基于前馈控制的交流伺服系统精确定位的研究

介绍了交流伺服电动机数学模型,叙述了伺服控制系统的设计原理和具体方法,在位置环、速度环和电流环的3环PI伺服控制系统的基础上,引进位置前馈控制来提高定位控制的性能,研究了前馈PI的控制方法.通过仿真进行了与普通伺服控制系统的对比,未加前馈控制跟踪误差较大,在位置环加前馈控制恒速段跟踪误差较小,但在加减速度段,误差成单调变化,在速度环上再加上前馈控制,位置跟踪误差会更接近于零.结果表明,引进前馈控制的PI交流伺服系统可以实现高精度位置控制,验证了前馈控制在指令信号跟踪性和抗干扰性方面的良好效果.     

预期动态法在四水箱液位控制中的应用

针对实际生产中常见的双输入双输出过程,基于单位反馈闭环控制结构,根据前馈补偿的思想设计全解耦控制器矩阵,结合二自由度PID/PI预期动态法（DDE）鲁棒性强的特性,设计PID/PI解耦控制方案。同时,对于实际中常见的加性和乘性不确定性干扰,分析了控制系统保证鲁棒稳定性的充要条件,给出了基于谱半径判据的判定方法。本文借助英国Feedback 33-040s Coupled Tanks四水箱实验装置,对四水箱液位实时控制设计PI解耦控制器方案。实验结果表明：该方案能够使系统各路输出响应之间实现有效解耦,可对水箱液位进行有效控制,显著地提高了多变量关联系统的控制性能。     

THJ-2型高级过程控制系统中锅炉内胆液位的PID控制

介绍了锅炉内胆液位的PID控制与MCGS组态软件在THJ-2型高级过程控制系统中的应用,对锅炉内胆液位控制的P,PI,PID调节器在改变参数的情况下进行仿真分析,结果表明在比例积分控制的基础上加入了微分D控制,加快了系统的响应速度,但同时也降低了系统的稳定性.     

THJ-2型高级过程控制系统中锅炉内胆液位的PID控制

介绍了锅炉内胆液位的PID控制与MCGS组态软件在THJ-2型高级过程控制系统中的应用，对锅炉内胆液位控制的P，PI，PID调节器在改变参数的情况下进行仿真分析，结果表明在比例积分控制的基础上加入了微分D控制，加快了系统的响应速度，但同时也降低了系统的稳定性．     

控制输入受限的四水箱系统分布式预测PI控制

工程实践中,控制输入约束是普遍存在的.四水箱系统是有着广泛工程应用背景的典型多流程系统,具有动态过程缓慢、强耦合、强非线性等显著特征,由于能量限制其控制输入只能在允许范围内变化.首先基于相对增益矩阵(RGA)分析确定了分布式控制结构,进而确定了预测PI控制策略,仿真结果表明,与常规PI控制方法相比,分布式预测PI控制能够更有效地克服控制输入积分饱和现象,明显提高系统动态性能,且易于工程应用.     

永磁同步电机模糊控制方法研究

针对传统PI调节器控制PMSM的缺点,基于Matlab/Simulink给出了采用模糊PI控制PMSM的完整设计方法.该方法采用模糊控制器在线整定PI调节器参数,同时对比例环节与积分环节进行自调整,使得PMSM在整个运行期间能够快速跟踪输出量.仿真结果表明,基于模糊PI控制的系统模型具有动态响应快、稳态精度高及抗干扰能力强等优点.     

无刷直流电动机的单片机控制

以8031为核心设计了一全数字控制的无刷直流电动机调速系统,系统采用双极性PWM控制,可实现四象限运行。采用积分分离的PI调节算法进行速度调节,显著地降低了转速的超调量和过渡过程,使系统的动态性能得到明显改善。     

基于复合控制的并联型有源滤波器

针对传统PI控制不能无静差地跟踪交流信号、重复控制动态响应速度较慢的问题以及为了更好消除非周期性信号对系统控制性能的影响,本研究采用了一种PI控制和改进重复控制相串联的复合控制策略,该方法中加入了比例控制前馈和误差调整系数以提高系统对非周期性信号的抗扰性能,控制策略综合了重复控制和PI控制的优点,可以有效地消除系统的稳态误差、增强系统的鲁棒性并具有良好的动态电流响应。Matlab/Simulink仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。     

电动汽车PMSM MTPA控制系统 抗积分饱和速度控制

电动汽车电机驱动系统大多采用传统PI控制,存在积分饱和现象,系统易产生超调和振荡问题,因此将抗积分饱和控制策略引入永磁同步电机最大转矩电流比控制调速系统中,以提升系统的稳定性。采用反馈算法求解转矩电流高次方程,解决了高次方程求解困难的问题,实现了最大转矩电流比控制;速度环和电流环均采用抗积分饱和PI控制,有效地抑制了积分饱和,减小了系统的超调量,提高了电机控制精度。基于Matlab/Simulink搭建了系统模型并进行仿真,仿真结果表明,所设计的系统有效地抑制了积分饱和现象,减少了速度的超调,具有良好的动态和稳态性能,可以较好地满足电动汽车电机驱动系统的要求。     

基于Larsen模型的模糊PID液位控制系统

针对液位控制系统需快速实现高低液位控制的需求,提出基于Larsen模型的模糊PID液位控制系统。该系统以偏差和偏差变化率为输入,以比例系数,积分系数和微分系数作为输出,利用Larsen模型的模糊推理规则对PID参数进行整定,结合模糊控制和PID控制的优点,建立语言控制规则,获取数学模型,从而实现对液位系统的优化控制。MATLAB仿真结果表明,基于Larsen模型的模糊PID液位控制系统比PID液位控制系统的超调量降低,调节时间大幅度缩短,具有良好的动态特性且鲁棒性强。     

基于有限时间干扰观测器的鲁棒积分跟踪控制

针对电液位置伺服系统同时存在的参数不确定和不确定非线性（统称为干扰）,导致传统非线性控制精度不高、跟踪性能不好等问题,提出基于有限时间干扰观测器（FTDO）的鲁棒积分跟踪控制策略. 通过将误差符号鲁棒积分（RISE）控制策略与FTDO融合,实现对未观测干扰的抑制. 考虑到实际系统中噪声对跟踪精度的影响,该控制策略结合期望补偿手段,提高跟踪精度. 通过Lyapunov稳定性理论,证明了闭环系统的全局渐进稳定性. 对比实验结果显示,利用该方法能够有效提高电液位置伺服系统在干扰作用下的跟踪性能,在相同的测试工况下,与速度前馈PI控制器相比,跟踪精度提高了25%左右.     

带扰动补偿的单闭环直流调速系统

本文利用自动控制理论中的“不变性原理”,对单闭环直流调速系统的负载扰动,设置了补偿通道,构成反馈加前馈的复合调速系统.计算机数字仿真结果表明,该系统明显地提高了对负载波动的抗扰性.     

大型装备多轴电液执行器同步控制

为提高大型装备多轴电液执行器的同步精度,建立运动系统的动态数学模型,提出一种主从同步控制方案.它由前馈控制器,卡尔曼滤波器以及PI反馈控制器组成.与位移微分并滤波相比,卡尔曼滤波器可以在噪声环境下获得平滑且相位滞后小的速度估计;前馈控制可加快系统的响应速度;采用PI控制器可以抑制模型不确定性以及负载变化对同步性能的影响.在Matlab/Simulink环境下,比较分析2种速度估计方法以及3种同步控制方法的性能.仿真结果表明,该方法响应快速并且具有较强的抵抗噪声干扰的能力.将该方法应用于实际系统中,实验结果表明,该方法具有较好的动态性能,并且能够有效克服噪声以及负载变化的影响;同步精度有效控制在±2 mm之内.     

基于前馈补偿的模糊PI永磁同步电机调速系统

针对永磁同步电机在负载突变或受干扰时存在鲁棒性差、抗干扰性能不足等问题,提出一种基于前馈补偿的永磁同步电机模糊PI控制调速系统。此系统将电机联结轴的摩擦力、负载所需要的力矩以及负载惯量所产生的力作为总扰动,建立扰动前馈模块,将总扰动辨识出来,并且补偿到速度环上,可以很好地解决在电机负载变化时,电机的响应速度无法跟上系统的问题。对比模型的仿真结果表明,基于前馈补偿的模糊PI永磁同步调速系统具有较好的抗干扰性能和鲁棒性。     

基于分数阶PI^λ控制器的单容水箱液位控制

讨论分数阶PI^λ控制器在单容水箱液位控制中的应用问题,给出了一种基于图解稳定性准则的PI^λ控制器的设计方法．研究了PI^λ控制器的参数稳定域,然后在稳定域内进行系统性能的设计,并提出具体的设计算法．通过Matlab仿真和水箱液位控制系统的实际操作实验,对分数阶PI^λ控制器、整数阶PI控制器和常规Ziegler-Nichols参数整定方法进行比较,说明了本文设计方法的有效性和分数阶PI^λ控制器的优越性．     

MCR电压无功动态加权模糊控制系统

利用磁控电抗器解决电缆接线多、小水电集中上网地区无功倒送导致的电压抬升和功率因数波动,针对恒压、恒功率因数等单一模式无法同时兼顾电压及功率因数的问题,提出了综合考虑电压及功率因数的动态加权模糊控制策略,设计的控制系统主要包括恒压和恒功率因数模糊控制2个模块,输出量为电流增量,经过电流前馈环节计算得到MCR待注入电网的电流量,进而产生触发信号控制MCR输出的感性无功,实现电压无功的平滑无级调节。并通过仿真算例对该控制策略的效果进行研究,与传统PI闭环控制模式进行了对比。研究表明:控制系统具有良好的负载跟踪特性,能够实时跟踪系统电压及功率因数的变化;与传统PI闭环控制模式相比,其超调量更小及调节时间更短。     

精轧活套控制系统研究

在活套系统中，由于活套高度(套量)和带钢张力是相互耦合的，这种交叉关系严重影响了被控量的调节，采用自抗扰控制器取代张力调节环节中的PI控制器，与传统的PID控制器相比，采用积分变形避免了微分灾，将传统的控制工程经验通过误差的非线性组合方式引入系统，通过误差估计抑制系统外扰.将活套高度对张力的作用作为系统外扰，通过扩张观测器的实时估计，有效的抑制了活套高度波动对张力的影响，获得更加良好的张力控制性能.