复杂扰动下的动力翼伞轨迹跟踪控制

针对动力翼伞系统易受舵机负载转矩和外界风场等复杂扰动影响的问题,本文改进动力翼伞系统模型,引入具有负载转矩的直流电机模型。提出了基于自抗扰控制的轨迹跟踪控制器,分别设计了横纵向通道控制器,横向轨迹通道采用串级自抗扰控制,内环控制器对舵机负载扰动进行估计和补偿,减小死区误差;外环控制器跟踪参考飞行方向,降低风扰影响。半实物仿真结果表明:该控制策略性能优于传统自抗扰控制(ADRC)和PID控制器,能有效抑制舵机负载和风场扰动,提高跟踪精度,且稳定性和鲁棒性显著增强。     

转台系统转动惯量辨识与控制器参数自调整

针对转动惯量的变化影响直接驱动数控转台环形永磁力矩电机伺服系统的稳定性、定位精度和动态响应这一问题,在分析环形永磁力矩电机转动惯量变化对转速影响的基础上,提出一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的辨识方法.对系统转动惯量、负载转矩、转速进行辨识,速度环采用PDF控制器,根据转动惯量辨识值在线调整控制器参数,并将负载转矩辨识值动态补偿到速度环中,以提高系统的动态性能和抗干扰能力.仿真结果验证了该算法的有效性.     

永磁同步电梯门机改进型自抗扰控制策略

针对永磁同步门机转动惯量大范围变化导致控制器参数设计困难这一问题,提出改进型线性自抗扰控制(LADRC)策略.设计转速自抗扰控制器,对转动惯量和负载变化引起的扰动进行实时观测和补偿,达到改善转速控制性能并避免控制器参数标定过程的目的;设计并联型LESO,能够在线性扩张状态观测器(LESO)带宽取值受限的条件下提高扰动观测性能并保留线性自抗扰控制器参数设计简单的优点.仿真和工程验证均表明：所提出的改进型自抗扰门机控制系统在简化控制器参数标定过程的同时获得更优良的控制性能,且对不同型号门机系统具有广泛适用性,采用该控制器可降低应用成本,提高行业竞争力.     

基于改进型负载转矩观测器的永磁同步电机滑模控制

为减少负载转矩扰动对永磁同步电机控制造成的影响,设计了一种改进型负载转矩观测器.以转速和负载转矩为观测对象建立负载转矩观测器,将观测的负载转矩前馈补偿至转矩电流中,并加入可变增益算法,有效抑制了滑模速度控制器输出的抖振问题;采用改进滑模速度控制器替代传统的PI控制,通过改进控制器中指数趋近律函数,提高了系统的响应速度....     

基于遗传算法的永磁同步电机自抗扰控制

永磁同步电机常用的PID控制方式存在超调、抗扰动性能差等缺点。为了降低扰动对PMSM系统性能的影响,采用自抗扰控制方法,将系统固有扰动、因参数和负载等变化产生的扰动归为总和扰动,通过扩张状态观测器对系统状态和总扰动进行估计,并将观测值实时反馈给具有鲁棒性的控制器,从而抑制系统扰动,并用遗传算法优化自抗扰控制器ESO的部分参数。仿真表明:采用遗传算法优化的自抗扰控制提高了系统的响应速度和精度,有效抑制了扰动对PMSM跟踪精度的影响,实验也验证了系统的抗负载扰动性能优于PID控制,系统的鲁棒性强。     

基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机惯量补偿

针对扩展卡尔曼滤波估计算法在突加负载时存在抗扰性不足的问题,提出一种基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机惯量补偿方法。利用扩展卡尔曼滤波获取电机的位置与转速等状态参数,建立负载扰动观测器,对扰动惯量进行辨识并进行补偿。对比扩展卡尔曼滤波无速度传感器的永磁同步电机矢量控制的仿真结果表明,基于扩展卡尔曼滤波的永磁同步电机惯量补偿的调速系统具有更好的抗扰性能和鲁棒性。     

基于RBF网络补偿的近空间用BLDCM自适应模糊控制

近空间用无刷直流电机(BLDCM)受环境参数影响出现不确定性参数摄动和负载扰动,系统的控制性能降低。为消除不确定性因素的影响,提出了一种基于RBF网络补偿的自适应模糊控制算法。该控制算法是在自适应模糊控制的基础上,引入RBF网络补偿控制器,对参数摄动和负载转矩突变引起的转速误差进行在线辨识和动态补偿,以达到快速鲁棒自适应控制目的。对比具有RBF网络补偿的自适应模糊控制和自适应模糊控制的模拟仿真实验结果表明:在转速变化、负载转矩突变和转动惯量改变条件下,有RBF网络补偿控制的响应时间缩短了10 ms以上,响应过程中,电磁转矩的瞬时峰值减少了20%左右,对近空间BLDCM系统的不确定性鲁棒性强。     

永磁同步电机的转动惯量辨识及状态估计

为提高永磁同步电机伺服系统的动态性能和鲁棒性,研究了基于模型参考自适应系统的转动惯量辨识方法以及基于卡尔曼滤波器的自适应状态估计策略。提出了一种适用于宽转速、高噪声环境下的电机角速度、角位移和负载扰动转矩的在线估计方法,分析了该方法的抗干扰能力以及系统参数变化对估计效果的影响,并通过辨识出的伺服系统转动惯量对卡尔曼滤波器的系数矩阵进行实时更新,实现了转动惯量自适应状态估计。仿真和实验结果表明该算法在速度分辨率、实时性和抗干扰能力上均优于传统M／T方法。     

Gantry Robot位置的异步电机驱动控制研究

针对Gantry Robot位置控制效果不佳的问题,本文提出了PD加重力补偿控制与反步法相结合的控制方法。建立了机器人空间变换与动力学模型,外环控制采用PD加重力补偿控制,内环采用以转速误差和磁链误差为输入的反步控制,同时考虑异步电动机运行过程中转子磁链和负载转矩未知情况,引入转子磁链观测器和负载转矩观测器,并用Lyapunov理论判别整个系统的稳定性。仿真结果表明,机器人位置控制具有较好的跟踪效果,响应时间较短,静态和动态性能都很好,转子磁链观测器和负载转矩观测器可以精确跟踪转子磁链和负载转矩。该方法解决了异步电动机运行过程中转子电阻变化带来的负载转矩观测效果不佳问题,具有一定的理论意义和实际应用价值。     

直驱式电液伺服转叶舵机定量反馈理论鲁棒控制

针对直驱式电液伺服转叶舵机转动惯量大、时变不确定、水动力负载复杂的特点,提出了一种带有负载力矩观测补偿器的定量反馈理论鲁棒控制器的设计方案。在不考虑负载波动的前提下,解决了直驱式电液伺服转叶舵机由于系统的不确定性和存在干扰而不能准确控制的问题,有效降低了控制器设计的难度。同时,引入负载力矩动态观测补偿方法,对负载力矩进行动态实时补偿,有效提高了控制器的刚度和响应速度。试验结果表明:该控制器能有效地提高直驱式电液伺服转叶舵机的控制精度和稳态误差,具有良好的动态性能和鲁棒性。     

带负载力矩补偿观测器的直流调速系统

提出一种带负载力矩干扰补偿的直流调速系统.利用系统中可测量到的电枢电流和转速信号,通过线性网络获得系统中不可直接测量的负载力矩的等效信号,并使此信号参与系统的控制作用,从而克服负载力矩对电机转速的影响.仿真实验结果表明系统不仅具有良好的静、动态性能,而且具有较强的抗负载力矩干扰能力.     

基于前馈补偿的模糊PI永磁同步电机调速系统

针对永磁同步电机在负载突变或受干扰时存在鲁棒性差、抗干扰性能不足等问题,提出一种基于前馈补偿的永磁同步电机模糊PI控制调速系统。此系统将电机联结轴的摩擦力、负载所需要的力矩以及负载惯量所产生的力作为总扰动,建立扰动前馈模块,将总扰动辨识出来,并且补偿到速度环上,可以很好地解决在电机负载变化时,电机的响应速度无法跟上系统的问题。对比模型的仿真结果表明,基于前馈补偿的模糊PI永磁同步调速系统具有较好的抗干扰性能和鲁棒性。     

超大直径盾构管片拼装机关键技术

依托15.03 m超大直径泥水盾构机管片拼装的需求,结合汕头海湾隧道管片及密封挤压力的参数,分析回转直径为9.2 m的超大惯量管片拼装机负载分布与变化情况. 根据分析结果优化了拼装机伸缩机构的结构尺寸,有效降低了伸缩机构的最大摩擦力;针对拼装机超大惯量变负载工况速度稳定控制的难点,设计管片拼装机回转液压系统,通过AMESim仿真分析变负载工况对系统的响应性能和速度稳定性的影响. 研究结果表明,伸缩机构伸缩油缸的侧向摩擦阻力与导向套长度负相关;设计的液压系统不仅能够实现较大范围的调速要求,而且速度控制稳定可靠,能够有效降低负载交变对回转速度稳定性的影响.     

A comparing design of satellite attitude control system based on reaction wheel

The disturbance caused by the reaction wheel with a current controller greatly influences the accuracy and stability of the satellite attitude control system. To solve this problem, the idea of speed feedback compensation control reaction wheel is put forward. This paper introduces the comparison on design and performance of two satellite attitude control systems, which are separately based on the current control reaction wheel and the speed feedback compensation control reaction wheel. Analysis shows that the speed feedback compensation con- trol flywheel system may effectively suppress the torque fluctuation. Simulation results indicate that the satellite attitude control system with the speed feedback compensation control flywheel has improved performance.     

超低速运动提拉装置的系统设计与应用

超低速提拉装置是提拉法生长晶体的关键设备,长期稳定、精确低速运行是超低速提拉装置系统设计的重要指标。针对提拉装置低速运行时摩擦转矩的不确定性带来的速度不稳定问题,选择带预紧力的精密滚珠丝杆副和导轨副设计提拉装置;通过负载转矩和转动惯量的计算,合理选择伺服电机,且速度控制回路采用变增益的控制方案。系统设计方案确保了提拉装置的速度跟踪精度,提拉装置实时运行数据表明,速度跟踪误差小于1％,其性能可满足生产要求。     

基于二阶滑模的永磁同步电机直接转矩控制研究

为解决传统直接转矩控制系统中存在的定子磁链与电磁转矩波动较大问题,提出了一种基于滑模变结构的控制方案.利用SVPWM空间电压矢量脉冲宽度调制代替滞环控制以及开关表,用转矩与磁链的二阶滑模控制器取代传统PI调节器,加强了转矩和磁链的控制精度,抑制其抖振.用滑模观测器代替传感器,提高了调速系统的控制性能和抗干扰能力.Mat...     

内置式永磁同步电机磁路饱和特性分析与补偿的研究

分析了磁路饱和对内置式永磁同步电机(IPMSM)及其控制系统性能的影响。建立了考虑磁路饱和的电流控制算法,分别分析了磁路饱和在恒转矩和恒功率范围内对电机输出特性的影响。基于SVPWM控制方式和电流解耦控制原理,利用MATLAB仿真工具建立具有磁路饱和特性的内置式永磁同步电机模型及其磁路饱和影响补偿的调速系统模型,实现了系统仿真。仿真结果表明磁路饱和补偿的调速系统提高了输出转矩,拓宽了弱磁区的速度范围,且有效提高调速系统的跟随性,鲁棒性和精确度。