基于PI-Lead控制的永磁同步电机双环位置伺服系统

为提高位置伺服系统轨迹跟踪精度及极限带宽,该文研究了一种位置-电流双环伺服结构,其位置控制采用结合相位超前环节的比例积分控制器（PI-Lead）。首先,探讨了P-PI-PI和PI-P-PI两种传统三环位置控制结构在轨迹跟踪精度上存在的局限,研究了速度前馈提升精度的机理及问题;然后,证明了PI-Lead双环结构相位超前环节对维持系统稳定的意义,详细分析了低通滤波器对系统性能的影响及其参数设计方法,给出了PI-Lead双环位置伺服系统基于闭环频域指标的参数整定策略;最后,对比分析了双环结构与传统三环结构的特点,推导了三种结构的位置极限带宽。实验结果表明,PI-Lead双环结构无需任何前馈补偿即可基本消除系统动态跟踪误差,并具有更高的位置环极限带宽。此外,由于减少了速度控制环节,其无需速度测量且参数整定更加简单。     

基于开闭环迭代学习位置调节的直线伺服系统

针对磁场定向矢量控制下的永磁直线同步电机伺服系统,提出开闭环迭代学习位置调节器,实现参考位置信号的准确跟踪控制。详细分析了开闭环迭代学习位置调节下的直线伺服系统结构与数学模型。给出直线伺服系统位置调节器结构及带有遗忘因子的开闭环迭代学习位置调节算法。方波位置跟踪及突加负载实验结果表明,开闭环迭代学习控制具有系统响应速度快,位置跟踪准确的特点,同时可以有效保证受扰状态下的鲁棒性能。     

伺服系统中一种新型前馈控制结构的研究

跟踪性能是伺服系统的本质性能,前馈控制是提高交流伺服系统跟踪性能的一种有效手段。在速度前馈的基础上,研究了在转矩闭环的给定信号上增加转矩前馈的新型前馈控制结构,以提高伺服系统的位置跟踪性能。实验结果显示该控制结构大幅度地减小了交流伺服系统梯形响应或S曲线响应中的加减速段的位置跟踪误差。     

双三相永磁同步电机位置伺服前馈反馈复合控制

传统伺服系统的位置控制器只采用纯比例控制,不能兼顾系统的响应速度和稳定裕度,且对斜坡等输入信号不能实现无差跟踪。通过分析位置伺服系统的传递函数,设计了一种新型前馈反馈复合控制器。该复合控制器重构了系统的误差传递函数,使系统能够准确跟踪给定信号,提高了伺服系统的跟踪性能和稳定性。为了进一步提升电流环动态性能,在电流环添加反电动势前馈势补偿,用于减小反电动势对电流响应的影响。仿真和试验表明,该控制方法提高了位置伺服系统的动态性能和跟踪精度,验证了前馈反馈复合控制的有效性。     

伺服系统惯量辨识技术(一)——综述

<正>1引言工业机器人、数控机床等先进制造业的发展,对高性能伺服系统的动态响应速度、定位准确性提出更高的要求。交流伺服系统的应用场合多为时变惯量的运动控制场合,由电机的机械运动方程可以知道,系统的转动惯量会随着负载惯量变化,进而影响伺服系统的性能。90%以上的伺服控制都是采用PID控制策略,PID参数在系统运行前就已设定。通常而言,对于一个电流环闭环特性已确定的伺服系统,速度环的频域宽度和系统的惯量     

基于自抗扰控制器的交流位置伺服系统

提出一种新颖的基于自抗扰控制器(ADRC)的永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统。外环由AD-RC实现位置环调节器,内环由PI调节器实现电流闭环,共同组成新颖的位置伺服系统控制器。ADRC由跟踪微分器(TD)、扩张状态观测器(ESO)和非线性状态误差反馈率(NLSEF)组成。TD通过为目标信号安排合适的过渡过程克服了系统响应中快速性和超调之间的矛盾;ESO精确观测系统的扰动并把扰动作用补偿到ADRC的输出中,提高系统的抗扰动能力;NLSEF实现非线性调节器以提高系统的控制精度。仿真和实验结果表明,该位置伺服系统具有高控制精度、快速响应无超调、强鲁棒性的特点。     

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.     

基于准滑动模态的雷达伺服系统控制

为了改善某跟踪雷达伺服系统的性能,以无刷直流电机(BLDCM)作为天线伺服驱动,在无刷直流电机模型的基础上,设计了雷达伺服系统的三闭环控制系统,电流环和速度环均采用PI控制,位置环采用准滑模控制.给出了电流环和速度环的开环频率特性,并绘出了伺服系统位置环的阶跃响应曲线和正弦信号跟踪曲线.结果表明,所设计的伺服系统电流回路和速度回路稳定,能够达到性能要求;位置环响应速度有所提高,对系统参数的不确定性及干扰有很强的鲁棒性,雷达伺服系统的跟踪速度、跟踪精度、稳定性都有所改善.     

永磁同步电机速度阶跃响应研究

文章简述了永磁同步电机伺服系统的原理与设计,介绍了系统为满足矢量控制条件,改善电流环动态性能的具体措施.通过研究速度环的动态结构,选择速度环的调节方式,以满足速度环的无差与抗扰要求.通过对不同速度范围改变调节器比例积分系数,可以实现在不同速度范围系统响应性能的优化;为提高速度阶跃响应性能,在速度阶跃时设置最大启制动力矩,可以充分发挥电机的潜力,加快电机速度的阶跃响应过程;在速度调节环中引入微分反馈,可以使速度调节器提前退出饱和,抑制超调,满足伺服系统的定位要求,提高系统速度阶跃响应性能.所做的设计在实际系统中得到实验验证.     

永磁同步伺服系统速度响应研究

本文从永磁同步伺服系统矢量控制的原理出发,针对实际伺服系统的具体工程对象,阐述了系统的构成与设计方法,研究了系统速度环、电流环动态性能改善的具体措施.通过加大PI调节器的比例积分系数、引入微分而构成PID调节、引入过调制技术来提高电流环动态跟踪性能,并抑制反电动势对电流环动态性能的影响.对速度环,通过分段改变调节器比例积分系数、在速度阶跃时设置最大启动制动力矩、在速度调节环中引入微分反馈等措施,来避免比例积分调节器固有的缺陷,抑制超调,充分利用电机潜力,提高系统速度响应性能.所做的设计在实际系统中得到实验验证,效果比较满意.     

永磁同步电机无位置传感器复合控制算法研究

针对永磁同步电机无位置传感器控制技术在低速阶段存在额外损耗和位置估计延迟以及在中高速阶段存在对模型参数依赖较大的问题,提出一种全转速范围无位置传感器复合控制方法。采用高频注入法和自适应算法复合控制策略,利用加权算法实现了两种算法之间的平滑切换,建立复合控制算法的数学模型,运用Matlab/Simulink进行仿真分析。分析结果证明,该复合控制算法能够快速准确地检测出转子位置,实现零低速与中高速的平滑切换,提高了系统的动态响应性能,具有动态调节速度快,鲁棒性好等优点。     

人工腿中直线电机位置伺服系统仿真与设计

首先,采用“阶跃响应最佳准则”设计位置伺服系统闭环传递函数,接着设计伺服系统控制器结构,在没有提高系统阶次的情况下,提高控制系统型号,该方法对控制对象的性能参数有较强的鲁棒性能;然后,用MATLAM提供的控制系统工具箱和SIMULINK仿真工具对直线电机位置伺服系统进行仿真和优化;最后,采用DSP数字信号处理芯片实现伺服系统。     

MM440变频器矢量控制技术

不带速度编码器的矢量闭环控制方面与其他变频器相比,MM440变频器在低频范围内有以下的突出优点：闭环控制运行可低达1Hz,可以在闭环矢量控制方式下起动变频器,上电后立即起动,闭环控制运行方式下可以稳定地通过低频区域0Hz。带有速度编码器的矢量控制：传动装置的动态响应特性高,速度精度高,改善了控制性能,提高抗扰动能力。     

Position sensorless control

In this article, a generalized sensorless method for SRM drives has been explained. By continuous monitoring of the back-EMF, the best version of the sensorless technique is selected and engaged. The robust performance obtained from this technique makes it as attractive candidate for industrial as well as domestic applications. Furthermore, a four-quadrant strategy under sensorless control has been designed and implemented. The proposed method demonstrates simplicity in computation while providing high-precision position information with no extra hardware or memory. The proposed algorithms have been implemented on an experimental SRM test setup. Our findings show that four-quadrant sensorless control of the SRM drive is a feasible technique and can be considered as a technology ready for application. This technique is especially helpful where the characteristics of the application calls for operating in two/four-quadrants or when a closed-loop speed/position control with sensorless strategy is demanded.     

直流V—M双环不可逆调速系统调节器的设计

在电力拖动的自动控制系统中,调速系统是非常重要的一部分,而在直流调速的系统中,转速、电流双环的直流调速系统因具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点,在电力拖动自动控制系统中得到了广泛的应用。给出了直流V-M双闭环不可逆调速系统的动态结构图,并采用工程设计方法对直流V-M双闭环不可逆调速系统的调节器进行了设计。     

双余度无刷电动机位置伺服系统仿真与试验

建立了稀土永磁(rare earth permanent magnet, REPM)双余度无刷直流电动机(dual-redundancy brushless DC motor, DR-BLDCM)位置伺服系统的位置、速度、电流三闭环数学模型,针对并联型隔槽嵌放式DR-BLDCM的结构,采用磁感应强度波形分析方法,得到了该电机在每极每相槽数q=1时的每相自感和相间互感的计算公式,并给出了在q=2和q=3时的自感和互感的参数修正关系。在Matlab/Simulink环境下,构建了基于Matlab的系统仿真模型,采用一种实用的正弦波消顶方法,即用消去顶部的正弦波来代替梯形波,减小了系统仿真过程的计算量。通过对DR-BLDCM位置伺服系统实际参数的动态性能仿真,得到了位置伺服系统阶跃响应和频率响应曲线。仿真曲线与DR-BLDCM电动舵机实际系统试验结果一致,从而验证了DR-BLDCM自感和互感算法及此类系统模型的有效性。     

新型集成式DRV8301驱动BLDCM的控制器设计

针对无刷直流电机BLDCM(brushless DC motor)的精确控制和快速动态响应的需求,设计了一种新型集成式DRV8301驱动BLDCM的控制器。在分析PID控制算法的基础上,采用增量型PID算法实现速度闭环调节;采用TMS320F28035型DSP为控制器主控芯片,设计了高集成度的驱动保护电路、三相桥式逆变电路以及转子位置检测电路,简化了硬件电路结构,并完成了控制器的软件设计。实验结果验证了所设计的BLDCM控制器具有良好的控制精度和动态响应性能。     

基于MPC的永磁同步直线电机位置控制

文章提出了一种基于连续集模型预测控制的永磁同步直线电机位置控制的方法,以提高永磁同步直线电机位置控制的动态响应性能和稳态精度。传统的级联型三闭环位置控制系统使用PI控制器,虽具有应用简单、适用性强的优点,但是动态响应和稳态精度却受到制约。本文详细阐述了MPC的控制原理和设计方法,在Matlab/Simulink下搭建了相应模型进行仿真验证。仿真表明,模型预测控制具有良好的动态性能和稳态精度。     

光栅尺在永磁直线同步电动机测速测位移中的应用

本论文将永磁直线同步电动机的开环改为闭环,并对其速度环和位置环进行了硬件设计和软件编程,实验结果验证了其可行性。     

带有转子位置检测器类电动机的几种测速方法的研究

带有转子位置检测器类电动机的测速除了常用的测速方法外，还有其特有的测速方法。本文分析讨论了几种测速方法的特点和应用，在构成这类电动机的转速闭环时，根据不同指标要求和应用场合选择合适的测速方法具有实际意义。