自抗扰控制器在永磁同步电机控制中的应用

为了解决永磁同步电机(PMSM)调速系统突加负载或负载扰动时控制性能差的问题,提出用自抗扰控制技术设计PMSM控制方案.将负载突变和负载扰动归为未知扰动,用自抗扰控制器进行估计、补偿和控制.仿真结果表明,该方法能够提高系统的响应速度,减小稳态误差且无超调,能有效地抑制负载变化对转速的影响.     

永磁同步电机位置伺服系统的RBF神经网络滑模控制策略

针对永磁同步电机(PMSM)位置伺服控制系统的负载扰动、外部不确定性干扰和模型参数摄动的特点,常规PID控制策略难以达到满意的控制效果.利用滑模控制对系统扰动和参数变化不灵敏的优点,提出一种基于神经网络和滑模控制相结合的位置伺服优化控制策略.在常规滑模控制器设计的基础上,引入RBF神经网络调节滑模控制器的切换增益,削弱系统的抖振,并通过在系统中设计干扰观测器实现对扰动的补偿.仿真结果表明:与常规滑模控制和常规PID控制相比,不同参数下本文所提出的优化控制策略超调量最多降低22%,调节时间最多减少9.2 s,有效提高位置伺服系统的鲁棒性、抗干扰能力和跟踪精度,且系统抖振得到有效遏制.     

基于IP控制和扩展卡尔曼滤波的PMSM转速控制

为实现永磁同步电机(PMSM)的无速度传感器转速控制,提出一种基于积分比例(IP)转速控制和扩展卡尔曼滤波(EKF)转速估计的PMSM调速控制策略.以αβ坐标系下定子电压和电流为观测量,采用EKF算法对电机转速和转子位置进行实时预测和最优估计.估计转速作为反馈项与给定转速比较,所得误差值作为IP控制器的输入,对q轴电流分量进行控制,实现PMSM无传感器速度控制.针对不同电机转速和多种负载状态进行大量仿真研究,实验结果表明,该转速控制策略抗负载扰动能力强、超调量小.     

基于新型趋近律和扰动观测器的永磁同步电机滑模控制

为了提高永磁同步电机的转速控制性能,克服扰动对伺服控制的影响,提出了一种基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法.设计了一种新型趋近律,以解决传统趋近律滑模面趋近时间和系统抖振之间的矛盾,提高系统响应快速性.综合考虑系统存在内部参数摄动和外部负载扰动,设计了滑模扰动观测器,并将观测值前馈补偿到速度控制器输出端;将观测器切换增益设计为扰动观测误差的函数,以削弱滑模观测值抖振.仿真结果显示,与传统趋近律相比,采用新型趋近律可有效提高系统的响应速度,快速准确的跟踪速度阶跃信号;滑模观测器可准确的观测系统扰动的变化;当系统加入负载扰动时,PI控制最大转速波动值为75 r·min-1,而基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制最大转速波动值较小为30 r·min-1,鲁棒性更好.实验结果显示,采用基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以快速跟踪400 r·min-1的速度指令,调节时间为0.12 s,稳态跟踪误差为±4 r·min-1,且转速无超调;滑模观测器可准确无超调的估计系统扰动值,进一步提高系统的抗扰动性能;当电机以400 r·min-1稳速运行时,加入0.6 N·m的负载扰动,基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法最大转速波动为23 r·min-1,与PI控制相比,转速波动减小了8%.上述仿真和实验结果具有较好的一致性,表明基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以有效抑制滑模控制系统的抖振,提高转速控制系统的鲁棒性和动态响应性能.     

基于带宽的永磁同步电机伺服控制器设计

为提高伺服系统的控制性能并解决控制参数整定困难的问题,该文设计了1种新的控制方法,应用于永磁同步电机(PMSM)伺服控制系统中。建立了PMSM模型。设计了基于电流环带宽进行比例-积分(PI)控制参数整定的电流环控制器和基于速度环带宽进行自抗扰控制(ADRC)参数整定的速度环控制器。推导得到电流环带宽和速度环带宽的关系,从而将整个系统的控制参数归结到带宽1个参数上。经实验验证:该控制器结构通用性强,参数整定简单,易于工程实现;与传统比例-积分-微分(PID)控制方法相比较,在给定相同速度指令时,基于带宽的控制方法速度响应快,跟踪误差减小40%以上,在PMSM速度稳定时施加负载扰动,稳定时间缩短25%以上。     

基于反馈线性化的 PMSM非线性控制器设计

针对永磁同步电机（ PMSM）绕组相电流与转速存在强耦合的特性,基于 PMSM精确的数学模型,采用反馈线性化的方法设计了一非线性控制器。该设计方法不但实现了电机系统的完全解耦,而且有效抑制了参数摄动、负载扰动等不确定因素对系统性能的影响。仿真结果表明,采用反馈线性化方法设计的 PMSM 控制系统具有很好的速度跟踪效果,可以获得良好的稳态精度与动态性能。     

采用功率内环和电压平方外环的电压型PWM整流器

根据电压型PWM整流器在同步旋转dq坐标系中建立的整流器功率控制数学模型,基于功率前馈解耦,解决了有功功率和无功功率互为耦合问题.为克服整流器电流控制策略、直接功率控制策略及非线性控制策略的不足,提出了采用功率内环、直流电压平方外环电压型PWM整流器的新控制策略.由于采用直流电压平方外环,提高了整流器直流电压跟踪和功率跟踪能力,使系统具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强及结构简单的优点.给出了系统控制器的设计方法.通过正常负载及负载扰动情况下的计算机仿真,证明了新控制策略的可行性.     

防空武器站模糊自适应滑模位置控制设计方法

针对特种防空武器站伺服系统负载变化范围大、发射扰动力矩强和跟踪精度要求高等特点,提出了一种模糊调节的伺服系统滑模位置控制器设计方法. 采用滑模控制抑制参数摄动及外界干扰,采用模糊规则调节滑模趋近速度并削弱滑模抖振. 仿真和实验结果表明,该控制策略不仅保证了系统的响应速度和动态精度,而且对负载扰动和系统参数摄动具有较强的鲁棒性.      

基于模糊干扰观测器的移动机器人自适应滑模跟踪控制

针对轮式移动机器人(Wheeled Mobile Robot, WMR)轨迹跟踪中存在的速度跳变和未知系统扰动,提出一种新型轨迹跟踪控制策略。该策略基于反演技术,分别设计WMR系统的运动学控制器和动力学控制器。在运动学控制器中,采用分流技术克服了轨迹跟踪初期的速度跳变问题;在动力学控制器中,将模糊干扰观测器与自适应滑模控制结合,有效解决了未知系统扰动对控制性能的影响,并且消除了传统滑模控制的抖振现象。通过Lyapunov稳定性理论,证明了该控制策略的稳定性。仿真研究表明,该控制策略具有较小的速度跳变,控制信号抖振较小,并对系统扰动具有强鲁棒性。     

永磁同步电机抗惯量扰动自适应速度控制

为提高永磁同步电机（PMSM）速度伺服系统的控制性能,增强系统的抗惯量扰动能力,提出一种自适应滑模变结构速度控制方法。在PMSM双闭环调速系统中采用了滑模控制（SMC）的速度控制方法,并在SMC中引入积分滑模面以避免控制量中对加速度信号的要求,减小系统的稳态误差;此外,采用连续函数sigmoid s代替传统趋近律中的符号函数sgn s,进一步提高系统的动态品质。针对负载变化导致PMSM控制系统转动惯量不同的问题,依据离散模型参考自适应系统（MRAS）理论对转动惯量进行实时估计,并将惯量辨识值更新到SMC控制中,实现自适应SMC速度控制。实验结果表明,所提出的自适应SMC控制方法的速度响应较快,相比常规SMC控制,速度响应时间从85ms减少到54ms,并且对惯量扰动具有较强的鲁棒性。该方法目前适用于一些特定的时变惯量的伺服控制场合,如印刷机械,纺织机械,电缆设备等。     

基于Simulink永磁同步电机伺服系统矢量控制

永磁同步电机（PMSM）伺服系统的速度环和电流环具有非线性耦合特性,需要进行电流解耦控制．因此,根据矢量控制的原理实现了该系统的线性解耦．通过对永磁同步电机数学模型分析,建立基于Simulink伺服系统矢量控制仿真模型．仿真结果表明,建立的系统耦合模型具有良好速度控制特性,并对永磁同步伺服耦合系统设计具有指导价值．     

基于自适应Backstepping的PMSM速度控制器设计

为了设计交流永磁同步电机的高性能速度控制器,提出了一种基于自适应Backstepping的速度控制器设计方法.基于永磁同步电机的数学模型,以速度跟踪为目标,把系统分解成几个子系统,为每个子系统设计Lyapunov函数和中间虚拟控制量,再后退到整个系统,得出实际控制量电压的直轴和交轴分量.为了抑制永磁同步电机存在的参数摄动、负载摄动等不确定因素对系统性能的影响,引入自适应与反推控制相结合的策略,使系统能够根据参数的变化自行调整,保证系统的性能及其稳定性.Matlab仿真结果表明,系统具有良好的稳态精度和动态性能.     

软件伺服系统位置控制分析

针对交流永磁同步电机伺服系统在高速进给时位置跟随误差较大这个问题，分析了一种新型位置前馈方案，给出了位置控制器的模型和软件伺服实现方法．实验证明，该方案具有高精度控制的特点，可在保证系统稳定性的基础上，明显提高位置控制精度．     

基于参数自调节模糊-PID的PMSM矢量控制系统仿真

针对永磁同步电动机,设计了参数自调节模糊-PID控制器,并在Simulink环境下对基于参数自调节模糊一PID的PMSM矢量控制系统进行仿真。结果表明,控制系统能够稳定运行,动、静态特性良好,调速系统具有响应快速、超调量小、鲁棒性好、抗干扰能力强等优点,验证了系统设计的可行性。     

电液位置伺服系统的再励学习控制研究

针对非线性电液位置伺服系统的不确定性控制问题,提出了一种带有小脑模型（ＣＭＡＣ）神经网络的再励学习控制方法。将ＣＭＡＣ神经网络融入再励学习控制结构中,并进行了撞化与改进杯仅使再励学习控制器具备了泛化能力,而且提高了其学习速度,因此竽电液位置伺 服系统的快速跟踪控制。仿真结果表明,控制器不仅具有良好的处理非线性能力而且对时变外扰支具有明显的抑制作用。     

带修正因子模糊PID控制的PMSM交流伺服系统

为了克服永磁同步电机(PM SM)伺服系统的非线性和不确定性因素的影响,提高伺服系统的控制精度和性能特性,提出了带修正因子的模糊比例、积分和微分(PID)控制。它是集PID控制和模糊控制的优点于一体的控制系统,根据转速偏差来决定速度控制器采用模糊控制算法还是PID控制算法,并且根据控制系统的转速偏差和速度误差率,利用修正因子对模糊控制器的参数进行在线修改。仿真结果表明:带修正因子的模糊-PID控制优化了系统的动静态特性,满足系统的高性能要求,验证了该控制策略的优越性和可靠性。     

基于矢量控制的永磁同步电机调速系统研究

文以永磁同步电机为对象,采用矢量控制方案,首先我们研究了基于PI的控制算法,在仿真基础上指出了PI算法存在的一些不足。在此基础上我们研究了基于扩张状态观测器（ESO）前馈补偿和线性比例反馈控制的永磁同步电机速度环控制算法,仿真实验表明,这种方法可以提高系统的动态性能和抗扰动能力。     

基于Simulink的减速器试验台电机控制系统的仿真研究

以减速器测试试验台的电机控制系统为研究对象,针对正弦波永磁同步电动机（PMSM）伺服系统的数学模型及矢量控制方法进行分析.利用Matlab的Simulink模块对PMSM速度、电流双闭环的矢量控制进行建模,并根据减速器测试试验台选定的正弦波永磁同步电机的控制要求进行仿真研究,为实际的电机控制系统的控制提供参考和理论依据.     

永磁同步电机伺服系统的设计与仿真

介绍伺服系统控制原理,建立永磁同步电机伺服系统的数学模型,使用Matlab/Simulink对伺服系统中的电流环、速度环和位置环分别进行设计和仿真.对多环路复合控制永磁同步电机伺服系统响应速度、动态精度和稳定性进行分析.     

基于DSP的PMSM模糊位置伺服系统的研究

在对高精度交流伺服系统的研究中 ,提出了一种基于数字信号处理器 (DSP)的全数字永磁同步电机位置伺服系统 ,采用美国TI公司的TMS32 0F2 4 0系列DSP作为数字控制器 ,充分利用其高速运算能力和面向电机控制的丰富的外围设备 ,设计了一套全数字永磁同步电机位置伺服系统 ,并在永磁同步电机矢量控制的前提下利用模糊控制策略对位置伺服系统进行了控制 计算机仿真和实验结果表明 ,整个控制系统设计简单、可行、有效 ,同时可以取得较好的控制效果