一种交流电动伺服控制系统设计

提出一种高性能、交流电动伺服系统。重点研究了控制电路的信号处理、隔离及采样,功率开关器件IGBT的驱动电路,提出一种隔离、驱动、保护方案。系统采用空间电压矢量控制策略,实现具有位置、电流、速度三环控制的全数字化、高性能交流控制系统,实验结果表明,系统具有实时性强、动态响应快、功率器件驱动保护电路性能稳定、可靠性高等优点。     

大惯量负载永磁同步电机优化控制

针对采用传统PI电流反馈解耦的大惯量负载永磁同步电机电流跟踪误差大、转速控制系统动态响应慢的问题,提出基于电压前馈解耦的电流矢量控制策略,并将实时观测的负载转矩补偿于电流控制环,既消除耦合项的影响减小电流跟踪误差,又加快了转速控制响应速度,提高了大惯量负载永磁同步电机转速控制系统的动、静态性能。因转动惯量随工况不同而变化,设计了转动惯量在线辨识和负载转矩实时观测器,进一步提高了转速控制精度。对控制策略与传统PI电流反馈解耦非转矩补偿控制进行对比仿真,并对转动惯量在线辨识和负载转矩实时观测进行了仿真验证,证明了其有效性。     

基于状态预测的塑料薄膜张力反馈控制器设计

塑料薄膜工业生产过程中,张力控制系统存在明显的非线性和滞后性,严重影响了塑料薄膜产品的质量。为了提高塑料薄膜张力控制系统的控制精度以及动态性能,基于神经网络对系统进行状态预测,并利用预测的系统状态设计了反馈控制器。通过神经网络在线辨识动态非线性模型,构建了神经网络动态辨识器;运用泰勒级数展开法计算预测未来时刻的神经网络权值,并建立状态预测器;根据预测状态设计了塑料薄膜张力系统的反馈控制器;通过对比仿真实验验证了所设计反馈控制器能够明显改善塑料薄膜张力控制系统的控制精度及控制性能。     

高精度矢量控制在乙酸乙酯生产中的应用

在乙酸乙酯生产过程中,原料输送、配比等环节要求驱动机构具备高精度速度和转矩控制能力,特别在低频情况下仍可提供连续稳定的转矩输出,并能向集散控制系统(DCS)等生产控制系统提供电机的电流、力矩等参数以及变频器其他信号状态,目前通用V/F变频器难以满足要求。本文在构建了交流异步电机的数学模型基础上,通过分析其非线性、强耦合的特点,采用Park、Clarke变换实现了定、转子变量的解耦,研制高精度矢量控制算法,提出包含电流磁链位置转换的电流、转速双闭环控制方案,编制了基于数字信号处理器(DSP)的软件,完成了矢量控制变频器的研制。所设计的高精度电机变频调速装置已应用于乙酸乙酯原料配比等生产过程,实际应用结果表明,该算法控制精度高、动态性能好,能够在较宽的频率下保证电机可靠的运行,各项性能指标优于普通的V/F控制策略,有一定的推广价值。     

基于耦合补偿的矢量变频驱动带式输送机的功率平衡控制策略

针对矢量变频驱动的带式输送机在运行过程中出现的功率不平衡问题,对三相异步电动机的变频调速过程进行了系统的理论分析,提出了一种基于耦合补偿的电机功率平衡控制策略。建立了双电机矢量变频驱动的功率平衡控制系统,同时依据系统模型利用Matlab平台进行了仿真测试。结果表明:无论是在系统进入稳态或者是在启停、调速、负载变化的动态过程中,耦合补偿控制均能够保证电机之间的输出功率平均分配,具有较好的抗干扰性和同步性。     

焦炉机械多驱动传动系统负荷平衡的研究与应用

以大容积焦炉机械多驱动传动系统为研究对象,针对多驱动电机因负荷不均而造成工作电流差别大的问题,应用异步电动机矢量控制技术及负荷平衡控制原理,建立了焦炉机械多驱动传动系统负荷平衡控制模型。将模型应用于生产实际,使控制系统具备了平衡性好、响应速度快、稳定性高等特点,较好地满足了传动系统的控制要求。     

微生物燃料电池的动态性能分析及其神经网络预测控制

微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）反应底物浓度的控制问题是整个系统优化控制的重要环节,其控制效果的优劣对系统的输出电压有很大的影响。针对MFC输出电压在常规控制策略下超调量大和响应速度慢的特点,对MFC系统模型中输入量、控制量的变化对系统输出的影响进行动态仿真;将负载电流作为扰动量,提出了针对MFC系统阳极进料流量进行控制的神经网络预测控制策略。仿真结果表明,与PID控制方法相对比,利用神经网络预测控制策略的系统输出电压响应速度快且超调量小,其动态性能得到了较大的改善。     

氯乙酸生产结晶过程的预测函数控制仿真研究

针对氯乙酸生产结晶过程被控对象大滞后、大惯性的特点,设计了基于PFC—PID的串级控制系统：该系统将串级控制结构和预测函数控制算法相结合,内回路采用常规PID控制器,外回路采用预测函数控制(PFC)。结合了2者的优点,仿真结果表明,该串级控制系统在控制品质、鲁棒性等方面明显优于常规PID控制系统。     

冷连轧机厚控系统的PI型广义预测控制

针对冷连轧带钢自动厚度控制系统的多变量、强耦合、非线性及纯延时等特点,提出具有简化PI结构的广义预测控制策略。将广义预测控制的目标函数改造成PI形式后,利用PI的反馈信息改善系统性能指标、抑制超调。简化后的PIGPC控制策略,计算量减少,提高了控制的实时性;同时利用预测信息提高了系统的稳定性;通过滚动优化,改善了系统的自适应抗干扰能力。仿真实验结果表明:采用简化后的PIGPC控制策略,有效地改善了系统的动态特性,抑制了超调,提高了跟踪速度和控制精度。     

基于预测电流控制的有源功率滤波器的研究

通过分析APF的数学模型和预测电流理论,推导出了预测电流控制在有源滤波器中的应用.利用预测电流控制的数学推导过程,对反馈调节和最优化处理做了分析,并对控制参数与系统性能之间的关系进行了讨论.     

使用MATLAB仿真电动机矢量变频驱动系统

对矢量控制的基本原理进行了分析,结合MATLAB的SimPowerSystems工具箱建立了电动机矢量变频驱动系统模型,给出了起动过程和动态调节过程的仿真结果.     

全氧燃烧浮法玻璃熔窑燃烧系统的模糊预测控制

设计了一个全氧燃烧浮法玻璃熔窑燃烧系统的模糊预测控制系统，采用了带参数白整定的模糊-积分复合控制算法，详细给出了离线部分的设计过程，并提出了可用于工程实现的参数自整定算法。仿真结果表明，引入模糊预测控制后，系统的控制效果明显优于一般模糊控制，具有较好的动态和静态品质。     

模糊预测控制在循环水加药控制中的应用

针对模糊控制和预测控制的特点.提出了一种模糊预测控制方法,利用模糊逻辑实现被控对象模糊化,解决被控对象难以建立的问题;利用预测控制,根据系统当前信息预测出系统未来的变化趋势,解决被控对象滞后问题.以火电厂循环水加药控制为例,对该控制方法进行了仿真和实际应用研究.结果表明,该系统能有效地避免纯滞后环节在控制系统中带来的振荡现象,工程应用取得了理想的控制效果,为纯滞后、大惯性、模型不确定系统的控制提供了很好的解决方法.     

基于无差拍电压空间矢量控制的SVG仿真研究

提出一种静止无功发生器无功补偿的新方法——基于无差拍电压空间矢量控制.该方法通过瞬时无功功率理论的无功电流检测法实时检测无功电流,提高了系统响应速度.针对直接电流控制开关频率过高的不足,引入了电压空间矢量技术,分析了电压空间矢量在静止无功发生器中的应用原理.为了消除采样及计算等带来的延时,引入了无差拍控制技术.最后通过Matlab对控制方案做了系统仿真,将无差拍与电压空间矢量SVPWM相结合,分析实时的仿真波形,仿真结果验证了所选控制方案的有效性和可行性.     

基于模型预测控制的反应再生工艺控制实现

介绍了先进控制系统中的模型预测控制技术。具体阐述了模型预测控制中的动态矩阵控制算法（DMC）,包括预测模型,滚动优化,反馈校正。并以炼油厂催化裂化装置的反应再生工艺为例,分析了反应再生工艺控制的多变量、多耦合特性,指出了控制的难点。最后,采用动态矩阵控制算法对反应再生工艺的一再、二再温度进行了优化控制,最终实现了控制目标。     

多变量先进控制系统在PX氧化反应过程中的应用

在Honeywell的集散控制系统TDC3000的基础上,结合多变量预测控制和软测量技术,建立了氧化反应先进控制系统和TA品质先进控制系统。在2个系统的联合控制下,氧化反应中的强耦合和多约束难题得到了很好地解决,稳定并优化了氧化反应器的操作条件,提高了TA产品品质。     

基于模型预测控制的反应再生工艺控制实现

介绍了先进控制系统中的模型预测控制技术。具体阐述了模型预测控制中的动态矩阵控制算法（DMC）,包括预测模型、滚动优化、反馈校正。以炼油厂催化裂化装氍的反应再生工艺为例,分析了反应再生工艺控制的多变量、多耦合特性,指出了控制的难点。最后,采用动态矩阵控制算法对反应再生工艺的一再、二再温度进行了优化控制,最终实现了控制目标。     

基于改进型GPC算法的液位优化控制

以双容水箱为被控对象,利用MATLAB/Simulink程序开发工具,对广义预测控制(GPC)进行仿真和实验研究。首先建立一个控制系统的数学模型,然后对GPC算法进行选择,最后对应用广义预测控制算法的模型进行了仿真验证。实验结果表明:所提出的算法具有良好的动态响应性能,可快速跟踪设定值,得到了较好的控制效果。     

基于模糊自整定PID的永磁同步电机矢量控制

为克服传统的PID矢量控制系统存在响应速度慢及抗干扰能力差等缺点,提出基于模糊自整定PID的永磁同步电机矢量控制系统,并通过Matlab对传统PID和模糊自整定PID的控制效果进行对比,充分验证了该控制方法的可靠性和有效性。     

灰色预测控制器在选煤中的应用

介绍了灰色预测控制的基本原理及灰色预测控制仪表在选煤厂跳汰机自动排料控制系统中应用的结果。研究表明，该控制器简化了排料自动控制系统的构成，提高了控制精度，稳定了跳汰产品质量。