基于动态矩阵的永磁同步直线电机速度控制

为了改善直线电机的动态响应性能,提高电机控制系统的鲁棒性,使电机稳定运行,基于预测控制理论,设计了适用于直线电机速度环控制的动态矩阵控制器,将传统的直线电机三闭环控制系统中的速度环PID控制器替换为动态矩阵控制器,并分别搭建基于PID速度控制器和动态矩阵速度控制器的永磁同步直线电机三闭环仿真模型,在此基础上给控制系统施加阶跃信号,并进行突加负载和突减负载的仿真,将2种控制器控制下的系统响应结果进行对比。仿真结果表明,当速度环采用动态矩阵控制后电机的响应速度更快,超调更小,使电机速度更快达到稳定。改进后的速度环控制器提高了直线电机控制系统的鲁棒性,改善了直线电机的动态响应性能,提高了控制系统的抗扰动能力,有利于电机在负载变化较大的情况下运行。     

面向芯片封装的直线电机精密定位控制技术研究

为提高球栅阵列(BGA)芯片封装设备的封装精度和效率,构建高速高精直线电机运动平台,文章分析了永磁同步直线电机(PMLSM)的构造特点及数学模型,并在此基础上建立了直线电机伺服控制系统模型;采用全闭环伺服控制方式和PID+速度/加速度前馈的复合控制算法,研究复合控制算法对系统控制精度的影响。利用激光干涉仪测量该平台的X轴和Y轴定位精度分别为28.3μm和35.0μm,通过分段线性误差模型对平台的系统误差进行补偿,补偿后X和Y轴的定位精度比未补偿前分别提高了84.8%和77.2%。     

超声直线电机工作过程仿真

在建立超声直线电机三维参数化模型的基础上,应用压电耦合理论、有限元理论和技术,开发了超声直线电机的虚拟样机系统;在模态分析的基础上,确定了该型电机的关键结构参数;对超声直线电机的工作过程进行了瞬态分析.瞬态分析结果表明,单脉冲驱动进给量可以达到纳米级;其z相位移与时间不是严格的线性关系.根据仿真研究结果,加工制造出了超声直线电机.初步试验结果表明,超声直线电机工作性能与仿真分析结果基本一致.     

直线电机在数控机床进给系统中应用现状与趋势

介绍了直线电机在机床进给系统中应用的进展情况和发展前景 ;把数字控制的直线电机进给系统与滚珠丝杠进给系统的性能进行了对比 ,指出了数字控制的直线电机进给系统的优点 ;在分析了直线电机自身特点的基础上 ,提出了直线电机在设计和应用中应着重解决磁路设计、控制策略和散热问题 ;并给出了直线电机进给系统在活塞异形外圆加工上应用的实例。     

精密永磁直线电机的自适应滑模控制

与一般的回转电机相比,永磁直线电机在需要实现直线运动的应用中有定位精度高、速度快等优点,但是,直线电机对扰动和系统参数变化很敏感,而且由于摩擦力和推力脉动使系统具有明显的非线性.针对这些问题,提出了一种自适应控制器的设计方案,并给出该设计的永磁直线电机的数学模型.该方案用一个滑动模态的控制输入补偿摩擦力和推力脉动.理论分析和仿真实验结果表明,自适应控制器获得的最大误差小于10 μm,其性能远远优于经典的PID控制器.     

基于模糊推理的免疫PID控制方法的直线电机速度控制

提出一种基于模糊推理的免疫PID控制器,以模糊推理方法构造免疫PID器中的非线性映射函数,使其具有很好的非线性控制性能.将免疫PID控制器进行直线电机速度控制仿真,仿真结果表明,较之传统PID控制方法,基于模糊推理的免疫PID控制方法响应速度更快,超调量更小,且具有更强的抗干扰性能.     

基于红外定位的六自由度板球控制系统设计

基于红外定位设计了六自由度的板球控制系统,采用STM32F407单片机作为主控模块,包含角度检测模块、直线电机、红外定位装置、电机驱动和直流稳压电源模块等。系统通过红外线定位装置精准获取小球位置,采用MPU6050采集平台姿态参数,计算得到平台的倾斜角,最后采用PID控制技术对直线电机实现闭环调节,从而实现小球在平台上完成各种指定动作。六自由度板球控制系统技术指标达到了设计要求,并具有良好的人机交互性能。     

基于BP神经网络PID的交叉耦合轮廓控制研究

文章以基于直线电机的数控机床X-Y平台为实验平台,进行轮廓误差控制技术的研究,设计了BP神经网络交叉耦合控制(back propagation neural network cross-coupling control,BPNN-CCC)器。在交叉耦合控制(cross-coupling control,CCC)的基础上,分析了BP神经网络的理论,并与PID控制相结合,设计了BP神经网络PID控制器,将其应用在单轴控制与CCC上,在Matlab中搭建了BPNN-CCC的仿真模型。实验结果表明,该控制器有效减小了系统的轮廓误差,并体现了自学习、自适应的能力。     

直线磁场调制电机功率因数优化设计

为提高直线磁场调制电机功率因数,通过推导直线磁场调制电机气隙磁通密度、功率因数的解析公式,研究各个结构参数对电机功率因数的影响.确定了永磁体分布、齿靴宽度、调磁块形状和尺寸等参数为主要优化变量.在利用Ansys Maxwell软件对直线磁场调制电机进行参数化有限元仿真的基础上,建立了关于电机平均推力和功率因数的多项式响应面模型.采用Box-Behnken方法对电机进行优化设计,优化后的直线磁场调制电机功率因数从0.497上升到0.720,提高了约44.9％.     

基于ELM的永磁直线电机推力波动补偿研究

针对永磁直线电机推力波动的非线性特点,设计了PID+ELM前馈补偿的永磁直线电机位置控制系统.用于训练ELM网络的样本可通过分析推力波动的特点及其规律获得,将训练好的网络作为前馈补偿环节,用于补偿控制系统中推力波动的影响.仿真结果表明,所提出的控制方案有效且可行.与基于SVM和RLS的方法相比,虽然其跟踪精度稍差,但其训练时间较短,适用于实时性要求较高的场合.     

基于DSP的直流斩波调速模糊控制器

传统PID控制本质上是一种线性控制,其自适应性及鲁棒性相对较差,不能实现高性能的控制.为了解决传统矿井电机车电阻调速时效率低、动静态性能差的问题,提出了基于DSP的直流斩波调速系统模糊自整定PID参数控制方法.该方法利用DSP 的数据处理能力,在线检测电机转速,通过模糊控制选择自整定PID参数,对PWM开关器件的占空比加以控制.仿真结果表明:该方法应用于矿井电机车调速系统中,模糊控制的调速系统动静态性能明显优于传统调速系统,系统抗干扰性强,满足直流电机车调速的要求.     

LQR优化的BP神经网络PID控制器设计

针对传统神经网络PID(比例 积分 微分)控制器和传统线性二次调节器(LQR)优化型PID控制器对无刷直流电机转速控制恢复时间长及抗干扰性较差等问题, 提出一种LQR优化的BP神经网络PID控制器, 用于无刷直流电机的转速控制. 首先, 利用BP神经网络对PID增益进行调节, 提高控制器的动态适应性和鲁棒性； 然后, 采用LQR优化BP神经网络最优输出, 使其更接近目标PID增益. 仿真结果表明, 该控制器有效提高了响应速度, 减小了稳态误差并增强了抗干扰能力.     

直流调速系统的模糊免疫PID控制器研究

为了增强直流调速系统的抗扰动能力和鲁棒性能,提出了一种基于生物体免疫反馈机理的模糊免疫PID控制器.该控制器由一个PID控制器和一个基本的免疫型比例控制器顺序串联而成,免疫型比例控制器中的非线性函数由模糊推理来实现.利用Matlab/Simulink对闭环调速系统进行仿真,结果表明,与常规的PID控制器相比,该系统具有调整时间短、抗扰动能力强、鲁棒性好等优点.     

模糊PID控制器在无刷直流电机控制系统中的应用

无刷直流电机是一种多变量、非线性的控制系统,采用经典的PID控制难以达到满意的控制效果。将模糊自适应PID控制器应用于无刷直流电机的控制中,运用模糊控制原理对PID参数进行在线调整。实验结果表明,较之传统的PID控制,采用模糊自适应PID控制的无刷直流电机控制系统具有更好的动态和静态性能,达到了较好的控制效果。     

异步电动机自抗扰控制系统的仿真

介绍了自抗扰控制器的内部结构及其各组成部分的功能,并将自抗扰控制系统应用于在异步电动机调速系统中,此控制方案不需要精确的电机模型就可以实现干扰补偿,使得自抗扰控制器的设计能够独立于异步电动机精确的数学模型。在MATLAB/Simulink环境下进行了仿真研究,并根据仿真结果分析了线性自抗扰控制系统较传统PID控制器的优缺点。     

基于自适应PID控制器的异步电机矢量控制

为了克服传统PID控制器自适应性及鲁棒性相对较差的缺点。实现高性能的异步电机矢埴控制，提出了采用人工神经网络技术构造自适应PID控制器。在保证调速系统全局快速收敛的情况下，运用有监督的Delta学习规则和合理的控制算法。实现自适应PID控制器参数的在线自动调整。应用MATLAB软件设计基于自适应PID控制器的异步电机矢量控制模型并进行仿真研究，结果表明，自适应PID控制器不仅能够满足异步电动机矢量控制的实时性要求。而且可以大大改善异步电动机的动态性能与静态性能，表现出较强的自适应性与鲁棒性，因而可以取代传统PID控制器以实现高性能的异步电动机矢量控制。     

基于BP神经网络无刷直流电机换相转矩脉动抑制方法的研究

将首先建立无刷直流电机数学模型,其次研究无刷直流电机换相转矩脉动产生的原因,最后设计BP神经网络参数自学习PID控制器,利用BP神经网络参数自学习PID控制器抑制无刷直流电机的换相转脉动,使其抑制效果达到最佳。     

基于H∞反馈控制的网络拥塞流速控制器设计

摘要：为了解决网络在现代高速通信网络拥塞控制问题,本文采用频域设计方法,将不确定时滞系统转化为带有未建模动态边界的多不确定系统;根据鲁棒镇定及系统性能指标要求,将流量控制的网络拥塞控制设计问题转化为共同的工程混合敏感的应用问题,然后分析设计出了理想的H∞控制器。该文证明,采用频域设计方法的拥塞控制的H∞反馈控制器,可以实现防止拥挤和提高网络应用效率的目标。实例已表明,该方法简单易用。