系统的控制策略进行主要研究,但是目前常规的模糊PID控制下的系统依然存在不足之处.提出了模糊控制与飞蛾火焰优化(MFO)算法相结合的控制策略,重新构建出控制系统中的电流环和速度环,对系统的控制参数实时自整定.将传统的PID控制算法、模糊PID控制算法和本文中的模糊飞蛾火焰优化算法(MFO)法进行仿真测试,通过这3种算法得出相应的转速和转矩的仿真曲线,并对转速、转矩的波动误差和恢复时间进行数据分析,最终结果表明,本文所提出的算法控制下的系统恢复时间相比于传统PI控制算法、模糊PID控制算法分别提升了0.04 s和0.02 s,且抗干扰能力也具有明显提升.     

一种模糊电流预测控制算法在永磁同步电机矢量控制上的应用

针对传统的永磁同步电机矢量控制算法中,采用常规PID控制器的速度环、电流环的双闭环控制方式会造成控制系统的动态性能不足,稳态效果不佳等问题。根据永磁同步电机的电流状态方程推导出电流预测控制模型代替电流环PID控制器。同时设计一种模糊PI控制器代替速度环PID控制器。实验结果表明,采用该算法的永磁同步电机调速系统具有更好的动静态性能,响应速度更快,抗干扰能力更强。     

基于不完全微分的模糊PID控制的伺服系统设计

在伺服运动控制系统中,伺服电机作为一个时变、非线性、无精确模型的被控对象,由于其高频率的换向会产生位置跟随误差,严重影响了系统的实时性和控制精度。采用DSP芯片TMS320LF2812来实时检测伺服电机的位置运行情况,同时将基于不完全微分的模糊PID自适应控制引入了位置环。详细介绍了系统的组成及控制原理,初步完成了系统的硬件设计和软件设计,实现了基于不完全微分的模糊PID控制算法,仿真结果表明该算法的有效性。     

基于模糊PID控制的望远镜伺服控制系统

为了满足某种望远镜传递函数时变、速度精度要求高、位置定点时间长的控制要求,在分析经典PID的基础上,提出了一种模糊控制方案。通过构造模糊控制规则,模糊PID控制器能够根据误差和误差变化对控制器的比例、积分增益进行实时的调整。针对某望远镜模型,仿真验证了模糊PID控制与经典PID的控制性能,并在该望远镜上实验验证了速度控制及位置定点实验,速度为138.8°/s时最大稳态误差为0.4°/s,位置定点最大误差为0.0002°。仿真结果和实验结果均表明:模糊PID控制能满足该望远镜的观测要求。     

基于SOPC的舵机控制器研究

研究一种开放式全数字舵机控制器。控制器采用了全数字三闭环控制,实现了舵机位置伺服控制功能,其中位置环采用PID参数模糊自整定的算法,电流环、速度环作为内环采用PI调节的算法,并对采用PID参数模糊自整定的算法和传统PID算法所得的结果进行了对比分析。实验结果表明,系统有较好的鲁棒性和动、静态性能,可达到位置跟踪效果。     

基于单神经元自适应PID控制的高压断路器永磁直线伺服电机操动机构的研究

高压断路器永磁直线伺服电机操动机构采用直线电机驱动断路器操作杆,带动机构运动,实现分合闸操作,具有良好的快速响应能力及控制性能.该伺服系统采用数字式双闭环控制,内环为电流环,采用PI控制,外环为速度环,采用单神经元自适应PID控制,通过建立直线伺服电机操动机构控制系统仿真模型,详细分析了单神经元自适应PID控制算法以及数学模型,并建立了以输出误差二次方为性能指标的单神经元自适应PID控制器模型.并分别用传统PID与单神经元PID控制算法,对高压断路器触头运动特性控制过程进行了仿真.结果表明,单神经元自适应PID控制器能够较好的实现触头速度的跟踪控制,使其按理想运动特性曲线运动,实现最优操作,该算法是一种较理想、有效的控制方法.     

一种基于PWM的音圈电机改进控制方法

在PWM控制的音圈电机伺服系统中,小占空比PWM信号的音圈电机存在死区,导致系统在控制过程中调节时间增加,稳定性变差。提出了一种由位置环和速度环构成双闭环的改进控制算法,位置环采用PID算法控制音圈电机精确偏转到指定位置,速度环将输出量叠加于位置环PID算法的积分环节。将该算法用于高速精密光束指向系统,实验结果表明,该算法不但将高速精密光束指向系统调节时间缩短约65%,而且提高了系统的稳定性。另外,该算法还可用于PWM控制的其他伺服控制系统中。     

无刷直流电机双闭环模糊自适应控制方法研究

在分析无刷直流电机数学模型的基础上,提出了一种双闭环模糊自适应控制方法。该控制系统是以电流环作为内环,采用传统的PI控制;转速环作为外环,采用PI控制与模糊控制相结合的方法,即模糊自适应控制方法。以速度误差及速度误差变化率作为模糊控制器的输入,大偏差时采用模糊控制,以增强系统的响应速度和鲁棒性;小偏差时采用传统的PI控制,使系统稳态无误差。仿真实验结果表明,相比于传统的PI控制系统,模糊双闭环自适应控制系统具有良好的动、静态特性,以及较强的鲁棒性。     

基于复合前馈控制的交流位置伺服系统动态特性

永磁同步电动机(PMSM)位置伺服系统经典PID控制具有控制结构简单、响应快等优点,但存在等速跟踪和正弦跟踪稳态精度低等缺点。提出并设计了复合前馈控制器,其中速度环采用PI控制,位置环通过复合前馈控制的设计来消除等速与正弦跟踪误差。计算机仿真结果表明,该控制器可有效降低PMSM位置伺服系统在等速与正弦跟踪时的稳态跟踪误差,提高其控制精度。     

基于模糊PI控制的PMSM位置伺服系统仿真

本文在分析了永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,在Matlab的Simulink环境下构建了隐极式永磁同步电机位置伺服系统的仿真模型。控制系统采用经典的三闭环结构,其中电流环采用id=0的矢量控制策略,速度环采用PI控制,位置环采用模糊PI自适应控制,自适应控制通过Matlab软件编程。文中给出了系统各模块仿真模型的建立方法,并针对工程系统实际参数,进行了负载突加突卸时位置、速度和转矩瞬态过程仿真与分析。结果表明,该系统抗干扰性好,能快速准确地跟踪位置及转速给定。     

基于九点控制器DLM的应用研究

在工业控制领域中 ,直流调速系统采用传统的PID控制的效果不理想。在传统双闭环PID控制的基础上 ,保留内环 ,外环采用九点控制器原理设计方法 ,对直流调速系统进行设计。九点控制器是一种基本型逻辑控制器,根据系统偏差和偏差变化率将系统状态抽象成九个工况并实施不同的控制策略。为了解决静态误差的问题 ,对九点控制器增加了积分环节。计算机仿真结果表明 ,采用九点控制器控制算法简单 ,速度快 ,动态恢复快。九点控制器能使双闭环调速系统获得优良的动态和静态特性     

足球机器人中电动机控制系统的研究

介绍了采用直流电动机作为执行元件的闭环系统硬件和软件设计。为提高电动机的快速性和控制精度,该系统采用了PID控制算法,并通过参数调试实验得到了比较满意的结果。     

关于汉密尔顿最短路径的算法

提出了一个对业已存在的赋权汉密尔顿回路进行优化的算法.该算法以经典算法的解为起点,寻找其局部极值点,极大改进了经典启发式算法的性能.该算法属半多项式算法.图 8表1参2     

基于编码器测速的双闭环控制系统性能分析

为了探究编码器测速对闭环控制系统的影响,更好的利用编码器提高测速和控制效果,首先说明了编码器测速原理,然后分析了差分速度估计法中编码器自身分辨率和采样周期对速度估计的影响,其后对闭环控制系统进行了分析,得出在速度带宽一定的情况下,编码器的采样频率变化对位置信号测量没有影响;而在满足系统带宽的情况下,编码器的采样频率越大,对速度测量造成的误差越大,最后用实验验证编码器采样频率变化对整个闭环控制系统的影响。     

城轨牵引内置式永磁同步电机转速及转子位置检测

针对城轨牵引无传感器内置式永磁同步电机的运行要求,设计了一种基于新型滑模观测器的内置式永磁同步电机转速及转子位置观测器,通过电机电流的滑模观测模块对扩展反电动势进行观测,使用S型函数取代传统的离散控制律,以削弱系统“抖振”;采用转速参数辨识和转子位置角度的锁相环将转速与位置分开观测,以提高转速和转子位置的观测精度;采用变参数PI控制器替代传统的内置式永磁同步电机速度控制环中恒参数PI控制器,以改善系统动态性能.证明了该新型滑模观测器的控制系统的稳定性,开发了基于STM32F103嵌入式微控制器的滑模观测矢量控制系统,实验结果验证了该控制策略的有效性与可行性.     

基于自适应滑模观测器无位置传感器PMSM控制方法研究

针对无位置传感器永磁同步电机控制存在的转子位置与转速估计精度不高的问题,结合自适应算法设计了一种新型的自适应滑模观测器。滑模自身机制引起的系统抖振问题是影响电机转子位置与转速估计的最大因素。为了降抖减振,采用连续的sigmoid阈值函数代替sign符号函数;提出一个反电动势自适应估计环节代替传统的低通滤波器,提高反电动势估计精度;此外为了降低转子位置及其转速的估计误差,采用锁相环对其进行估计。最后,基于200W的PMSM搭建实验平台对上述改进算法进行验证。结果表明:电机转子位置与转速估计稳态误差分别为0.129 rad、79 r/min,能够实现无位置传感器PMSM高精度控制。     

旋转变压器滑模变结构数字转换算法研究

旋转变压器的两路输出均为包含角位置信息的调幅信号,必须进行解调,以实现模拟调制信号到数字信号的转换。在旋转变压器数字转换器中,常采用锁相环作为核心的解调算法。然而,常规锁相环只是一个典型的二型跟踪环路,难于兼顾动态与稳态的性能,尤其是当被测角位置高动态变化时,解调误差较大。为提高解调精度,将旋转变压器数字转换问题转化为角度跟踪控制问题,提出了一种基于滑模变结构控制器的旋转变压器数字转换算法。该算法引入了切换控制项,可以抑制被测角位置高动态变化所导致的模型不确定性对解调精度的影响。实验结果表明,该方法是可行的。     

一种提高电量测量精度和运算速度的改进算法

介绍了一种提高电量测量、保护、滤波运算速度的改进算法，其中包括电压电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数的计算，滤波算法，故障电流分析等。这些算法使用定点运算，合理地使用了减小误差、提高精度的方法，达到了快速、精确的目的。适用于使用16bit或8bit单片机的监控系统，尤其适用于多电量计算任务的电力设备测控单元。经实验证明，计算精度在0．5级以内。     

伺服环路控制技术在某雷达中设计与仿真

伺服系统是实时捕获、跟踪目标的一个重要组成部分.精密跟踪雷达伺服系统通常含有典型的三个闭环反馈控制回路,且具有高跟踪精度与高动态性能的特点.本文结合实际应用,给出了伺服系统电流环、速度环和位置环的设计过程和方法;建立了各环路的数学模型,并进行了仿真.对其它伺服系统的设计具有一定的借鉴意义.     

永磁同步电机无位置传感器鲁棒无源控制

提出一种永磁同步电机无位置传感器鲁棒无源控制方法。首先,建立了永磁同步电机耗散哈密顿数学模型。其次,在耗散哈密顿数学模型的基础上,设计了永磁同步电机鲁棒无源控制器,有效提高了永磁同步电机控制系统电流环和转速环的抗扰动性能和动态响应性能。与此同时,设计一种基于反电势的新型锁相环对转子位置和转速进行进一步估算,避免引入反正切函数和微分运算带来的转子位置估计抖振问题。实验结果验证了提出的无源控制方法的有效性。