引入扰动补偿的多电机滑模协同控制研究

目的 解决多电机协同控制时容易受到非线性和外界扰动等不定因素的影响。方法 基于多电机偏差耦合控制结构,与引入扰动补偿的混合非奇异终端滑模变结构控制相结合,并与传统PI(Proportional Integral)调节器控制效果做仿真对比。结果 本文所提控制算法通过计算机仿真软件进行验证分析,该算法能够使得电机在启动时效果较好,转速误差在受到扰动时效果优于传统PI控制约8.50%;电机转矩在受到扰动后控制效果更加理想,几乎不存在迟滞时间就能达到新的负载转矩值;在受到负载扰动时转速误差波动较小,优于传统PI控制约8.83%。结论 通过计算机仿真验证得出,引入扰动补偿后的混合非奇异终端滑模变结构控制系统的响应时间和收敛速度、控制性能和鲁棒性都要优于传统PI控制的。     

多电机速度同步自适应积分滑模控制

目的为了解决传统指数趋近律方法所固有的收敛速度慢和抖阵问题,从而提高多电机同步控制系统控制精度。方法基于相邻交叉耦合控制系统结构,采用自适应积分滑模控制算法,提出一种多同步电机速度同步控制策略。结果仿真结果表明,电机的实际转速能够迅速跟踪参考转速,且同步误差为0。结论该策略可提高多电机同步控制系统的同步跟随性能和抗干扰性能,增强系统的同步协调控制能力。     

多轴速度同步偏差耦合控制

目的 解决传统印刷机、包装机各轴机械连接方式下,多电机同步控制存在的机械磨损严重、同步控制精度低等问题。方法 基于偏差耦合控制系统结构,将PID与神经网络控制相结合,提出一种径向基神经网络PID的多电机速度同步控制策略。结果 通过仿真可知,该算法相较于传统PID控制超调量更小,系统能够以较快的速度实现同步跟踪,速度同步精度明显高于PID控制。结论 该控制算法能够大大提升印刷机多轴同步控制的动态性能,可以有效提高印刷质量。     

多感应电机相邻交叉耦合快速终端滑模同步控制

目的提高多感应电机速度同步控制系统的可靠性以及控制精度,提高印刷业的生产效率及产品质量。方法基于相邻交叉耦合控制结构,利用快速终端滑模控制的强抗扰动性和有限时间到达特性,提出一种多感应电机相邻交叉耦合快速终端滑模同步控制策略。结果通过仿真结果分析,相比传统相邻交叉耦合控制,在文中所提控制算法作用下其系统同步误差小,具有更高的同步控制精度。结论该控制策略可提高多感应电机同步控制系统的同步跟随性能和抗干扰性能,增强多感应电机无轴传动的同步协调控制能力。     

改进型相邻交叉耦合结构的多电机同步控制

目的为了提高凹版印刷机电子轴传动系统的可靠性以及控制精度,提出一种相邻交叉耦合滑模变结构多电机同步控制方法。方法基于相邻交叉耦合补偿基本原理建立相邻交叉耦合控制结构,并将滑模变结构引入到相邻交叉耦合结构中,通过饱和函数削弱抖振。结果仿真结果表明,改进型相邻交叉耦合多电机同步控制时系统在0.004 s便进入了稳定状态,在初期的0.002 s时间内同步误差出现了一定程度的波动,但从总体来看误差百分比很小。结论与其他控制策略相比,基于相邻交叉耦合系统的滑模变结构控制下其系统同步误差较小,具有更高的同步控制精度、更强的削弱抖振能力,同时系统具有较强的鲁棒性。     

多电机同步传动控制器设计分析

近年来随着传动系统的迅速发展,多电机传动已被越来越广泛地应用于各种领域,为了提高多电机传动系统的性能,以及满足一些特定系统对于多电机精确同步的要求,多电机同步控制的研究越来越受到人们的关注。本文介绍多电机同步传动的数字控制系统,提出了一种低成本的基于16位微控制器的多电机同步传动控制器设计,其核心控制算法采用数字PID运算。系统应用MC9S12DG128B和VNH3SP30芯片,结合可靠的伺服控制策略,实现了速度同步和位移同步,简化了系统的外围设备,降低了系统的功耗,提高了系统的准确性和实时性。     

基于神经网络 PID 的造纸机多电机同步控制研究

目的为提高生产的质量和降低纸的断头率,研究造纸机多电机同步控制的方法。方法应用Matlab/Simulink建立模型和仿真实验,分析主从同步控制结构和并行同步控制结构,在并行同步控制结构的基础上,引入基于神经网络PID算法的速度补偿器。结果仿真结果表明,引入速度补偿后,2台电机的转速逐渐上升至给定速度,且速比稳定保持在1.01。在t=2 s只有第2台电机的负载转矩发生变化时,2台电机的转速基本没有下降。结论该方法增强了造纸机多电机同步控制系统的同步跟随能力,提升了抗干扰性能,可以有效避免在造纸机运行过程中,电机负载转矩突变造成的纸张过紧断纸、过松褶皱,为造纸机多电机提供了一种新的同步控制的方法。     

多电机无轴传动同步控制策略

目的在印刷行业中,电子轴的同步传动控制得到不断发展,通过对其多电机的同步控制策略进行研究,提高其生产效率和产品质量。方法对比现有的几种同步控制方式,并应用Matlab对这几种不同结构进行建模和仿真研究。结果通过仿真分析,发现现有的同步控制方式抗干扰性能和同步协调能力都不太理想,而偏差耦合同步控制超调量大,且主要应用于2台电机的同步,因此,提出了一种结合虚拟主轴控制方式的相邻耦合误差多电机同步控制策略。通过仿真数据分析,其达到稳定的时间和超调量都比现有的同步控制小,且抗干扰能力也得到了提高。结论该策略可以提高多电机同步控制系统的同步跟随性能和抗干扰性能,增强多电机电子轴传动的同步协调控制能力。     

基于神经网络的机械臂高阶滑模控制

针对多关节机械臂控制系统的设计中机械臂模型参数未知和外在干扰的抖振问题,提出一种基于神经网络的机械臂高阶滑模控制,并在快速终端滑模面的基础上,利用饱和函数解决了奇异问题,采用径向基神经网络(RBFNN)近似估计系统参数,增加了误差估计器补偿估计误差和外部干扰。同时,设计了一种具有适当更新律的自适应有限时间控制律。实验表明：该控制方法在机械臂轨迹跟踪表现更优,具有可行性和优越性。     

瓦楞纸箱印刷多轴控制方法设计

目的为提高瓦楞纸箱印刷过程多轴同步控制精度,采用偏差耦合控制设计一种多轴同步控制算法。方法在介绍瓦楞纸印刷机结构的基础上,以印刷模块多电机控制为研究对象,基于偏差耦合控制阐述多轴位置控制问题。为减小同步误差,设计一种变论域模糊控制算法。在传统模糊控制的基础上,引入伸缩因子以实现模糊控制输入和输出的动态调节。集合ARM和FPGA设计多轴同步控制器。最后,进行实验研究。结果电机同步误差会在1 s内趋于0,同步性能比较理想;变论域模糊控制可将最大同步位置误差控制在2 rad/s内;各色套印的准确度较高,并没有出现错印等情况。结论所述瓦楞纸箱多轴控制方法响应速度较快、运行稳定,可以完全满足瓦楞纸箱印刷要求。     

Non-Negative Adaptive Mechanism-Based Sliding Mode Control for Parallel Manipulators with Uncertainties

In this paper, a non-negative adaptive mechanism based on an adaptive nonsingular fast terminal sliding mode control strategy is proposed to have finite time and high-speed trajectory tracking for parallel manipulators with the existence of unknown bounded complex uncertainties and external disturbances. The proposed approach is a hybrid scheme of the online non-negative adaptive mechanism, tracking differentiator, and nonsingular fast terminal sliding mode control (NFTSMC). Based on the online non-negative adaptive mechanism, the proposed control can remove the assumption that the uncertainties and disturbances must be bounded for the NFTSMC controllers. The proposed controller has several advantages such as simple structure, easy implementation, rapid response, chattering-free, high precision, robustness, singularity avoidance, and finite-time convergence. Since all control parameters are online updated via tracking differentiator and non-negative adaptive law, the tracking control performance at high-speed motions can be better in real-time requirement and disturbance rejection ability. Finally, simulation results validate the effectiveness of the proposed method.     

电机无速度传感器控制技术在包装生产线中的应用

目的 为提高自动化包装生产线的产品效率和质量,简化传动系统结构,改善永磁同步电机控制系统性能。方法 提出一种基于滑模观测器的无速度传感器控制技术,建立永磁同步电机数学模型。在此基础上,设计一种滑模自适应观测器,可用于观测定子电流和转子磁链,同时给出一种I/F启动策略。通过仿真和实验对系统性能进行验证。结果 仿真和实验结果表明,所述控制方法不仅可以解决电机启动问题,而且采用滑模观测器能够较好地实现转速跟踪,进而确保转子位置准确性。在实际应用中,可将横封横切机构的切点偏差控制在0.4mm以内,平均偏差只有0.2mm。结论 无速度传感器控制系统具有响应速度快、调速性能好、鲁棒性强等特点,可以确保电机速度、位置控制精度,进而降低整个控制系统的冗余性、不稳定性,适合包装、仿真、印刷等场合使用。     

分数阶单摆系统的终端滑模控制混沌同步

针对一类具有不确定性和外部扰动的分数阶单摆系统,本文提出了一种新的分数阶滑模同步控制方法．首先,在分数阶微积分的基础上,引入了一种新的非奇异分数阶终端滑模面,并利用分数阶 Lyapunov 稳定性定理,证明了在滑模面上误差系统能够在有限时间内收敛到平衡点．在此基础上,针对事先未知系统中不确定性和外部扰动的界的情况,设计了适当的自适应律．基于自适应律和有限时间控制思想,提出了一种自适应滑模控制器,以保证系统在给定的时间内发生滑模运动,并证明了所提出的滑模控制方法在到达和滑模阶段都具有有限时间收敛性和稳定性．最后,通过数值算例验证了该方案的适用性和有效性．     

基于超螺旋滑模扰动观测器的永磁同步电机无传感器抗干扰控制策略研究

目的 提高包装行业中自动化设备的工作精准度,优化传统永磁同步电机无传感器控制系统的稳定性,提高电机遭遇内外扰动后的系统鲁棒性和抗扰动性能。方法 引入超螺旋滑模算法,设计一种超螺旋滑模MRAS观测器来提高系统的稳定性,同时利用滑模扰动观测器对电机良好的动态进行性能追踪,利用超螺旋滑模算法对其进行性能优化,提出超螺旋滑模MRAS观测器和超螺旋滑模扰动观测器对永磁同步电机复合控制的策略。结果 该方案有效降低了电机遭遇扰动时转速估计误差,误差在0.8r/min附近波动,明显提高了电机控制系统遭遇干扰后的响应速度。结论 在MATLAB/SIMULINK中进行实验仿真,结果表明所提控制策略提高了系统的鲁棒性和追踪精度,加强了系统的抗干扰能力。     

基于相邻交叉耦合的凹版印刷机多轴同步控制

目的为了实现高速、高精度、高自动化的印刷过程,提高印刷产品的质量。方法以机组式凹版印刷套色系统系统为研究对象,分析无轴传动凹版印刷机结构,详细分析多轴同步控制的基本原理,并在此基础上提出一种相邻交叉耦合控制方法,给出算法具体的控制模型。结果该控制方法不仅补偿了各轴自身的跟踪误差,也补偿了相邻两轴之间的同步误差。结论仿真和实验结果表明,该控制算法收敛速度快、稳定性高,很好地实现了凹版印刷机电子轴传动多电机的同步协调控制。