基于ESO的永磁同步电机位置伺服系统滑模变结构反步控制

永磁同步电机是一个多变量、强耦合、非线性时变系统,在位置控制过程中易受外部负载扰动影响,为了提高伺服系统的鲁棒性,提出了一种基于扩张状态观测器的永磁同步电机位置滑模变结构反步控制方法。在永磁同步电机数学模型的基础上,提出了将反步控制与滑模变结构结合在一起的控制方法,提高了系统快速响应性以及对外界扰动的抑制能力;设计了扩张状态观测器(ESO)对外部负载扰动进行实时观测,及时对控制量进行调整,有效地减小滑模变结构中的趋近律参数。仿真结果表明,本文设计控制器能够实现高精度的给定位置跟踪控制,对于负载扰动具有强的抑制能力。     

基于负载滑模观测器的永磁同步电机电流滑模控制

针对永磁同步电机电流滑模控制过程中系统抖振剧烈,提出了一种新型的电流滑模控制方法。通过对电机转速和负载转矩进行观测,利用观测负载扰动误差变化对切换增益做适当调整,从而使切换增益能够随着观测误差的不断减小而减小,并最终收敛到零。仿真和实验结果表明,所设计的负载滑模观测方法能够在保证系统鲁棒性的同时,能够明显削弱系统抖振现象。     

永磁同步电机非奇异终端滑模观测器设计

为了提高传统滑模观测器的动态响应速度以及鲁棒性,减小抖振现象,提出了一种永磁同步电机二阶非奇异终端滑模观测器。在传统的非线性滑模面的基础上,引入了一种新的非奇异终端滑模面,从而构造了一种新的二阶非奇异终端滑模观测器,并利用李雅普诺夫定理证明了所设计观测器的稳定性,并据此得到了二阶非奇异滑模观测器中控制变量的自适应取值方法。最后的仿真和实验说明,所设计的新型观测器能够有效克服滑模抖振现象,并提高了电机转速的动态响应性。     

转台伺服系统的滑模控制研究

为了提高光电转台伺服系统的跟踪性能,本文提出了一种基于非线性观测器的滑模控制方法。使用设计的非线性观测器对干扰因素进行观测,并通过设计滑模控制器保证系统的稳定性。仿真结果表明,基于本文所设计非线性观测器的滑模控制器能有效抑制扰动因素对系统的影响,设计的滑模控制器具有较好的控制性能,提高伺服系统的跟踪性能。     

基于参数辨识的永磁同步电机电流预测控制方法

永磁同步电机控制系统中,快速响应的电流控制和精确的参数辨识对提高电机控制性能具有重要意义。在同步旋转轴系下,提出了一种电机鲁棒电流预测控制算法。根据永磁同步电机状态方程,考虑延时效应,建立了永磁同步电机电流环数学模型。通过引入Luenberger电流观测器,可以提高电流控制系统的鲁棒性。另外,为减小参数误差对系统控制性能的影响,基于多新息最小二乘法实现了定子电阻、定子绕组电感、转子永磁体磁链的在线辨识。同时给出了基于参数辨识的永磁同步电机鲁棒电流预测控制算法结构。最后,通过仿真和实验研究,验证了参数收敛性和系统稳定性,表明了所述方法的可行性和有效性。     

包装印刷用永磁同步电机模型参考自适应控制

为了提高包装印刷用永磁同步电机速度和位置控制精度,提升其高动态性能。首先给出了永磁同步电机数学模型,并介绍了Popov超稳定性理论,并基于Popov超稳定性理论设计了一种基于模型参考自适应的永磁同步电机无速度传感器控制器。仿真和实验结果表明,本文提出的永磁同步电机模型参考自适应无速度传感器控制方法对转速和负载变化具有很好的自适应能力和较强的鲁棒性,能够实现高性能的永磁同步电机无传感器控制。该控制方法能够显著提高包装印刷用永磁同步电机位置和速度控制精度,对于提升包装印刷质量具有重要意义。     

基于新型指数趋近律的永磁同步电机电流滑模控制

趋近律控制方法能够提高滑模运动的动态品质,本文针对传统的指数趋近律存在一定缺陷,提出了一种基于时变切换增益的指数趋近律方法。设计了永磁同步电机电流滑模控制器,在切换增益中加入修正因子,使得切换增益在趋近运动以及接近滑模区时能够保持较小的值,且能够随着系统状态在滑模运动过程中收敛;在控制器模型中建立状态方程,并对滑模面、趋近律进行了设计,详细介绍了控制律推导过程。最后通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

基于新型指数趋近律的永磁同步电机滑模变结构控制

为了提高永磁同步电机调速控制系统整体性能,设计了一种新型指数趋近律,在传统的指数趋近律上引入了终端吸引子和系统状态量的幂函数,从而抑制了滑模固有抖振现象,并提高了滑模趋近速度;在该新型指数趋近律的基础上设计了永磁同步电机滑模速度控制器,并与传统指数趋近律进行了仿真试验比较,仿真结果表明,该新型指数趋近律能有效提高电机转速响应速度,有效抑制了抖振现象,提高了系统的鲁棒性。     

指向镜控制系统的建模与设计

针对光电探测系统中常用的指向镜伺服系统,对其控制方法进行设计和仿真,构建了永磁同步电机的动力学模型. 确立了空间矢量脉宽调制的算法,并给出仿真模型和结果. 基于此系统进行了电流环、速度环、位置环的设计,采用位置前馈和重复控制器,最终得到一种易于实现、定位精度高的控制器. 理论分析和仿真实验证明,该控制器能够较好地改善伺服系统的动态特性,具有调节时间短、无超调和动态响应准确快速等优点,并能有效提高系统位置控制精度,所得结论对此类伺服系统具有一定的指导意义.     

永磁同步电机自适应反步滑模控制

为了提高永磁同步电机的控制性能,避免电机参数的时变性以及外部负载变化对系统的影响,提出了一种自适应反步滑模的永磁同步电机速度跟踪控制方法。对定子电阻、转子磁链和负载转矩进行实时估计,在保证系统稳定性的前提下,推导出了控制律和参数自适应律,从而实现电机转速的非线性控制。为了消除速度跟踪的残留误差,在系统输入端引入了电机转速误差积分项。最后通过仿真证明了本文所提方法的有效性和正确性。     

基于自适应模糊滑模控制在交流伺服系统中的应用

在伺服电动机控制系统的使用中,由于电动机存在端部效应引起的动子磁链非正弦性、摩擦非线性以及负载的变化等都将使高精度位置伺服系统性能变坏,因此必须采用鲁棒性强的控制策略来抑制这些扰动。本文设计了一种带积分滑模面的自适应模糊滑模控制系统,并将其应用于伺服电动机的位置控制系统中。自适应模糊滑模控制系统由模糊控制和切换控制组成,运用模糊控制器来模拟反馈线性化控制率,使用切换控制来补偿滑模控制器的输出误差。调节算法是从李雅普洛夫稳定性理论得到的,从而可以保证系统的稳定性。经仿真验证,所设计的系统性能令人满意,而且对参数变化和外部负载扰动具有较强的鲁棒性。     

一种精密运动平台轨迹跟踪控制器设计

针对基于直线电机的精密运动平台轨迹跟踪控制问题,基于零相位误差跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器(DOB)提出了一种跟踪控制方法,以提高精密运动平台的干扰抑制能力和轨迹跟踪性能。给出了永磁直线电机和运动平台数学模型。ZPETC是一种前馈控制器,通过零极点对消实现误差抑制,可以提高系统的响应速度和跟踪性能,降低系统动态跟踪误差;而干扰观测器则可以补偿系统参数变化、模型不确定、外部扰动、机械非线性等,提高了系统抗干扰能力。实验结果表明:所述方法不仅能够确保系统跟踪性能而且具有较强的鲁棒性,从而改善了运动平台的轨迹跟踪效果。     

液体运送时液面晃动的H_∞控制

在液体进行快速运送过程中,当系统参数具有不确定性及外界干扰时,为有效抑制液面的晃动,本文建立了液体运送时液面晃动的数学模型,针对系统模型的不确定性和外界干扰,设计H∞控制器,使其能有效抑制液面晃动。当系统参数变化时,控制效果保持基本一致,说明该H∞鲁棒控制器控制效果良好,且具有较强的鲁棒稳定性。     

混沌电力系统的模糊滑模控制

混沌是非线性系统的固有现象,电力系统是典型的非线性系统。针对周期性负荷扰动下电力系统中出现的混沌,提出了一种模糊滑模控制方法,设计了模糊滑模控制器,从理论上证明了控制器可以快速到达切换面。在该控制器的作用下使系统输出渐进跟踪参考轨迹,用模糊控制规则来抑制常规滑模控制器中的高频抖振。仿真结果表明,所设计的模糊滑模控制器能够有效抑制电力系统的混沌振荡。     

电机伺服系统基于遗传算法的H∞控制器优化设计

首先,介绍了永磁同步电机位置伺服系统的组成,给出了电机系统的数学模型,并采用参数辨识的方法得到了系统的传递函数。然后,针对系统中存在的不确定性,运用混合灵敏度方法进行了H∞鲁棒控制器设计。为了使系统达到给定的性能指标要求,采用遗传算法对加权函数的选择进行了优化,从而获得了性能优化的H∞控制器。最后,仿真实验验证了该方法的有效性。     

永磁同步电机自适应反步调速系统动态品质控制

为了提高永磁同步电机调速系统的动态品质,提出了一种新型的自适应反步控制方法。在永磁同步电机数学模型的基础上,利用李雅普诺夫函数得到d-q轴电流的自适应控制律;提出了一种抗饱和转矩观测器,以使观测器能够尽快退出饱和状态。仿真和实验结果表明,该控制方法能够有效提高系统的动态性能,提升系统的抗干扰能力,提高了系统的鲁棒性。     

无刷双馈电机高阶终端滑模转速辨识设计

对无刷双馈电机高阶终端滑模转速辨识的优化控制设计提高双馈电机的运行特性。针对传统的无刷双馈电机的转子耦合能力差、效率低的问题,提出一种基于跟踪微分器有限元法分析的无刷双馈电机高阶终端滑模转速辨识设计方法。分析无刷双馈电机系统结构和基本控制原理,通过使用变频变压调速系统设计的方式,采用高阶滑模控制,设计跟踪微分器补偿控制误差,进行有限元法分析,得到无刷双馈电机结构模型的滑膜干扰控制律。用神经网络逼近左逆测量系统中的非线性函数。利用转子磁场坐标系高频抑制性能,对无刷双馈电机系统的转速辨识模型进行改进设计。仿真实验表明,该模型控制的转速观测器对于无刷双馈电机系统转速的辨识及时准确,辨识误差最大值出现在负载突增时,仅有3 r/min,展示了模型较高的抗干扰性能。为提高无刷双馈电机控制系统闭环控制的精度以及系统的鲁棒性提供了保证。     

永磁同步电机速度环的滑模变结构控制

在永磁同步电机解耦数学模型的基础上,本文提出了一种把滑模变结构原理用于永磁同步电机的矢量控制系统的方法。首先详细阐述了滑模变结构的基本原理,然后采用速度环的滑模变结构来取代传统的PI控制,并对两个系统进行了仿真分析,仿真结果证明采用速度环的滑模变结构控制系统确有其优越性。     

小车倒立摆系统的H∞控制研究

<正>本文针对小车倒立摆系统在控制过程中存在的不确定性和外部扰动,提出了一种H∞鲁棒LQR控制器。首先,建立I级小车倒立摆的线性数学模型;然后,分别基于Riccati方程和LMI算法设计H∞鲁棒LQR控制器;最后,进行了仿真验证与分析。研究结果表明,H∞鲁棒LQR控制方法不仅调节时间短,而且能补偿系统所受到的内外干扰,保证了系统的鲁棒性和稳定性,较好地满足了系统性能要求。     

IPMSM直接转矩控制系统的建模与仿真

在分析内置永磁同步电机(IPMSM)数学模型的基础上,提出了内置永磁同步电机直接转矩控制(DTC)系统仿真建模的方法。利用Matlab/Simulink建立独立的子模块,对各子模块构造方法和工作原理进行了详细介绍,如速度控制器模块、直接转矩控制模块、刹车斩波器模块等,再进行各子模块有机结合,构建内置永磁同步电机直接转矩控制系统的仿真模型。仿真结果与理论分析一致,证明该系统仿真模型的合理性和可行性,从而为实际内置永磁同步电机控制系统的设计提供可靠的理论依据。