高精度电机伺服系统控制综合方法

针对高精度电机伺服系统控制器设计中的关键问题进行了研究.依据非线性跟踪-微分器的基本思想提出一种等效微分估计方法并给出其最简形式的离散实现.依据小增益定理讨论干扰观测器综合时低通滤波器阶数的影响并提出其综合准则.论述零相差前馈和完全跟踪控制器的设计方法及其适用范围.利用微分估计对信号畸变不敏感的特性设计一种等效速度+加速度前馈方案.数值分析和仿真实验表明:与传统差分方法相比,微分估计能在信号存在噪声和畸变的情况下获得有效的微分值;通过设计低通滤波器阶数可以提高干扰观测器的截止频率;提出的前馈与零相差前馈和完全跟踪控制器相比,跟踪5 Hz正弦指令的误差减至0.02°,且对指令畸变不敏感.     

基于观测器的永磁同步电动机微分代数非线性控制

永磁同步电动机(PMSM)是一个典型的非线性多变量耦合系统。微分代数采用动态反馈控制实现一类非线性系统的控制，平滑性是微分代数的重要概念。该文首先给出PMSM的(d,q)数学模型并利用平滑性将其线性化，在此基础上构造了前馈反馈控制器。利用位置可测的特点，构造了非线性高增益观测器，实现了电流和速度观测，得到了控制一观测器系统，并给出了系统稳定的条件。通过对系统的位置给定仿真试验，结果表明：该系统具有快速性、稳定性、无超调、抗负载扰动以及无稳态误差观测等优点。     

永磁伺服系统基于微分自适应补偿的快速无超调控制策略

高性能永磁位置伺服系统要求无超调且快速的动态响应性能,一般控制策略往往无法同时满足其要求,对此提出反馈微分和前馈微分自适应控制的新型控制策略。分析了伺服系统反馈微分的作用,表明其能有效减小响应超调,但同时会降低响应速度。通过引入前馈微分,根据位置误差信号自适应调节,在保证反馈微分有效减小超调的前提下,抵消了其速度抑制作用;同时,前馈微分根据位置给定指令进行速度和电流预测,预测值补偿至速度和电流给定,从而做到提前响应。仿真和实验验证了新型控制策略自适应的有效性,解决了位置伺服系统响应超调性和快速性之间的矛盾,能实现无超调快速自适应响应控制。     

提高协调控制系统调节品质的研究

针对协调控制系统缺陷,提出ＰＴｎ模块采用分段、变参数控制,负荷指令前馈信号采用ＰＤ控制规律实现微分时间和强度变参数控制,主蒸汽压力控制器实现积分分段、微分时间和强度变参数控制,在磨煤机一次风量设定值控制回路上引入负荷指令的微分前馈信号等改进措施,大大改善了协调控制系统调节品质,提高了协调控制系统对外界负荷的响应能力和升、降负荷速率,有效抑制了主蒸汽压力的超调,扩大了协调的投运范围。     

基于改进TD设置过渡过程的水轮发电机组有功功率控制

本文针对水轮发电机组的非最小相位特性，基于设置过渡过程的思想，分析并提出了跟踪时间不随输入信号幅值改变的非线性跟踪一微分器(TD)。在经典的PID控制器的基础上应用改进的TD设置合理的过渡过程，即在信号输入通道和信号反馈通道中引入改进的TD，有效的减小了非最小相位中的反调。使之用于功率设定值变化的水轮发电机组有功功率控制中，仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于非线性跟踪微分器的异步电机前馈控制

传统的异步电机转速电流双闭环系统中,为了避免高频噪声导致系统振荡,速度调节器和电流调节器都采用PI调节器.在要求电机转速快速跟踪给定信号且电机惯性较大时,PI调节器的积分滞后效应易导致速度环超调甚至振荡,单纯采用反馈控制很难解决快速性和稳定性之间的矛盾.采用前馈控制可使系统实现完全补偿,极大地扩展了系统带宽,从而改善了系统的快速性,同时可避免快速性和稳定性之间的矛盾.提出了一种基于非线性跟踪微分器的异步电机前馈控制技术,可用于对跟随性能要求高的随动系统.     

DLR/HIT II灵巧手控制系统及基关节同步控制

针对多传感器、多自由度机器人灵巧手,开发了基于DSP＆FPGA的多层控制系统.将手指驱动控制系统和传感器系统集成在手指内部,使得与人手尺寸和活动性相似的DLR/HIT II五指机器人灵巧手得以实现.对于手指基关节差分齿轮的运动协调问题,设计了包含速度和加速度前馈项、同步误差和位置误差反馈项以及平滑鲁棒非线性反馈补偿项的交叉耦合同步控制器,该控制器不需要精确的动力学模型.经与传统的非同步控制PD加摩擦力补偿控制和轨迹跟踪控制对比,实验验证了所设计的控制系统及交叉耦合同步控制器的有效性.     

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。     

一种新型控制器在主蒸汽温度控制系统中的应用

利用一种新型非线性比例积分微分（NLPID）控制器进行反馈控制．并与神经网络前馈控制相结合,对传统的主蒸汽温度控制系统进行改进．以提高其适应性和鲁棒性。仿真研究表明,新控制方案比常规比例积分微分（PID）控制表现出更好的控制品质。     

电网电压不平衡时MMC基于非线性微分平滑控制方法*

针对电网电压不平衡时,模块化多电平换流器(MMC)系统出现网侧电流不对称问题,提出了非线性微分平滑控制方法。根据MMC系统拓扑,建立暂态数学模型,并分别对正、负序系统进行微分平滑性分析。功率外环采用基于功率前馈的微分平滑控制方法,为电流内环提供参考值;电流内环采用基于Lyapunov稳定理论的微分平滑控制方法,能够快速抑制负序电流,实现系统输出电流三相对称。在Matlab/Simulink平台上进行该控制方法和传统矢量控制方法的仿真对比,验证了非线性微分平滑控制方法具有更好的快速性和稳定性。     

连续机组的物流跟踪

在连续生产机组中，物流跟踪作为整个控制系统中的一个重要功能，其作用日益凸现，它起着承上启下的作本文针对宝钢冷轧连续退火机组的物流跟踪功能，重点介绍冷轧连续生产机组焊缝跟踪系统的基本原理及自适应控制在跟踪实现中的应用。     

基于循环相关滤波算法的复杂背景目标跟踪方法研究

为了实现在复杂情况中对特定目标的路线跟踪,主要研究了基于循环相关滤波器的目标跟踪算法,并针对复杂环境情况下影响跟踪性能的条件进行分析比较。该算法是一种基于线性分类器的监督学习算法,通过添加空间正则化分量减少边界效应,提取准确目标。在OTB-50和OTB-100数据集上进行算法验证,实验表明,该算法的跟踪结果优于其他算法,在快速移动、背景杂乱、光照变化、遮挡、移出视线和运动模糊6种复杂情况下跟踪准确度比传统算法均高出0.1以上。     

太阳能跟踪控制系统的设计

为了提高太阳能利用率,提出一种新的太阳能跟踪方式,通过光敏电阻构成的光电传感器检测光线强度,根据光强偏差闭环控制步进电动机的转动,保证太阳光线与光伏电池板平面始终垂直,使光伏电池板输出功率最大。设计了基于AT89C52单片机为控制核心,驱动2组步进电动机,从方位角和高度角2个方向调整太阳能电池组方阵的姿态,实现双轴跟踪。试验结果表明,该控制系统能准确跟踪光源,实现电动机转动,工作性能稳定。采用单片机的太阳能跟踪控制系统具有成本低、精度高的优点。     

光伏并网模拟发电装置的设计与试验

以C8051F340单片机为控制核心,设计全桥斩波逆变电路、LC滤波电路、工频升压变压器、过零比较电路和交直流电压电流检测等电路构成光伏并网模拟发电装置的硬件部分.利用单片机片内PWM、定时器输入捕获、外部中断等资源,采用同频同相、过流欠压保护等算法实现电压、电流、相位等参数的闭环控制,且装置发生故障排除后能自动投入运...     

一种高精度双轴太阳能自动跟踪系统的设计

分析了当前太阳能跟踪系统中常用的方法及其优、缺点。提出了一种以单片机STC12C5206AD为控制核心,通过时钟控制粗调定位,然后利用光电转换电路,精确跟踪太阳的方案。试验结果表明,采用该方案既保证较高的太阳利用率,又避免了无效电能损耗和机械磨损。     

一种全方位移动机器人的控制方法

基于本所开发的轮式全方位移动机器人,给出了这一类机器人的运动学模型;依据矩阵条件数的概念,分析了运动学模型的不确定性对控制效果的影响;利用机器人具有的全方位移动能力,提出一种结构简单的控制方法,在机器人本体方向保持不变或依据某种要求变化的情形下,分别实现轨迹跟踪和位姿跟踪;仿真计算和实际实验结果证明了所提出的控制方法的有效性。     

L292在激光跟踪测量系统中应用

文中介绍激光跟踪测量系统中直流电机的控制方案,在此方案中利用L292及其外围电路对电机进行功率驱动和电流调节.实验表明,此方案完全能够满足跟踪系统对跟踪速度和跟踪精度的要求.     

基于LPC2212的超声波电源频率跟踪系统研究

频率跟踪是超声波电源的一个重要特性.针对目前超声波电源负载发生突变时系统易失锁的问题,提出了一种基于LPC2212的超声波电源频率自动跟踪控制,并对其频率跟踪控制方法进行了阐述,给出了频率自动跟踪实现流程图.通过实验证明该控制方法具有检测精度高、动态响应速度快、频率跟踪稳定性高等优点.     

基于环境参数模型的定电压MPPT控制算法研究

根据光伏电池模型和最大功率跟踪(MPPT)原理,提出了一种基于环境参数的最大功率工作点(MPP)电压模型,改进了固定电压跟踪法.该方法实现简单,可以快速稳定地找到MPP,解决了光伏电池跟踪效率和跟踪控制精度难以兼得的矛盾.实验证明,光伏电池环境参数模型演算合理,改进的固定电压跟踪法能快速准确地跟踪MPP,避免了扰动观察法带来的MPP附近振荡问题.     

光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计

太阳能光伏电池陈列的发电量与光线入射角角度有关,光线与光伏阵列平面垂直时发电量最大。采用太阳自动跟踪的方式,使太阳能电池板始终保持与太阳光垂直,可大大提高光伏阵列的发电量。采用光感跟踪与时间跟踪相结合的方法,设计了全天候太阳方位跟踪控制系统,系统功能包括检测、跟踪控制方式转换及双跟踪方式的控制。该双轴跟踪系统具有结构简单、稳定性好、精度高的特点,具有广阔的应用前景。