基于无源观测器的机器人笛卡尔空间力/阻抗控制方法研究

许多由机器人完成的任务都需要机器人与外部环境接触。在如抛光、去毛刺和装配作业中都需要执行精确的力控制。由于环境模型的不准确在力控制过程中当机器人与环境脱离接触时可能与周围环境发生激烈碰撞。针对此问题提出了基于无源观测器的力控算法。通过分析系统无源性, 研究了笛卡尔空间力/阻抗控制的稳定条件。发现只有力控制器的输出会破坏系统的无源性,根据系统无源性的分析结果设计了使用无源性观测器的力/阻抗控制器。在MATLAB仿真环境中对力/阻抗控制控制算法和基于无源性观测器的力/阻抗控制进行仿真验证。仿真结果表明基于无源性观测器的力/阻抗控制器在机器人末端工具与环境脱离接触时能够有效降低机械臂移动速度,减小对周围环境的冲击力。     

遗传算法的神经网络在交流调速中的应用

介绍了遗传算法与神经网络的组合方式及结构,并通过遗传算法神经网络的融合技术对交流调速锦绣控制,然后通过遗传算法对神经网络的参数进行集中优化,得到了被控制对象的一个最优控制器———神经网络控制器.说明了这种技术的可行性.仿真结果也表明了该控制器使得交流调速的性能得到了提高.     

基于无源性的定子磁场定向感应电机控制器

根据无源性控制的基本思想,并借鉴定子磁场定向控制理论,以定子磁场定向同步坐标系下的定子电流和定子磁通作为系统的状态变量,构建了一种新的电压源型混合控制器,并给出了系统的稳定条件.在理论分析的基础上,证明了在互联与阻尼分配的基于无源性的感应电机控制器设计方法中,将模型表达为欧拉方程的形式是不必要的,且动态解耦条件的数学描述约束过于严格.仿真和实验结果验证了该混合控制器的稳定性、有效性以及良好的静动态性能,同时提出的结论也由此得到了证明.     

基于无源性的分数阶控制在起重机防摆中应用

利用欧拉-拉格朗日方程建立了桥式起重机系统的动态模型,通过对系统进行无源性分析,构造了控制Lyapunov能量函数,设计了一种无源分数阶控制器,并研究了最佳的分数阶阶次应用区间,该控制器实现了小车的快速定位和负载防摆的效果,相比以往的无源PD控制器,提高了系统的鲁棒性和动态性能。仿真结果验证了所提控制方案的有效性。     

基于神经网络PID控制器在交流调速系统中的应用

针对PID控制和神经网络控制在交流调速系统中的局限性,利用其各自的优点,采用神经网络和PID控制相结合的方法构建神经网络PID控制器,实现变频调速控制,得到了神经网络控制器模型和神经网络控制方法运行的结果。仿真结果充分表明了神经网络模型具有良好的稳定性、鲁棒性和跟随性,而且改善了原系统的动态特性,证明了该方法在交流调速系统中的应用价值。     

串联谐振变换器的无源性控制

本文研究了串联谐振变换器的无源性控制器。首先建立串联谐振变换器的欧拉-拉格朗日模型;其次对系统模型进行降阶,并设计无源性控制器;实验结果表明,采用无源性控制使系统在参数变化和负载扰动时具有良好的鲁棒性,证明了控制策略的可行性。     

基于模糊控制的无刷直流电动机调速系统仿真研究

提出了一种无刷直流电动机调速系统模糊PID 控制方法,克服了传统PID 控制的一些缺点.介绍了模糊PID 控制器的设计方法,并利用MATLAB 软件中的模糊控制工具箱进行了系统的辅助设计与仿真实验.仿真结果表明,谈方法可使电机调速系统性能得到提高.     

PCHD模型的TNPC-UPQC无源混合控制

为改进UPQC的控制性能,建立并分析了TNPC-UPQC的端口受控哈密顿(PCHD)数学模型,利用该模型和UPQC的无源性,采用基于互联和阻尼配置无源控制(IDA-PBC)方法,设计了无源混合控制器,对UPQC进行控制.利用本文提出的无源混合控制器,可有效补偿负载电压和电网电流,使负载电压或电网电流为近似正弦波.在MATLAB/simulink仿真平台上搭建TNPC-UPQC无源混合控制器的仿真模型,对TNPC-UPQC的谐波补偿性能进行了仿真实验研究.仿真结果表明本文提出的无源混合控制策略是可行的.     

基于观测器的时滞T-S模糊广义切换系统的异步无源控制

引入了一种新的无源不等式到T-S模糊广义切换系统中,进而研究了一类子系统切换与基于观测器的控制器切换存在不同步情况的系统无源性问题.首先,运用分段李雅普诺夫函数和模型依赖平均驻留时间的方法,通过无源性过剩的子系统来弥补无源性不足的子系统,从而确保切换系统的整体无源性;然后,利用线性矩阵不等式的方法得到时滞T-S模糊广义切换系统的全局一致指数稳定和严格指数无源的充分条件,并据此设计出相应的观测器和控制器,最后给出数值算例证明该方法的有效性.     

感应电动机调速系统的二自由度免疫内模控制

针对感应电动机调速系统,将二自由度内模控制和免疫算法结合起来,设计了一种改进型的二自由度免疫内模控制器。该控制器有两个利用免疫算法进行调整的调节参数,它不仅使内模控制器中因固定滤波时间常数(可调参数)引起的鲁棒性和快速性之间的矛盾得到有效缓解,而且可以使感应电动机调速系统独立控制跟随性能和抗扰性能。仿真结果表明,改进型二自由度免疫内模控制器改善了感应电动机调速系统的控制性能。     

自调整模糊控制器在交流变频调速系统中的应用

针对电机参数变化和负载波动等因素对交流电动机矢量控制系统性能的不良影响,设计了一种二维自调整模糊控制器作为交流电动机矢量控制系统的速度调节器,并由SVPWM逆变器作为电动机的供电电源来实现变频调速.仿真实验表明,系统不仅提高了动态和稳态性能,而且具有良好的鲁棒性.     

电动汽车用交流电机矢量控制系统MATLAB仿真分析

本文介绍了一种电动汽车用交流行走电动机矢量控制系统,在MATLAB环境下对交流电机矢量控制系统进行仿真分析,仿真结果表明对交流电机使用矢量控制方法进行控制时具有动态特性好,速度、转矩响应迅速等特点,为实际电机控制器的研制奠定了理论基础。     

感应电机自适应无源性控制方法及 dSPACE 实时仿真研究

利用本质上是非线性反馈控制的无源性控制 (PBC)方法与自适应控制相结合 ,实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪 ,并可有效抑制由定、转子电阻变化引起的跟踪误差 .该方法从能量角度分析电机控制系统 ,确定不必抵消的“无功力” ,设计全局定义的控制律 ,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等的特点 .基于dSPACE的在线仿真结果表明 :系统运行平稳 ,负载转矩时变未知时 ,仍可有效渐近跟踪期望的转子磁链和参考转速 ,具有较优的动静态响应特性     

模糊逻辑控制器在交流调速系统中的应用

本文旨在研究模糊控制器在微机控制变频调速系统中的应用问题。根据模糊控制原理，提出了交流电动机模糊控制算法。阐述了模糊控制交流调速系统的实现方法，仿真实验表明了此控制器的优良性能。     

基于单神经元控制器的交流矢量控制系统

根据感应电机矢量控制原理 ,将单神经元控制器应用于磁场定向的矢量控制系统中 ,并给出了单神经元控制器模型 并将单神经元控制器代替矢量控制系统中的转速调节器 ,进行了易于算法实现和实际控制系统实现的智能交流矢量控制系统设计和仿真研究 ,MAT LAB仿真结果表明 ,该系统具有良好的动态性能     

UPQC并联变流器频域无源控制策略研究

为了提高统一电能质量控制器(UPQC)中并联变流器的频域补偿性能,本文提出在频域中设计一种多频无源控制策略.采用傅里叶变换技术对其交流数学模型进行频谱分解及多频直流建模,在被指定频率的直流模型上实施所提的控制器设计,理论分析表明该控制策略能够实现对并联变流器的指定频率控制,而且除了适用于三相系统外也适用于单相系统,可实现分相控制.该策略改善了传统在基频模型上设计的无源控制策略在跟踪多频指令信号时控制性能下降的现象.实验结果表明所提的控制策略可将谐波补偿率提高到95%.     

永磁同步电机矢量控制的交流伺服系统

本文提出了一种新颖的以脉冲序列为位置给定、采用矢量控制方式的永磁同步电动机交流位置伺服系统。阐述了永磁同步电机的矢量控制原理、准线性化解耦,交流电流控制方式和伺服增益调整方法。文中给出了用高性能十六位单片机8096组成的交流伺服系统构成图,概述了主要硬件单元的功能。     

同步电动机无源性控制方法

利用本质上是非线性反馈控制的无源性控制方法,与非线性状态观测相结合,实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪,并可有效抑制由转子状态的不确定性引起的跟踪误差.该方法从能量角度分析电动机控制系统,确定不必抵消的"无功力",设计全局定义的控制律,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等特点.基于dSPACE的实验结果证明了该控制策略的有效性.     

永磁同步电动机步进控制的电动执行器研究

文章研究了基于交流步进控制理论的永磁同步电动机控制策略及其在电动执行器中的应用,并利用DSP芯片TMS320F240设计了全数字控制器,完成了步进电源触发的执行器驱动器设计,并对本课题开发的执行器系统的结构和性能进行了分析。实验证明,系统具有良好的速度和位置控制性能。     

模糊自适应交流异步电机矢量控制

为提升传统交流异步电机矢量控制系统的控制效果,解决由交流电机特性带来的响应速度慢和稳态抖动等问题,设计了一种模糊自适应矢量控制系统,对传统的矢量控制系统进行改进,设计了按转子磁场定向的四闭环矢量控制系统,并且针对传统矢量控制的稳态波动问题,加入了设计的定值控制器。在MATLAB/Simulink中搭建了仿真系统,为使实验结果更贴合实际,设计了交流异步电机所使用的整流逆变电路。仿真实验结果表明：该控制系统的动态性能更好,响应速度更快,且提升了抵抗负载的能力,具有更强的自适应性和鲁棒性。