改进的ＰＲ 控制器对ＰＭＳＭ 电流的矢量控制策略

针对比例积分（PI）控制器在同步旋转坐标下对PMSM电流矢量控制方面的不足，结合永磁同步电机（PMSM）数学模型，提出一种在静止坐标下通过改进的比例谐振（PR）控制器对PMSM电流矢量的控制策略. 通过双线性变换对改进的PR控制器进行离散化处理. 仿真和实验结果表明，在控制器增益参数一致的情况下，该控制策略与PI控制器相比较，电机转速波动量更小，运行更加稳定，不含与电机参数有关的补偿项，结构简单，同时在静止坐标系下，减少了计算的复杂度.     

静止坐标系下铁路功率调节器电流谐振控制

针对传统的两相dq旋转坐标系下比例积分（PI）控制策略控制器结构复杂、动态性能不佳、抗供电臂电压跌落能力较弱的问题,设计了基于V/v牵引变压器的铁路功率调节器准比例谐振（QPR）控制器.从系统结构复杂度、系统动态性能和抗供电臂电压跌落3个方面对比铁路功率调节器的PI和QPR控制策略.与传统PI控制策略相比,QPR控制策略避免了多重低通滤波处理,无需繁琐的旋转坐标变换,不存在受电路参数影响的耦合项和前馈补偿项,简化了控制器的设计,提高了系统的鲁棒性和动态性,而且抗供电臂电压跌落能力更好.仿真实验验证了QPR控制策略的正确性和有效性,具有较好的工程应用和推广价值.     

基于敏感传递函数的分数阶PI~λ控制器的参数整定

讨论一种基于敏感传递函数的分数阶PIλ控制器的参数整定方法.根据敏感传递函数的定义,采用代数方法,对固定的PIλ控制器的积分阶次,在比例增益和积分增益参数平面上,按敏感传递函数的界进行PIλ控制器的参数整定.该敏感传递函数的界与系统的幅值裕度和相角裕度直接相关,给出了系统相对稳定性的信息.仿真实例表明,利用该方法设计的PIλ控制器具有良好的动态性能和鲁棒性.     

基于机器鱼尾鳍推进伺服系统的改进控制算法

机器鱼多关节尾鳍受外界负载变化及伺服系统机械结构本身特性的影响会使速度和位置曲线失真,从而影响机器鱼的推进效率.针对机器鱼的尾部推进伺服系统的性能需求,分别用PI(比例-积分)控制器和IP(积分-比例)控制器对直流伺服系统模型建立PWM驱动数字型调速系统.并对PI和IP这2种控制方式的性能进行分析和比较.通过仿真实验表明,IP控制比PI控制性能优良,能满足机器鱼推进系统的需要.     

永磁直线电机的H∞鲁棒控制系统设计

对矢量控制的永磁直线同步电机构成一个三环系统.为了克服不确定性因素和各种扰动对系统的影响,提高系统的鲁棒性能,在速度环和电流环内设计了H∞状态反馈控制器.将系统设计转化成H∞标准设计问题,然后通过求解线性矩阵不等式设计H∞状态反馈控制器.仿真结果表明,与常规的比例积分调节比例积分调节(PI)控制相比较,提出的控制策略使系统响应速度快,对扰动抑制能力强,对参数变化不敏感,具有较强的鲁棒性和伺服性能.     

基于分数阶控制器的PMSM恒速控制

为了实现交流永磁同步电机的高性能速度控制,提出一种能满足系统稳定性和鲁棒性要求的分数阶比例积分控制器.为评价该分数阶控制器的性能,将该控制器和采用最优化设计的整数阶比例积分控制器分别应用于同一系统进行了仿真和原型实验.结果表明:对于相同的负载扰动,分数阶比例积分控制器的控制效果明显优于最优的整数阶比例积分控制器,且其对系统开环增益变化具有更强的鲁棒性.     

一种无刷直流电机模糊比例积分控制器的设计

为克服传统的比例积分(PI)控制器参数整定方法在无刷直流电机控制中存在精度低、抗干扰能力弱等缺点,提出了一种基于粒子群-引力(PSO-GSA)算法的模糊PI控制器设计方法。PSO-GSA算法融合了PSO算法的全局开发能力和GSA算法的局部探索性能,具有更加优异的最优值搜索能力。将PSO-GSA算法用于优化模糊PI控制器的量化因子和比例因子,实现了模糊控制对PI控制器的实时、高精度调节。仿真和实验表明,该方法可以使得无刷直流电机控制有较好的稳定性和鲁棒性,电机转速控制的精度有显著提高。     

基于频域和时域的内模PI控制器性能评价与参数优化

由于控制系统的性能降低通常与比例积分(proportion integration,简称PI)控制器不合理的参数有关,而且单一的时域性能评价指标不准确,因此,针对具有纯迟延特性的控制对象,给出了基于频域和时域相结合的性能评价方法,克服了单一性能指标的不准确性.在不同控制策略和参数下,分析了系统性能指标与基准曲线或基准点的距离.针对2个典型的高阶被控过程,分别给出了不同的降阶模型,并把拟合对象特性最好的模型用于内模PI控制器的设计.基于频域和时域评价的结果,给出了PI控制器参数重新优化和整定的方法,用于改善控制系统的性能,该方法通过数据驱动方法对参数进行重新整定来实现,提高了运算效率.仿真实验验证了上述性能评价和参数优化方法的有效性.     

模糊控制系统的解析结构与鲁棒性分析

根据实际工业过程对鲁棒性的要求,以解析形式分析说明了模糊控制器是一类变参数的比例积分（PI）控制器,并且由于其模糊特性,在工况发生变化时该控制器能够自调整PI的比例参数,得到较好的控制效果．将该模糊控制器与传统比例积分微分（PID）控制器进行比较,仿真结果验证了其有效性．     

基于干扰抑制和非线性摩擦力补偿的速度环PI控制器抗饱和设计

针对永磁同步电机速度调节器积分饱和导致动态品质变差的问题,提出一种新型的抗饱和(AW)设计方法。该AW方法首先把模型的不确定性视为系统的干扰;然后为了改善系统性能和提高抗干扰能力,在比例积分(PI)控制策略基础上,对速度环设计一种基于摩擦模型补偿和扰动观测补偿的复合控制方法;最后把PI控制器退饱和后从比例(P)模式重新进入PI模式的系统响应看作是带有初始值的系统响应,同时利用时域下的系统误差动态响应方程推导出系统无超调的误差和积分条件,当系统进入饱和时,系统以最大加速度运行,直到满足条件才重新进入PI模式,并给积分赋初始值。研究结果表明:该方法确保退饱和系统的优良的动态性能和无超调运行。与现有条件积分方法及其改进的方法相比,仿真和实验结果验证该新型AW设计的可行性及优越性。     

断续导通模式的Buck变换器反步滑模控制

为进一步提高Buck变换器的控制性能,针对Buck变换器的非线性特性,考虑其在电感电流断续导通模式下的数学模型,采用反步滑模法设计了闭环控制器.基于系统生成器提出了数字控制器的实现方法,分析了其负载扰动和电源扰动特性.与PI控制方式相比较,在Buck变换器的启动阶段,采用反步滑模控制器的系统输出电压的上升速度快、调节时间短、超调小,当Buck变换器的负载和电源参数发生突变时,反步滑模控制的输出电压能够及时调整、扰动幅度小.比较结果表明反步滑模控制的优越性和SG设计开发的有效性,为现场可编程门阵列实现Buck变换器的数字控制器提供了新的设计流程,也为进一步研究其它直流-直流变换器的非线性控制提供了新思路.     

高阶位置伺服系统的非线性变结构双模控制

针对伺服系统在快速性、准确性和鲁棒性等方面的较高要求 ,提出了一种非线性变结构双模控制器 .在偏差较大时采用具有时变、非线性、“时间次优开关超平面”的滑模控制 ,以保证系统的鲁棒性和快速性 ;在偏差较小时 ,根据状态变量的幅值可自动转化为线性二次型 PI控制 ,以保证系统的准确性 .仿真结果表明本方案的有效性 .     

电动汽车驱动用永磁同步电机数字控制系统

为提高电动汽车的动力性和行驶里程,提出了车用永磁同步电动机数字化控制策略。该策略采用具有参数自调整功能的模糊P1速度控制器来提高系统的动力性和鲁棒性,采用基于空间电压矢量脉宽调制方法设计电流控制器来提高车载电源电压利用率,从而提高电动汽车的行驶里程。基于该策略开发的车用永磁同步电动机数字化控制系统实验结果证明了该策略的有效性。     

基于蓄电池储能的涡旋膨胀机废气回收系统优化控制

提出了基于蓄电池储能的涡旋膨胀机废气-回收系统方案,在保证废气排放设备高效运行的基础上,提高涡旋膨胀机的能量转换效率.以兼顾过/欠膨胀损耗和发电机铜耗的损耗模型为优化函数,结合实时估计的废气排放流量、气罐压力以及蓄电池充放电限制等约束条件,优化控制涡旋膨胀机运行.采用输入输出反馈线性化方法设计了供气压力PI控制器实现供气压力的快速跟踪;采用储能系统工作模式实时判断、占空比补偿以及PI控制相结合的控制策略实现母线电压恒定.实验验证了控制策略的有效性,实现了在满足负载功率和废气排放系统高效运行基础上的废气回收最大化.     

基于新型双滑模的永磁同步电机无传感器矢量控制

为了降低传统滑模观测器(sliding mode observer,SMO)存在严重的高频抖振、提高转子位置和电机转速估算精度以及降低速度环传统比例积分控制(proportional integral,PI)超调量过大等问题,提出一种基于高阶滑模观测器与新型滑模速度控制器相结合的永磁同步电机无传感器矢量控制方法,用高阶...     

基于模糊神经网络空间矢量调制的直接转矩控制

为了改善基于空间矢量调制的直接转矩系统的动态性能及低速性,分析了传统SVM-DTC中采用两个PI控制器来产生参考电压矢量,存在PI控制器参数难以确定的问题,提出了一种基于模糊-神经网络空间矢量调制(SVM)的异步电机直接转矩控制(DTC)策略.阐述了产生磁链参考电压矢量的模糊控制器和产生转矩参考电压矢量的神经网络控制器...     

SPWM逆变器复合控制策略研究

为了解决由于直流输入电压波动,带非线性负载和死区效应引起的单相逆变电源输出电压波形畸变率大,品质下降的问题.将迭代学习控制应用到逆变器波形控制中,提出了一种基于迭代学习控制和双闭环PI控制相结合的逆变器新型复合控制策略.运用极点配置对PI控制器参数进行设计.采用双闭环PI控制提高逆变器的动态特性,利用迭代学习控制改善逆变器的稳态精度.最后借助Mat-lab仿真软件进行仿真验证,仿真结果表明,该策略能获得具有良好的动态和稳态特性的波形.     

前后独立驱动电动汽车转矩分配与驱动防滑协调控制

为了提升前后独立驱动四驱电动汽车的综合性能,提出了一种集成前后轴转矩分配和驱动防滑功能的协调控制策略(coordinated control strategy, CCS)。分别设计了基于经济性最优的前后轴转矩分配控制器和基于滑模控制理论的驱动防滑控制器。在此基础上,设计了集成两种控制器工作效能的协调控制策略。与已有集成控制策略不同,提出的策略不是将转矩分配与驱动防滑两种控制功能简单组合,而是在综合考虑车辆的安全性、经济性和动力性条件下进行合理且有效的集成。在常规工况下,车辆默认遵循经济性原则,同时控制器实时监测各车轮的滑移率。当路面条件恶化、无法满足经济性行驶时,在保证安全性的前提下,进行适当的转矩补偿,最大限度地利用路面附着条件,尽可能保障车辆的动力性不受影响。在MATLAB/CarSim环境下对提出的协调控制策略进行仿真验证的结果表明,在加速踏板开度分别为10%、30%、50%时,与传统集成控制策略(traditional integrated control strategy, TICS)相比,所提出的CCS使车辆的动力性能分别提升15.3%、35.6%、4.5%。     

基于改进型偏差耦合结构的多电机同步控制

针对现有的多电机同步控制方案难以满足高精度控制的要求和不能实现比例同步控制的局限性，提出一种带PI补偿控制的改进型偏差耦合控制结构，可适用于多电机完全同步和比例同步控制.针对永磁同步电动机非线性和强耦合特性，设计了自适应模糊滑模变结构控制器来实现永磁同步电动机的跟踪控制.建立了4台永磁同步电动机的同步控制仿真模型，仿真实验表明，所提出的多电机同步控制结构相对于带固定增益补偿的控制结构具有更高的同步控制精度.与PID和常规滑模控制算法相比，自适应模糊滑模控制策略具有更高的同步稳定性和更强的鲁棒性.     

模糊控制器在塔吊调速系统中的应用研究

针对塔吊电气控制过程中给定参数变化频繁且变化幅度大的特点，提出了一种基于给定参数自调整模糊控制与ＰＩ调节相结合的控制策略，运行结果表明这种控制是可行的，取得了良好的控制效果．