最优ZPETC在伺服跟踪控制中的应用

在高精度伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差.为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2-范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器(DPF),将此滤波器与ZPETC串联构造成最优ZPETC.仿真结果表明,该优化设计方案,既补偿了相位误差,又改善了系统的增益性能,从而提高了系统的跟踪精度.     

基于解耦控制的同步传动技术的应用研究

对龙门移动式镗铣床同步传动不一致性问题进行研究,用两台直线电机作为龙门柱纵向进给的传动机构,分析了扰动与输出之间存在的耦合,设计出一种解耦控制器,并用龙门框架不平行时所产生的应力变化进行补偿。仿真结果表明,系统性能良好,并能快速实现同步运行。     

基于迭代学习的直线伺服系统离散变结构控制

直线电机在执行重复性的跟踪控制任务时,负载扰动、端部效应力及摩擦力会呈现周期性变化。为了提高永磁直线伺服系统的跟踪精度与抗扰性能,消除上述不确定因素的影响,采用离散变结构控制(DVSC)和迭代学习控制(ILC)相结合的位置跟踪控制策略。并利用迭代学习控制算法来调整变结构控制器的参数,削弱抖振,提高稳态精度。理论分析与仿真结果表明,该方案在保证直线伺服系统快速精确跟踪性能的同时,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性。     

活塞车直线伺服刀架系统对于幅值变化的周期性扰动抑制的研究

在中凸变椭圆活塞车削的过程中,系统的扰动抑制是一个关键问题.文章针对直线伺服刀架系统对变化负载的扰动抑制进行了分析,指出切削力的干扰是按变椭圆规律周期变化的,对重复控制器在周期参考输入信号的情况下,分别对幅值不变和幅值变化的周期性负载扰动抑制的效果进行了研究,指出重复控制器对于幅值变化的周期性扰动信号没有对于幅值不变的周期性扰动信号抑制的效果好.为解决此问题提出了一种PID反馈补偿控制策略,仿真结果表明该控制方法可以达到较好的控制效果,增加了系统的抗扰性,为提高中凸变椭圆活塞加工精度提供了一条途径.     

基于状态观测器增益自调整的交流伺服系统

针对永磁同步交流伺服系统易受机械参数的变化和负载扰动的影响,论文设计了一个负载观测器,并采用递推最小二乘法对系统的转动惯量和粘滞摩擦系数进行了在线辨识,然后用辨识得到的转动惯量和粘滞摩擦系数对系统参数进行更新,保证了观测器的精度。采用极点配置法设计的观测器增益可以根据前面估计得到的转动惯量和粘滞摩擦系数在线调整,使该观测器在自身的机械参数发生剧烈变化时,仍能准确地观测突加的外部负载扰动进行补偿,大大提高了伺服系统的精度。仿真结果表明,系统在转动惯量和粘滞摩擦系数发生变化时,基于负载观测器增益自调整的高精度永磁交流伺服系统无论是在上升时间,速度跟踪的精确性和鲁棒性方面都优于传统的负载观测器的增益固定的控制方案。     

XY平台直线伺服系统的IP变增益交叉耦合控制

XY平台直线伺服系统中,负载扰动、机械时间延迟及各轴响应速度不同会影响轮廓加工精度,为此提出了一种将积分-比例(I-P)控制、速度前馈控制及变增益交叉耦合控制相结合的控制策略。单轴采用由IP控制和前馈控制构成的复合速度控制器,IP控制具有快速响应和抑制扰动的能力,速度前馈控制可增加系统跟踪能力,降低机械时间延迟效应。间接减小轮廓误差。并且,在X、Y轴间加入变增益交叉耦合控制器,直接减小轮廓误差。仿真结果表明该控制方案可增强系统的鲁棒性,提高系统的快速性和轮廓加工精度。     

风力发电机组的多模变桨距控制

风速的随机性、不稳定性会使风力发电机组在多模式状态下运行,针对这一问题提出了一种基于多模控制系统的变桨距控制方法.在系统切入初期采用P控制器,以缩短相应时间;大误差范围内运用模糊控制器,从而减少系统超调;零误差范围内切换到PI控制器,以降低稳态误差.在建立变桨距风力发电机组的动态模型、分析机组工作特性和变桨距控制要求的基础上,运用Simulink对该控制方法下的并网前转速、并网后功率进行仿真验证,结果表明,多模控制系统与相应的工作模式相匹配,具有很好的响应特性和抗扰能力,其控制效果优于传统的PI控制。     

无轴承电机的无速度传感器控制

为了解决在控制过程中,表面贴装式永磁无轴承同步电机的参数未知或随温度、饱和等发生慢时变对系统产生影响这一问题,在使用灰色预测方法对电流预测的基础上,提出一种面贴式永磁型无轴承同步电机参数的在线辨识方法.利用系统辨识理论建立面贴式永磁型无轴承电机无位置与速度传感器的矢量控制系统.仿真和实验结果证明,该方法具有模型简单、收敛速度快、误差小等特点,系统能在较大扰动下实现稳定悬浮.     

基于二阶滑模的电动汽车感应电动机速度辨识

针对电动汽车电动机驱动系统在恶劣的运行环境中对速度精度要求较高的问题,提出了基于二阶滑模观测器的速度辨识方法.观测器以转子磁链和定子电流为状态变量,通过输入等效控制量,使解耦系统最终稳定在设计的两个滑模超平面上,从而实现对转子速度的估计和转子电阻的在线辨识.引入超螺旋算法将传统的开关式滑模控制变为连续控制,大幅度降低了系统抖振,提高了观测精度.仿真结果表明,该观测器在全速范围具有良好的动态性能和较高的观测精度,满足驱动系统要求.