混合磁悬浮球系统变参数PID控制仿真

根据奇异摄动法,建立了混合磁悬浮系统非线性动态数学模型,并根据控制器参数的整定原则,提出了混合磁悬浮球的一种变参数PID控制方案．在MATLAB的Simulink环境下用S- Function编写参数变化规则模块,所进行的动态仿真结果表明,变参数PID控制器无论在上升时间、超调量,还是调节时间上都明显优于传统的PID控制器．     

磁悬浮转子系统中柔性转子建模与联合仿真

为了更准确反映磁悬浮转子系统中转子的运行状态,建立了磁悬浮转子系统机电模型,采用虚拟样机技术,提出并建立了柔性磁悬浮转子系统的联合仿真模型;利用SolidWorks建立了系统的三维CAD实体模型,用ANSYS进行有限元分析并生成模态中性文件,用Matlab建立控制系统模型,采用基于接口的方法在ADAMS与Matlab仿真环境下,建立了涉及多学科多领域的磁悬浮柔性转子系统的协同仿真模型,为磁悬浮柔性转子系统的研究和设计提供了一个有效的方法。     

磁悬浮轴承的变参数PID控制

提出了主动磁悬浮轴承的一种变参数PID控制方案,给出了控制器参数的整定原则。在MATLAB的SIMULINK环境下构建控制系统模型,用S-function编写变参数PID控制器的参数变化规则模块和磁悬浮轴承的非线性模型,并进行了动态仿真。仿真结果表明,这种变参数PID控制器对磁悬浮轴承有比较好的控制效果。     

层叠绕组式磁悬浮永磁直流平面电机PID控制系统研究

提出了一种层叠绕组式五自由度磁悬浮永磁直流平面电机的构想,针对该磁悬浮平面电机中的磁悬浮系统进行了控制系统设计。在对悬浮系统三维有限元分析的基础上利用参数辨识法构建了磁悬浮系统非线性模型;并利用微分几何方法,对磁悬浮模型进行完全精确反馈线性化,设计了PID控制器,并进行了样机控制实验。磁悬浮永磁直流平面电机悬浮高度的控制仿真和实验结果吻合度良好,系统稳态误差在1μm以内并具有优良的跟踪性能。     

层叠绕组式磁悬浮永磁直流平面电机PID控制系统研究

提出了一种层叠绕组式五自由度磁悬浮永磁直流平面电机的构想,针对该磁悬浮平面电机中的磁悬浮系统进行了控制系统设计。在对悬浮系统三维有限元分析的基础上利用参数辨识法构建了磁悬浮系统非线性模型;并利用微分几何方法,对磁悬浮模型进行完全精确反馈线性化,设计了PID控制器,并进行了样机控制实验。磁悬浮永磁直流平面电机悬浮高度的控制仿真和实验结果吻合度良好,系统稳态误差在1μm以内并具有优良的跟踪性能。     

基于SIMULINK的无刷直流电机模糊PID控制策略研究

在分析方波型永磁无刷直流电动机(BLDCM)数学模型的基础上,针对典型的两相导通星型三相六状态工作方式的无刷直流电动机,提出了一种模糊PID控制方法,在Matlab/Simulink平台上建立了无刷直流电机模糊PID控制策略的仿真模型,改变参数后,对其也进行了仿真,并且将模糊PID控制和传统PID控制的控制效果进行了比较。仿真结果表明:建立的该系统具有鲁棒性强、响应速度快、无超调,且稳态精度高等优点。     

基于模糊PID的永磁同步电机矢量控制系统

针对传统PID在永磁同步电机矢量控制系统中存在转矩脉动较大的问题,提出基于模糊PID的永磁同步电机矢量控制方法,实现系统PID参数在线整定。首先,建立PMSM的数学模型;其次,设计参数模糊自整定PID控制器,并进行参数模糊化;最后,在Matlab/Simulink中搭建模型进行仿真。仿真结果表明:在PMSM调速系统中,模糊PID控制器具有更好的鲁棒性。     

模糊自适应PID在磁悬浮系统中的仿真研究

以磁悬浮系统为对象,通过钢球位置与控制电流的实验拟合曲线,在MATLAB下运用S-函数建立了非线性模型.针对磁悬浮系统开环不稳定、强烈非线性等特性,结合PID控制和模糊控制的优点,提出了一种改进的模糊自适应PID控制方法.对位置偏差E及偏差变化率Ec采用非线性模糊化,并将PID控制器中D环节从模糊控制器中独立出来,只对P和I参数进行模糊自整定.仿真结果表明:IFPID控制系统的抗干扰和自适应能力都优于常规PID控制,具有更好的动态特性和稳定性.     

滑模变结构控制在磁悬浮转子系统中的应用

针对主动磁悬浮转子系统的本质不稳定性、非线性和参数不确定性,根据滑模到达条件,为磁悬浮转子系统设计了滑模变结构控制器.基于某磁悬浮转子系统,仿真分析了采用PID控制和滑模变结构控制下系统的阶跃激励信号响应,结果表明,采用滑模变结构控制时系统具有良好的动态性能、较强的鲁棒性和抑制转子振动的能力.     

主动磁悬浮轴承的Terminal滑模变结构控制

为了给主动磁悬浮轴承转子系统提供更稳定的控制,根据其动力学方程的强非线性,建立4输入4输出状态方程,并提出一种Terminal滑模变结构控制算法,从理论模型上分析了该算法的鲁棒性与收敛性,并利用Simulink进行仿真.由实验结果表明,与传统PID控制器的控制结果相比,所设计的4输入4输出磁悬浮轴承Terminal滑模变结构控制器可以在很短响应时间内有效地消除抖振现象,可达到良好的控制效果,且与传统滑模控制器相比,系统的初始状态已经在滑面上,消除了滑模控制的到达阶段,保证了系统的全局鲁棒性,对参数变化具有一定的抗干扰能力,状态跟踪误差也可以在有限时间内收敛到0.     

宽幅喷墨打印机字车机构运动及控制联合仿真

为在设计全过程中能对打印机字车系统的运动及控制系统的性能进行验证,从而设计出性能优异的字车系统,加快设计进程,在Adams中建立了字车机构的虚拟样机,在Simulink中建立控制模型,应用Adams/Controls插件联合Adams和Matlab对字车机构进行机构运动和控制的协同仿真。对字车机构的速度控制采用模糊PID控制方法,应用Matlab模糊逻辑工具箱建立模糊PID控制器,利用模糊控制规则在运行的过程中动态地改变PID控制参数。结果表明,应用模糊PID控制可以达到很好的控制效果,展示了对复杂机电一体化系统进行联合仿真的一般方法。     

半主动悬架模糊PID控制器设计及仿真分析

针对传统悬架控制精度低、稳定性较差等缺陷,设计了一种半主动悬架模糊PID控制器.首先,在Matlab/Simulink模块中建立模糊PID控制器模型,以簧载质量的位移偏差及其变化量作为输入参数,输出参数为KP、KI、KD;然后,应用Adams软件搭建汽车1/4半主动悬架模型;最后,进行Simulink和Adams联合仿真,评价控制器的使用效果.分析结果显示,此模糊PID控制器可显著降低汽车车身垂向加速度和悬架动挠度,改善了汽车行驶中的平顺性.     

磁悬浮改进RBF神经网络控制的仿真研究

利用RBF神经网络的自学习、自适应能力,在传统PID控制基础上,提出一种改进的RBF在线辨识的自适应PID控制方法.为避免系统启停过程中,短时大偏差引起的超调较大,文中利用RBF网络提供辨识信息实现对参数KP、KD调整,对参数KI不做整定,以满足磁悬浮系统的动态和静态性能要求.设计中采用S-函数建立磁悬浮系统的非线性模...     

支承磁悬浮轴承的径向磁流变阻尼器设计

转子振动时其频响函数是其刚度和阻尼的函数,调节合适的刚度和阻尼,可以抑制转子振动.针对磁悬浮轴承对转子振动抑制能力差的缺点,设计了一种径向磁流变阻尼器.用这种阻尼器支承的磁悬浮轴承转子系统,通过控制磁流变阻尼器线圈中的电流来改变整个转子系统的支承刚度和阻尼,抑制转子高速时的振动.采用ANSYS对整个支承系统的电磁场进行仿真,验证及改进所设计的磁流变阻尼器.     

多跨转子系统多频传递力主动控制

设计一种用于传递力控制的电磁执行器与滑动轴承组合的混合轴承,分析混合轴承的工作原理. 采用有限单元法建立一个多盘多跨转子系统的动力学模型,分析圆盘处的扰动力和轴承处控制力对轴承传递力的影响. 基于误差信号子带滤波理论提出一种由多个单频力控制器并联而成的变步长自适应控制算法. 在MATLAB/Simulink平台上建立双跨转子系统传递力主动控制仿真模型并进行数值仿真. 结果表明,提出的多频力控制方法可以对误差信号进行有效地滤波,能够对多跨转子系统的多频传递力进行有效地抑制.     

自平衡电动车控制系统建模与低成本传感器应用仿真

应用动力学原理和拉格朗日方程对自平衡电动车建立系统的动力学数学模型.在Matlab/Simulink环境下,采用PID控制器与自平衡电动车动力学模型构成闭环控制系统,对控制信号加入低成本传感器造成的系统误差进行数字仿真,仿真结果表明了所建模型和PID控制方法的可行性.     

磁悬浮无轴离心泵叶轮转子动力学特性

为了实现磁悬浮无轴离心泵在高速工况下的稳定悬浮，探究离心泵水力激振力对叶轮转子悬浮特性的影响.对于电机系统，采用虚位移方法构建电机处于转子偏心状态下的悬浮力数学模型并采用有限元法(FEM)进行验证；对于离心泵系统，应用计算流体力学(CFD)方法进行离心泵内部流场数值模拟，重点探究叶轮处于不同轴向、径向悬停位置下的水力激振力特性，同时探究叶轮在不同转速工况下的运行特性；结合现代控制理论中的矢量控制策略，在Matlab/Simulink环境下实现磁悬浮无轴离心泵叶轮转子的动态稳定悬浮.研究结果表明：在体积流量14 m³/h和扬程20 m的工况下，当电机在转速0～6 000 r/min运行时，叶轮转子径向偏移小于250μm，远小于转子和定子间气隙4 mm，可见所建立的磁悬浮无轴离心泵系统能实现高可靠性的悬浮运行.     

基于BP-RBF神经网络的永磁无刷电机控制研究

针对常规PID对永磁无刷电机这类非线性系统控制时参数难以整定、适应性差的问题,提出一种基于径向基函数神经网络在线识别与BP神经网络自适应控制相结合的控制方法,即BP-RBF神经网络自适应控制。该方法构造一个RBF网络对系统进行在线辨识,并把辨识信息传入BP网络,通过BP网络实时调节PID系数,从而完成对电机转速的自适应控制。基于Simulink仿真平台,分别将BP、BP-RBF和传统PID算法应用到永磁无刷电机的调速系统中,并对控制效果进行了仿真验证。结果表明,BP-RBF控制方法具有上升时间短、鲁棒性强、转速波动小的优点。     

大型磁悬浮地球仪控制系统的研究

利用电磁学、电子学和控制理论对磁悬浮地球仪的工作原理进行了分析,建立了系统的线性化数学模型,在Matlab7．0中建立了Simulink仿真模型,对电路参数进行了分析。设计了基于模拟PID控制的电路,该电路结构简单,易于调整。系统采用电磁永磁混合支撑,用永磁铁产生的磁场代替电磁场提供静态偏置磁场,可减小偏置电流,从而降低系统功耗,使一个直径100cm、质量25kg、悬浮间隙40mm的地球仪稳定悬浮。     

PID、Fuzzy及Fuzzy-PID算法在液压同步系统中的应用比较

介绍了三种控制算法在液压同步系统中的应用和比较。以电液同步系统为研究对象,建立系统的数学模型,用Matlab/Simulink工具建立PID、Fuzzy和Fuzzy-PID三种控制算法和系统仿真模型,对系统进行单位阶跃信号仿真研究比较分析。三种控制算法各有优缺点,但实际使用中都能够满足基本控制要求,控制效果较优。