机电伺服系统齿隙补偿及终端滑模控制

针对机电伺服系统存在的齿隙非线性及参数时变问题,提出无抖振全阶终端滑模控制补偿策略。设计连续可微函数逼近齿隙非线性环节的死区模型,将拟合误差、未建模动态及外部干扰叠加视为类似干扰项,建立拟合系统的状态空间模型,并划分为3个子系统,采用反演控制思想设计终端滑模控制器,使跟踪误差在有限时间内收敛到零点较小邻域,实现对齿隙的精确补偿。应用Lyapunov方法分析有限时间收敛条件及控制参数对系统的影响。通过实验验证了控制策略的有效性。     

一种新型结构的PR调节器在并网逆变器中的应用

比例谐振(PR)调节器通过提高基波频率处的增益达到消除稳态误差的目的,在并网逆变器的电流控制技术中得到广泛的应用。但由于传统结构PR调节器设计时存在各参数变化对系统增益与相位的影响意义不够明确、参数设计不够清晰的缺点,给调节器设计带来了困难。提出一种具有结构清晰、参数设计简单的新型结构PR调节器,且各参数变化对系统性能的影响互相独立,无需将比例参数值设为零来分析其余参数对系统的影响,能够实现对正弦指令电流的零稳态误差跟踪,具有很好的抗干扰能力和谐波抑制能力。最后,结合并网逆变系统进行理论分析和仿真验证,证明该策略的有效性和可行性。     

永磁同步风电机控制系统PI调节器参数设计

分析了永磁风力发电机控制系统拓扑结构,对系统的控制结构进行局部改良,区分了PI调节器参数的类型,从而简化了PI调节器参数设计的过程,减少了参数的计算数量。在网侧逆变器PI调节器参数设计的过程中改良了求导流程,并参考其设计过程创建了机侧整流器的PI调节器参数的求导流程。在Matlab中建立了永磁直驱风电系统的仿真模型并代入参数进行了动态仿真。仿真结果表明:设计出的PI调节器参数满足永磁风力发电机运行时的多项要求,可使永磁风力发电机平稳运行,表明建立的系统仿真模型和提出的参数设计流程的正确性。     

双电机驱动伺服系统齿隙非线性控制研究

利用多电机施加偏置力矩是一种齿隙非线性补偿的常用方法,但完全消除齿隙的影响则需要更为深入的控制策略.以双电机驱动伺服系统为研究对象,针对施加偏置力矩后的系统进一步展开研究.通过应用Backstepping方法选择控制Lyapunov函数(CLF),设计了基于状态反馈的控制策略,完全消除了齿隙非线性对系统的影响.理论分析和仿真研究表明,该方案能够保证系统稳定地跟踪参考输入,同时保证整个控制系统渐近稳定.     

不平衡及畸变电网下并网变流器的比例多谐振电流控制

针对不平衡及畸变电网电压影响并网变流器控制性能的问题,采用比例多谐振调节器对变流器的电流环进行控制。在建立两相静止坐标系下变流器数学模型的基础上,给出一种采用直流电压外环、电流内环的双环控制结构,电流内环选择比例多谐振调节器实现了对基波电流的跟踪和对畸变电网电压扰动的抑制。针对含有LCL型滤波器的变流器中滤波器以及比例多谐振调节器阶数高、参数设计困难的问题,基于离散域根轨迹分析,提出了比例多谐振调节器参数设计的方法。通过分析谐振调节器参数对系统闭环极点的影响,设计了电流环的控制参数,该参数可使系统在滤波器及电网频率变化时仍然具有较好的鲁棒性。在RT-LAB硬件在环实验平台上,验证了电流控制方法的可行性,以及所提比例多谐振调节器参数设计方法的正确性。     

LCL型并网逆变器电流控制器设计

在LCL型并网逆变器的应用中,电流控制器的结构和参数对系统稳定性和输出电流质量非常重要。采用电容电流内环,进网电流外环的双闭环控制策略,提出了一种基于准比例谐振调节器和比例调节器的新型电流控制器设计方法。与传统单位电容电流反馈不同,将比例调节器用于反馈通道,实现两个调节器间的解耦控制,简化调节过程。根据逆变系统实际特性,在正向通道中引入惯性环节。控制器参数由系统闭环传递函数根轨迹方法进行设计,以凸显单个参数对系统的影响,使设计过程在无任何假设和简化的情况下直观明了。额定功率为50kW并网逆变器的仿真结果验证了所提控制策略和电流控制器设计方法的合理性和可行性。     

基于电流环相位裕度和补偿特性的静止无功发生器低通滤波器与调节器参数设计方法

在直接电流控制方法下,提出了基于电流环稳定性和无功补偿特性的静止无功发生器(SVG)低通滤波器与调节器参数的设计方法。通过建立SVG系统简化模型,利用传递函数和基于Bode图的频域分析方法定性分析了L型、LC型和LCL型低通滤波器的参数对系统稳定性的影响,在此基础上忽略对稳定性影响小的参数,简化包含系统各参数的相位裕度表达式,给出三种低通滤波器参数、调节器参数和截止频率(补偿特性)之间的关系,最终提出了全局参数设计方法,该方法考虑了相位裕度、调节器参数、截止频率和低通滤波器的参数。该方法明确了各参数与相位裕度之间的关系,避免了传统低通滤波器设计方法中不能与调节器参数和相位裕度相结合的问题,完善了SVG参数设计方法。实验验证了本文所得出的稳定性分析的结论和参数设计方法的正确性。     

基于PLC的高可靠性智能励磁调节器

设计了一种基于可编程序控制器（PLC）的高可靠性智能励磁调节器，给出了调节器的软件和硬件实现方法。解决了PLC在励磁系统中应用存在的频率测量及同步移相触发脉冲形成的两个难题。采用了在线变增益改进PID控制策略，该算法根据偏差的大小及PID参数对系统控制性能影响的专家知识在线调整PID参数，提高了PID算法对不同控制对象的鲁棒性和适应性。设计的调节器具有功能丰富、调节速度快、可靠性高等优点。试验表明该调节器具有良好的动静态特性。     

基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型并网逆变器闭环参数设计

基于电容电流反馈的有源阻尼是实现LCL型并网逆变器谐振峰阻尼的一种有效方法,PI调节器因其简单有效而常用于并网电流的控制。针对基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型单相并网逆变器,详细分析PI调节器参数和电容电流反馈系数等闭环参数对系统性能的影响,通过对并网电流稳态误差、系统相位裕度和幅值裕度的分析,得到满足上述要求的PI调节器参数和电容电流反馈系数的取值范围,结合实际应用需要就可从中优化选取出合适的闭环参数。所提出的闭环参数设计方法不需要反复试凑,不仅可以有效阻尼LCL滤波器谐振峰,而且可以使系统具有高鲁棒性、快速动态响应性能和低稳态误差。实验结果证明了所提出的闭环参数设计方法是有效的。     

电气比例压力阀自校正压力调节器的设计

在对电气比例压力阀的压力控制系统动力学特性进行分析的基础上，采用三阶CARMA模型来描述实际压力控制系统，利用带有遗忘因子的递推最小二乘算法和卡尔曼滤波方法在线实时估计系统的模型参数和状态变量，在此模型基础上设计线性二次自校正压力调节器。实验结果表明，自校正压力调节器具有对系统参数变化的自适应性，使得系统具有良好的动、静态压力响应。     

双电机驱动关节的线性化控制研究

本文基于齿轮传动系统存在的齿隙非线性问题,提出了一种双电机驱动双主动齿轮啮合同一从动齿轮的驱动方案。设计了双电机协调控制算法,包括力矩线性化控制算法与单速度环速度反馈线性化控制算法,解决了电机齿轮传动系统运动过程中的齿隙非线性问题。本文首先介绍了双电机消隙原理与控制方案,然后建立双电机系统控制模型进行分析,最后搭建仿真模型进行控制方案的验证。仿真结果表明,本文所提出的双电机控制方案可以有效地解决齿轮传动中的齿隙非线性问题。     

基于负载观测的直流电动机调速系统无源控制

为了提高直流电动机调速系统的性能,提出了一种基于负载观测的直流电动机调速系统无源控制实现方法。负载观测器通过检测直流电动机的电枢电流和转速重构当前工况下的负载转矩。基于系统的端口受控耗散哈密顿模型,根据负载观测器估计的实时负载,运用互联与阻尼分配的无源控制方法,并采用参数切换进一步优化控制策略,实现对给定转速的快速、稳定跟踪。仿真结果表明采用所设计的无源控制策略,能使直流电动机调速系统具有良好的动、静态性能与较强的鲁棒性。     

电梯拖动用永磁无刷直流电动机的四象限运行控制

按照电梯拖动的使用要求，研制出具有四象限运行功能的稀土永磁无刷直流电动机控制系统。介绍了该控制系统的构成特点和控制方法，给出了系统框图，并进行了四象限控制原理分析。通过样机的试验和应用，验证了控制方法的合理性。     

无刷直流电动机直接驱动系统动态特性分析

在推导了转子表面安装永磁体无刷直流电动机的数学模型的基础上,介绍了一种以集成数字信号处理器ＡＤＭＣ３３１为核心全数字矢量控制无刷直流电动机直接驱动系统。着重分析了电流参考信号超前角,系统参数和驱动方式对无刷直流电动机系统动态性能的影响。     

基于Vissim的H桥可逆直流调速系统的建模和仿真

为了研究直流调速系统的调速性能并验证工程设计的结果,依据直流调速系统的原理和工程设计方法,介绍了基于Vissim软件进行直流电动机和H桥变流器建模的方法,构建了H桥可逆PWM直流双闭环调速系统.仿真中可灵活调整参数,进行优化设计,仿真调试结果满足设计要求,验证了双闭环调速系统的良好性能,表明了这种新型的建模仿真方法的有效性和可行性,有助于实际系统调试,为直流调速系统的设计提供了新的思路和方法.     

电动车用电动/发电永磁无刷直流电机的控制系统研究

该文主要针对混合动力电动汽车用无刷直流电机驱动系统进行基于DSP数字控制方式的研究,设计了基于DSP数字控制方式的集电动、发电于一体的混合动力汽车用稀土永磁无刷直流电机的控制系统。该系统选用了TMS320LF2407A作为主控芯片。文中主要介绍了该控制系统的结构特点、设计方法和控制策略,通过样机试验验证了设计的合理性。     

基于单片机的直流电机调速系统设计与实践

直流电动机具有良好的起动、制动性能,用于大范围内平滑调速,在许多需要调速或快速正反转的电力拖动领域中得到了广泛的应用,从控制的角度来看,直流电机的调速是交流拖动系统的基础。针对直流电机转速的测量与自动控制,尝试采用AVR单片机来实现直流电机调速系统,通过对硬软件进行了设计和实践,直流电机调速系统达到了预期效果,可以降低投资成本,减少功耗,提高控制的灵活性。     

基于双机直流拖动的智能配电系统自动开关系统设计

根据现代建筑智能配电系统中很多直流电机自动开关控制多轴传动系统的特点,通过对多轴传动系统简化折算,得到单轴拖动系统,即直流电机模型。应用PWM的变换器H桥的可逆电路对直流电机进行PWM驱动控制。在单闭环速度PI控制的基础上,设计了基于标准行程的位置调节方法,简述了转速、位置闭环的控制原理,通过MATLAB仿真验证了转速位置的闭环控制对双机直流拖动控制的有效性,实现了系统的结构简单、运行偏差小、运行稳定,设计了以C8051F320单片机和LMD18200直流电机集成驱动芯片为核心的硬件电路,经过最后的软硬件整合测试,证明系统性能良好。     

电动汽车直流牵引电动机驱动系统的最优控制

基于带有增磁绕组的直流牵引电动机驱动控制系统数学模型,分析其加速度控制环节稳定性,应用性能指标最优控制方法设计了加速度控制环节的控制参数并进行仿真实验。结果表明该驱动控制系统响应速度快、稳定性好、动态性能优越、能准确跟踪电机转速变化,满足电动汽车牵引特性要求。     

MTPA控制下逆变器-IPMSM系统直流侧电压稳定性研究

在电机闭环控制系统中,由于转矩的快速跟随,可将逆变器-电机负载当做恒功率负载。恒功率负载的负阻抗特性使得牵引传动系统阻尼较小,从而引发直流侧电压和电流的振荡。通过深入分析牵引变流器模型、内置式永磁同步电机数学模型以及控制系统的数学模型,从机理上阐述了恒功率负载引发的牵引传动系统直流侧振荡产生的原因;进而通过小信号分析法,推导了最大转矩电流比控制下,逆变器-内置式永磁同步电机系统的导纳模型。在该导纳模型的基础上,通过频域下的伯德图以及奈奎斯特稳定性判据,分析了直流侧LC参数、电机电感参数、定子电阻参数以及功率对系统稳定性的影响,发现了各参数对稳定性的影响规律以及电机运行过程中的稳定性变化过程。基于该文的理论分析,实现了一种主动阻尼补偿方式,并通过仿真和实验验证了该补偿方式能有效增大系统阻尼,提升系统的稳定性。