异步电动机自适应矢量控制系统

针对经典的矢量控制系统中磁链观测器的参数偏差影响系统稳态性能和动态性能的不足,提出了把自适应控制融合到矢量控制当中的策略,设计了转子磁链自适应观测器,得出了异步电动机的转子磁链自适应观测器的算法,构成转速与磁链闭环的矢量控制系统.仿真结果表明,该系统具有一定的鲁棒性和较好的稳、动态性能.     

舵机伺服系统优化控制策略的研究

本文主要介绍了一种电动舵机位置伺服控制系统优化控制策略.首先借助无刷直流电机固有的转子位置传感器对电位器检测信号进行补偿,针对舵面位置反馈提出了一种补偿方法.该方法能有效减小外界噪声信号的干扰,提高系统的控制精度.另外,提出了复合控制算法,同传统的PID控制算法相比,该算法在动态性能和稳态精度方面都具有明显优势.仿真结果表明,该控制策略响应速度快、超调量小,稳态精度高,能够有效抑制外界噪声的干扰,具有较好的控制精度和鲁棒性.     

基于RBF神经网络的伺服系统自适应自抗扰控制

针对伺服系统中存在的非线性,提出了一种基于RBF神经网络的自适应自抗扰控制（ADRC）方法,设计了基于RBF神经网络的自适应自抗扰ADRC控制器。通过仿真和实验验证了该方法能有效地克服采用PD控制时系统的超速超回现象和爬行现象,在参数变化时具有较好的稳态性能和较强的鲁棒性。     

定频模型预测控制与滑模控制相结合的PWM整流控制策略

针对PWM整流器模型预测控制稳态波纹大、采样频率高、开关频率不固定等问题,结合滑模控制,研究了一种改进的模型预测控制方法。外环采用一种新型的电压平方的滑模控制来代替PI控制,具有较好的鲁棒性和动态性能,对于负载突变也能表现出较好的抗扰动性。内环采用一种定频的模型预测控制方法,并通过两步预测对系统进行延时补偿,减小了系统的稳态误差和功率纹波。仿真结果表明,相对于传统的模型预测控制,改进后的方法能够显著地减小功率脉动,增强系统的动态性能和稳态特性,是一种较好的功率控制方法。     

一种无刷直流电动机重复控制方法研究

无刷直流电机位置伺服系统采用PID控制方式,虽然简单、动态响应较快但稳态输出特性差.重复控制是一种能够消除稳定闭环内所有周期性误差,同时控制精度高,实现简单,控制性能的非参数依赖性好.结合两种控制方法特点提出了一种无刷直流电机的重复控制方法以获得良好的动态和稳态性能.仿真结果说明,无刷直流电机控制系统的跟踪精度和鲁棒性得以提高.     

感应电机伺服驱动系统自适应控制研究

针对传统感应电动机伺服驱动系统的位置与速度外环PI控制的结构复杂、双闭环耦合及对参数等不确定性扰动鲁棒性差的问题,在直接转矩控制理论将感应电动机的转矩与磁链解耦的基础上提出了基于动态神经网络的自适应控制方案,简化了控制系统结构,它可随着伺服驱动系统的运行工况而改变控制系统的结构参数,大大提高了伺服驱动系统对参数变化的鲁棒性,同时,也较好地改善了伺服驱动控制系统的动态及稳态性能。最后通过实验验证了该控制系统的有效性和可行性。     

电液伺服系统的积分滑模自适应控制

针对一类参数不确定的非线性系统,提出了一种积分滑模自适应控制策略.在滑模控制中引入积分控制项,消除了传统滑模变结构控制需要被跟踪信号导数已知的假设,同时基于Lyapunov方法引入参数自适应律,使系统具有优良的抗干扰特点.本文采用该控制方法,对电液伺服系统的液压缸位置进行跟踪控制.仿真结果显示,该方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪性能.     

永磁同步直线电机无模型电流控制

为改善永磁同步直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,针对传统永磁同步直线电机PID控制方法中参数不确定性导致的控制不稳定问题,提出一种无模型电流控制方法.该文基于超局部模型设计永磁同步直线电机控制系统的无模型电流控制器,分别搭建PID控制和无模型电流控制系统,在此基础上进行稳态运行、负载突加减和电机参数摄动的仿真及实验对比.结果表明,所提方法改善了永磁同步直线电机控制系统的动态响应性能,对电机参数不确定性具有较强的鲁棒性.     

BUCK型开关变换器最优PID控制器设计

针对开关电源的复杂性和时变性,传统PID控制器整定方法无法很好满足其控制性能要求的问题,提出一种面向性能指标的最优PID控制器参数整定方法。基于DP算法,计算保证闭环系统稳定的PID控制器参数范围;利用具有全局寻优能力的遗传算法,按照ITAE性能指标在该范围内进行参数寻优。以BUCK变换器为利的仿真研究表明,该方法在指定的性能指标上取得了满意的控制效果,在负载发生摄动时,较传统PID控制器,具有较好的鲁棒性,且计算相对简单、实用性强,可推广到非线性PID控制器的参数整定和相关工程实践中。     

异步电动机调速系统的复合智能矢量控制研究

设计了一种基于模糊-PID复合自寻优控制的矢量控制器,以提高异步电动机矢量控制系统的动态和稳态性能.通过与传统的PID矢量控制系统的仿真对比,表明基于该控制器的调速系统,具有更好的动态和稳态性能、鲁棒性及节能效果.     

基于预测模糊PI的异步电机控制

采用矢量控制的交流变频调速系统可获得与直流调速系统相媲美的静动态性能.就传统的交流调速PI控制的不足,将预测模糊控制引入到交流调速系统中,并就灰色预测方法提出了一种计算简便的预测控制方法.通过仿真结果表明,此方法较传统的PI控制有更好的动、静态性能和鲁棒性,具有一定的应用前景.     

五桥臂逆变器-双异步电机调速系统的零矢量交错模型预测控制

五桥臂逆变器-双异步电机调速系统采用模型预测控制相比于传统的矢量控制具有更好的动态性能,易于实现系统的全局性能优化,但却存在稳态性能差、计算量大难以实现、无法消除公共桥臂开关动作需求限制等问题。对此,提出一种零矢量交错模型预测控制(ZVI-MPC)方法,将空间矢量的概念与矢量合成原理引入到模型预测中,在一个采样周期中对每台逆变器均作用两个电压矢量(一个非零矢量和一个零矢量),利用无差拍理论计算两逆变器的非零矢量作用时间,结合公共桥臂开关需求,调节各矢量作用时间并按照零矢量交错原则进行开关状态分布,以避免出现公共桥臂开关动作需求冲突。该方法在任意采样周期内只需考虑12种有效矢量组合,大大减少预测控制计算量。仿真和实验结果表明采用零矢量交错模型预测控制,两台电机可独立稳定运行,且均具有良好的动静态性能,相比于传统模型预测控制方法,本文所提方法稳态性能更理想,且计算量显著减小,易于实现。     

基于状态观测器的状态反馈控制在300MW单元机组协调控制系统中的应用

在单元机组机理性数学模型的基础上，设计了一种增量式状态观测器，提出基于状态观测器的状态反馈与常规PID控制相结合的新型控制方法。采用状态反馈控制克服锅炉的时滞与惯性，提高机组负荷适应能力，应用PID控制保证控制系统的稳态指标。该算法还具有在分散控制系统中易于实现的优点。该控制方案在一台300MW单元机组中的实际应用效果表明：采用基于增量式状态观测器的状态反馈控制，可有效克服锅炉的时滞与惯性，同时还由于其减缓了模型失配的程度，因而可克服非线性、参数慢时变等不确定性因素的影响，特别是当机组负荷发生较大变化时，本方案更显示出其优良的控制性能。     

全桥型DC/DC变换器的DMC-PID串级控制策略研究

研究了全桥型DC/DC变换器系统的控制方法。针对现有DC/DC变换器动态响应速度慢、抗干扰能力差的现状,提出了基于状态反馈精确线性化的动态矩阵控制-比例积分微分DMC-PID（dynamic matrix control-propor-tional integral differential）串级控制方法。应用状态空间平均法建立全桥型DC/DC变换器系统的非线性模型,通过状态反馈精确线性化后得到线性化系统。为使系统获得优良的控制性能,选取DMC-PID串级控制方法。该控制方法同时具备PID算法的鲁棒性和DMC算法的快速性和稳定性,能有效地解决电源输入电压大范围波动输出电压不能及时稳定的问题。通过仿真分析和实验验证了该方案能在各种扰动工作条件下实现对变换器输出精确、快速的控制。     

二阶自抗扰控制器在三电机同步系统中的应用

分析了三电机同步控制系统数学模型,结合自抗扰控制理论特点,提出了一种新的基于二阶自抗扰控制器(ADRC)的三电机同步系统控制方案。设计了三个二阶ADRC分别对速度控制回路和两张力控制回路进行控制,实现了系统速度和张力之间的动态解耦。在二阶ADRC中,扩张状态观测器将系统模型内扰、外扰以及速度张力之间的耦合影响统一视为系统总扰动,对系统总扰动进行实时观测和补偿。结合西门子S7?300 PLC构建了实验平台,进行了解耦特性、跟踪性能和抗负载扰动能力测试实验。结果表明:二阶ADRC控制器不仅实现了三电机同步系统中速度和张力的解耦控制,还提高了系统的抗干扰能力,使系统具有较强的鲁棒性。     

直线伺服系统的鲁棒保性能控制研究

对具有不确定性的直线电机伺服系统进行鲁棒控制。把一矢量控制的永磁直线电机构成一个三环系统，在速度环和电流环内采用IP速度控制器和状态反馈控制器，以实现电机的高精度快速进给，并抑制外部扰动对系统的影响。为了保证对于所有允许的参数不确定性，系统都具有所期望的性能，采用保性能控制方法设计其最优状态反馈保性能控制器。对电机在两种最恶劣情况下作了仿真实验。结果表明，和传统的方法相比，用该方法设计的直线伺服系统具有性能鲁棒性，当参数变化时，系统具有较好的抗扰性和跟踪性能。     

基于摩擦补偿的直流伺服系统变增益自抗扰控制器

针对摩擦非线性影响直流伺服系统控制性能的问题，提出了一种基于LuGre模型的变增益自抗扰控制（VGADRC）方法。建立了含LuGre模型的直流伺服系统微分方程模型。基于该模型设计摩擦补偿与自抗扰控制(ADRC)相结合的复合控制器。该控制器在不增大观测器增益的前提下，利用LuGre模型前馈补偿系统中的摩擦非线性，同时减小量测噪声对系统的影响。此外，为抑制传统线性扩张状态观测器（LESO）初始时刻引起的峰值问题，采用三阶变增益线性扩张状态观测器(VGLESO)对系统中的总扰动进行估计。最后仿真结果表明，采用所提控制方案能有效提高系统的低速跟踪性能和动态性能。     

基于摩擦补偿的伺服转台自抗扰控制策略研究

摩擦非线性扰动是影响伺服跟踪系统控制性能的主要因素之一。为提高转台伺服系统的跟踪性能,提出了一种基于Elastoplastic摩擦模型的改进自抗扰控制方法。首先,建立了转台伺服系统的状态空间模型;其次,采用Elastoplastic摩擦模型描述系统中的非线性摩擦扰动,并用遗传算法辨识了模型参数;最后,基于辨识获得的Elastoplastic摩擦模型,将位置误差和速度误差作为不同的参数分别应用到扩张状态观测器,设计了一种改进型自抗扰控制器。未引入摩擦补偿时的速度跟踪误差平均值约为0.0024 rad/s,而加入补偿后的速度跟踪误差平均值减少为0.00147 rad/s。仿真和实验结果表明,本文提出的控制方案能够提高转台伺服系统的跟踪性能,验证了所提出控制方法的有效性和鲁棒性。     

Assessment of dynamic matrix control controller parameters via estimating Markov parameters of disturbance

For an industrial control system, controller parameters are important factors that affect the control system performance. This article introduces a controller parameter performance assessment method based on disturbance characteristic variation for a dynamic matrix control system. Assuming that the process model is accurate and the setpoint is constant, disturbance characteristic variation without adjusting controller parameters leads to the degradation of system performance. Hence, the Markov parameters of a disturbance model, which inflect the variation of disturbance characteristics, are used to assess the controller parameter performance. These Markov parameters can be obtained from closed-loop data using the subspace identification method. The differences between the Markov parameters in an actual running state and those in a well-regulated state are used to design the assessing index of controller parameters. The simulation results in the Wood–Berry model and TE process show the validity of the proposed index.     

基于LQRI方法的蓄电池充电调节器控制策略

为提高卫星电源蓄电池充电调节器(BCR)的工作性能,基于带积分环节的线性二次型调节器(LQRI)设计方法提出了一种新型的BCR控制策略。根据BCR的工作机理,获得了系统的小信号数学模型;通过引入状态积分环节,实现了状态方程的扩维;通过定义二次型性能指标函数和加权矩阵,获得了一种新型BCR状态反馈控制策略,有效消除了系统的稳态输出误差。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。