永磁同步电机系数自整定速度补偿控制方法

为了提高永磁同步电机(PMSM)速度伺服系统的抗转矩扰动性能,提出一种系数自整定的自适应速度补偿控制方法。首先,利用状态空间表示法,设计了PMSM负载转矩的降维状态观测器,实现了负载转矩的实时辨识与估计;然后,将转矩辨识值补偿到PMSM速度控制器的输出端,作为电流控制器的补偿输入,实现了自适应速度补偿,提高了系统的抗扰性。针对因转动惯量变化而影响负载转矩辨识的问题,分析了惯量的时变特性对转矩观测结果的影响规律,并提出一种基于sigmoid函数的补偿系数自整定的控制方法。该方法根据PMSM的电磁转矩和观测器的转矩辨识值,利用自整定sigmoid函数在线实时调节补偿系数,实现了自适应速度补偿的参数自调整。实验结果表明：所提出的补偿系数自整定控制方法的速度恢复时间较快,相比常规固定补偿系数的控制方法,速度调节时间从120 ms减少到100 ms;该方法减小了因惯量偏离真实值而导致转矩辨识出现超调或偏差时,通过前馈补偿对速度控制造成的冲击和振荡,有效提高了PMSM伺服系统的速度控制性能。     

含非线性摩擦的伺服系统连续模型直接辨识

为准确描述伺服系统的动态特性与摩擦非线性,提出了一种非线性连续模型直接辨识方法. 该方法以离散输入输出数据与速度方向的逻辑值作为辨识输入,通过等价变换将未知参数都转移到模型的线性部分中,再运用基于状态变量滤波器的直接辨识法求得未知参数,从而获得伺服系统的非线性连续模型. 通过仿真及在双向转台伺服系统的实验表明,该方法在有噪声的情况下仍能准确辨识出非线性连续模型,能准确描述伺服系统的动态特性.     

永磁同步电机转动惯量的自适应辨识方法研究

针对永磁同步电机伺服系统对转动惯量辨识的高精度、收敛的快速性以及系统对扰动影响的鲁棒性要求,提出一种永磁同步电机转动惯量的自适应辨识方法.采用梯度校正参数辨识算法在线辨识惯量值,并设计卡尔曼滤波器实时观测负载转矩状态,将辨识到的惯量值对卡尔曼滤波器的系数矩阵进行实时更新,观测到的转矩值反馈到转矩电流端形成负载扰动的前馈补偿.仿真和实验结果表明,转动惯量在线辨识结果具有较快的收敛速度和较高的辨识精度,同时系统对惯量和负载转矩的变化有较强的抗扰性.     

并联机构动力学建模及伺服系统参数辨识

研究一种三自由度并联机构动力学建模及伺服系统参数辨识方法．首先导出了外移动副驱动，含平行四边形支链结构的位置、速度及加速度逆解模型，并利用虚功原理建立其刚体动力学逆解模型．在此基础上，提出了辨识该并联机构伺服系统参数的一种方法．该方法采用变频三角波输入，克服了伪随机二位式序列信号幅值变化大、易造成对伺服电机冲击和引起其速度环开环等问题，且通过附加惯性负载，可将包括伺服系统转动惯量在内的所有参数辨识出来，为系统动态性能在全工作空间内取优奠定了基础．     

基于粒子群优化的伺服谐振系统的参数辨识

为了有效获取伺服系统机械传动部分的谐振特性,在分析二质量系统模型的基础上,提出了用于参数辨识的粒子群算法.该方法首先利用二质量系统的运动方程对负载侧的摩擦转矩进行了估算,然后设计了特定信号激励系统,获取电机转矩电流和转速,最后采用粒子群算法对二质量系统中的等效电机转动惯量、等效负载转动惯量、系统谐振频率以及阻尼比进行了辨识.实验结果证明辨识得到的系统参数能够准确描述系统的特性,有助于控制器的精确设计.     

交流伺服系统的转动惯量辨识及调节器参数自整定

为对交流伺服系统的转动惯量进行在线辨识 ,调整了调节器参数以改善系统的动态性能。研究了基于模型参考自适应算法的一惯性系统及二惯性系统机械参数的辨识方法 ,并研究了自适应增益对辨识结果的影响。基于最小峰值响应方法对一惯性系统参数进行自整定 ,采用优化对称法设计了二惯性系统的速度调节器。比较了对一惯性系统和二惯性系统进行参数辨识及自整定的差异及相容性。仿真和实验证实了其有效性。该方法也可以用于永磁同步和异步电机。     

基于粒子群算法的火炮伺服系统摩擦参数辨识

针对火炮交流伺服系统中存在的非线性动态摩擦,为了提高火炮伺服系统的跟踪精度,提出了一种基于粒子群的LuGre摩擦参数两步辨识方法。利用Stribeck曲线辨识了4个静态参数,利用滞滑极限辨识了2个动态参数,完成了摩擦力矩的动态补偿。实验结果表明了该算法的合理性,火炮伺服系统的正弦跟踪最大误差为1.25 mrad,精度完全达到了军标要求。     

伺服系统瞬态优化的模糊自适应深度强化学习方法

为了提高伺服系统瞬态性能,满足工业生产线的高精度加工要求,提出模糊自适应深度强化学习方法,用于永磁同步电机伺服系统的控制性能优化。根据伺服系统瞬态运行的响应快速性和稳定性要求,通过构造奖励函数与Actor-Critic网络,在伺服控制器中引入瞬态响应优化环节,面向实时运算需求设计学习率自适应模糊控制器,构建模糊自适应瞬态性能优化方法;建立伺服系统Simulink仿真模型,根据实际伺服系统拟合仿真模型,通过瞬态性能仿真获得优化参数,并将优化参数应用于西门子840D数控系统。以仿真运算及系统实验对该优化方法进行验证,结果表明,所提出方法使伺服系统调节时间缩短10%以上,显著提高了系统的瞬态响应速度,且未引入明显超调,验证了方法的可行性。提出的方法具有较强的通用性,为伺服系统智能控制优化提出了新的途径。     

火箭炮交流位置伺服系统的鲁棒最优控制

为了实现某火箭炮交流伺服系统的高速、高精度位置控制,针对实际系统中存在的转动惯量和负载力矩变化大、冲击力矩强等各种不确定因素,提出了一种鲁棒最优控制方法。实验结果表明,该控制器鲁棒性强,而且具有较好的动态性能及稳态精度。     

支持向量机在电液伺服系统辨识建模中的应用

提出了电液伺服系统的支持向量机的辨识建模方法。利用电液伺服系统的可测参量,建立了基于支持向量机的电液伺服系统的模型。以电液位置伺服系统为例,进行了仿真实验。仿真结果表明支持向量机模型具有辨识精度高,推广性能好的优点,从而验证了该方法的正确性和有效性。