一种基于TSK型递归模糊神经网络的无刷直流电动机位置控制方法仿真

考虑系统的参数变化和包括摩擦力在内的非线性及时变的外界干扰情况下,永磁无刷直流电动机位置伺服控制系统是多变量和非线性的时变系统.针对传统PID控制方法的不足,提出了一种TSK型模糊神经网络控制器的设计方法,并用于永磁无刷直流电动机伺服控制系统的位置控制;可同时动态在线进行结构学习和参数学习,以提高位置控制静态精度和动态跟踪性能.仿真结果表明,所设计的TSK型模糊神经网络位置控制器响应速度快、跟踪性能好、输出精度高、动态和静态性优能于传统PID控制方法.     

基于RFNN补偿的直线伺服系统反推控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统,在分析影响直线伺服跟踪精度因素的基础上,采用智能反推控制策略对该伺服系统进行有效的补偿控制。考虑参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响,设计基于递归模糊神经网络(RFNN)的反推控制器,利用了递归神经网络具有捕获系统动态信息的优点,可实时补偿不确定因素对跟踪性能的影响。仿真结果表明,控制策略明显降低了不确定因素对系统性能的影响,从而显著提高了直线伺服系统的位置跟踪精度。     

永磁直线同步电动机矢量控制位置伺服系统

针对永磁直线同步电动机位置伺服系统,提出磁场定向矢量控制下的三环直线伺服控制结构,实现参考位置信号的跟踪控制。详细分析了位置调节器、速度调节器、电流调节器、坐标变换器及电压空间矢量脉宽调制器的结构及数学模型。完成直线伺服系统控制电路、功率驱动主电路、检测电路、人机界面、辅助电源电路的硬件设计及相关软件设计。实验结果表明,该直线伺服系统具有良好的位置跟踪性能。     

精密直驱龙门系统的交叉耦合互补滑模控制

针对龙门定位平台上双直线电动机伺服系统的位置精确同步控制问题,提出一种基于交叉耦合控制(Cross-Coupled Control,CCC)与互补滑模控制(Complementary Sliding Mode Control,CSMC)相结合的控制方案。考虑到永磁直线同步电动机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)易受系统存在的端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的影响,建立含有不确定性因素的直线伺服系统的动态模型。为了使系统实现高精度强鲁棒性的位置跟踪性能,设计基于CCC和CSMC的双直线电动机伺服系统。利用CSMC对系统不确定性因素不敏感和抖振小的优点,来保证双直线电动机伺服系统中单轴的位置跟踪精度;并将CCC引入到双直线电动机伺服系统中,消除了双电动机之间存在的耦合,进而减小了系统的位置同步误差。系统实验结果表明,该控制方法具有快速的跟踪性和较强的鲁棒性,能够满足高精度强鲁棒性的实际加工生产需求。     

基于调整函数的永磁直线伺服电动机非线性自适应Back-stepping跟踪控制

对永磁直线伺服电动机提出基于调整函数的非线性自适应Back-stepping跟踪控制。在控制器设计中,提出一个新的设计思路,即d轴电流的动态规划:用某一参数估计的动态过程作为d轴电流的动态过程,只要参数估计值能精确估计未知参数,d轴电流必然收敛于零,从而直线伺服电动机获得最大电磁动力。仿真结果表明,本文推导出的控制律,利用不精确估计值,实现了永磁直线伺服电动机的加减速精确跟踪控制。     

基于反馈线性化的交流直线永磁同步伺服电动机速度跟踪控制

根据三相交流直线永磁同步伺服电动机的非线性动态数学模型 ,采用状态反馈线性化的方法 ,建立三相交流直线永磁同步电动机闭环系统动态的输入 -输出数学模型。通过该线性化模型设计速度跟踪控制律 ,在保证整个闭环系统稳定的情况下 ,提高速度跟踪的快速性和精确性。最后 ,通过MATLAB 5 3进行计算机仿真实验研究 ,结果表明线性化后的系统模型是简单适用的 ,速度跟踪实现了快速性和精确性     

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。     

基于FNN的感应电机伺服驱动适应控制研究

为了提高感应电机伺服驱动系统控制性能,结合传统PID控制策略和模糊神经网络控制的优点,设计了一种在线自适应模糊神经网络控制的交流伺服系统,并且分析了该控制策略的可行性.通过仿真和具体实验分别验证了设计的合理性.结果表明:该控制方法不论对于调节还是设定值跟踪,均具有很好的控制效果,而且对感应电机伺服驱动系统有很好的抗干扰性能和较强的鲁棒性,使交流伺服系统具有较好的动态、静态性能,控制策略切实可行.     

永磁同步直线电动机径向基神经网络PID控制

针对永磁同步直线电动机的初级磁链近似为常数这一特点,在d-q轴下建立了直线电动机的数学模型。直线电动机具有非线性、耦合性、负载扰动、时变不确定性等特点。常规PID控制虽然结构简单、输出稳定、易实现,但在高速高精度应用场合却不能达到理想的控制效果。提出了一种基于RBF神经网络与传统PID控制相结合的新策略,形成RBF神经网络整定PID控制,在一定程度上改进了PID控制性能。仿真结果表明,RBF神经网络PID控制具有更好的动态响应性和更加稳定的跟踪性能。     

基于小波神经网络的直线电动机控制系统性能改善

基于小波神经网络具有小波分析的时频局部性和神经网络的自学习、自适应、自组织的能力,以及良好的容错和逼近的功能,将其用于提高直线电动机的控制系统性能.为精确观测直线电动机的磁链,利用小波神经网络准确辨识初级绕组的阻值,改善直接推力控制系统的低速性能.仿真结果表明该辨识系统跟踪初级绕组阻值的效果良好,带阻值辨识的直接推力控制系统的性能得到了改善,同时提供一种新的设计思路来弥补直线电动机低速性能的缺陷.     

大惯量天线伺服跟踪复合控制技术

理论分析了速度、加速度前馈控制对位置伺服跟踪系统动态性能的影响。结合某型雷达伺服系统的设计,给出了伺服系统速度环和位置环仿真设计,并对传统控制和复合控制从仿真和工程试验进行了对比。对比结果表明复合控制可以显著提高伺服系统的动态性能和跟踪精度。     

高精度定位系统的摩擦力自适应前馈补偿

为了有效抑制机电系统摩擦力等外部扰动对系统动态性能的影响,针对直驱伺服系统中往复定位存在的摩擦力,提出了一种基于自适应前馈控制器的摩擦力补偿策略,此方法能够有效利用参考模型与被控对象的位置跟踪误差等信息,在线实时确定自适应控制率,在保证系统稳定的条件下,能够有效克服系统摩擦力及模型慢时变等引起的系统动态性能异常。针对直驱伺服系统建立其数学模型,根据数学模型确定自适应补偿环节的数学形式,并利用Lyapunov函数证明了自适应控制率的稳定性。最后通过试验表明,在跟踪正弦位置指令时,基于自适应前馈补偿的方法动态跟踪误差的均方根值为4.8μm,与PID无摩擦补偿控制方法相比,提高了47.3%,与传统模型参考自适应控制方法相比,提高了17.9%。综上所述,所提方法可以有效抑制系统摩擦力干扰,提高系统动态跟踪精度。     

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。     

永磁直线同步电机的智能互补滑模控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的位置跟踪精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的智能互补滑模控制(ICSMC)方法。建立了包含端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的PMLSM动态方程。设计了互补滑模控制器,采用广义滑模面和互补滑模面相结合的设计,降低了系统跟踪误差,提高了系统响应速度,并削弱了抖振现象;利用RBF神经网络直接对系统存在的不确定性进行估计,在线调整RBF网络参数以改善系统动态性能,提高系统鲁棒性,并用李雅普诺夫定理保证系统闭环稳定性。通过分析系统实验结果,验证了所提出的控制方法有效降低了系统跟踪误差,并使系统具有良好的动态性能和鲁棒性能。     

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。     

一种新型趋近率的无刷直流电动机伺服系统变结构控制

为提高无刷直流电动机伺服系统的快速跟踪性能,提出一种新的滑模变结构速度控制策略。为了有效抑制系统在滑模切换面上的抖振,提高系统鲁棒性,在建立无刷直流电动机模型的基础上,提出了一种PID趋近率的变结构控制策略,使切换函数以PID趋近率快速进入滑模面,有效地减小了系统的抖动。仿真及实验结果表明采用所提出的基于PID趋近率的变结构控制策略,系统基本无超调,动态响应快,跟踪性能好,且系统对参数扰动具有较强的鲁棒性。     

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。     

交流伺服系统的二自由度内模控制

基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。     

全数字化无刷直流电机伺服控制系统设计

转矩波动是影响无刷直流电机伺服控制精度的重要因素,限制了无刷直流电机在控制性能要求较高场合的应用。针对此问题,在传统位置环和速度环的基础上,引入数字化电流环,通过电流闭环控制稳定电磁转矩,从而减小转矩脉动的干扰以提高控制精度。通过对系统模型的分析,确定控制系统参数,实现了以高性能的数字信号处理器DSP28335为核心的电机伺服控制系统软硬件设计。实验结果表明,引入数字电流环后,系统的跟踪精度得到了明显的提高（近9倍）,且系统的动态响应性能也得到了较好的改善。     

永磁同步电动机伺服系统的直接反馈线性化控制

应用一种非线性控制方法一直接反馈线性化理论，通过对输出变量进行李微分，得到所需的的坐标变换和非线性系统状态反馈，实现了永磁同步电机系统的输入输出线性化，同时也实现了系统的解耦。仿真结果表明：采用该控制方法的永磁同步电动机伺服系统具有良好的位置跟踪性能，而且能够有效降低转矩变化对位置跟踪性能的影响。