永磁同步电动机新型模糊PI控制器的设计

为提高永磁同步电动机控制系统的抗扰性能,设计了一种新型的模糊PI控制器.该控制器包括模糊控制器和PI控制器,采用模糊开关选择器根据系统的状态实现不同控制器之间的切换,实现简单.将该新型控制器用于永磁同步电机控制系统中,仿真结果表明:与传统PI控制永磁同步电机伺服系统相比,永磁同步电机模糊PI控制系统鲁棒性强、响应快、对被控对象参数变化具有较好的适应能力.     

支持向量机预测可变参数的永磁同步电机快速终端滑模控制

针对永磁同步电机传统滑模控制的调速性能受到电机系统状态变量变化的影响,提出了一种采用支持向量机智能预测永磁同步电机可变参数非奇异快速终端滑模控制策略。首先设计了一种快速收敛的新型可变参数非奇异快速终端滑模面,该滑模面实现了全局快速收敛且消除了奇异现象并且滑模参数随系统状态改变,实现了不同系统状态下,永磁同步电机可以始终保持优异的调速性能;然后,引入支持向量机智能算法对滑模面状态变量参数建模,实现滑模面状态变量参数根据电机系统状态在线调整;最后,采用角速度与q轴定子参考电流二阶模型来设计永磁同步电机可变参数非奇异快速终端滑模速度控制器以减小模型误差。数值仿真结果表明:采用支持向量机建立的滑模面状态变量参数预测模型能够根据电机系统参数变化预测得到滑模面状态变量参数最优值;所提出的可变参数非奇异快速终端滑模控制策略与非奇异快速终端滑模控制策略相比,控制性能不受电机参数变化的影响,具有收敛速度快、鲁棒性好、转速超调小、控制精度高等优点。     

基于最小二乘支持向量机的非线性通用模型自适应控制

将模型参考自适应控制方法应用到基于最小二乘支持向量机的通用模型控制策略中,将非线性过程模型应用逆系统的方法可以在控制算法中直接嵌入过程模型,从而克服了通用模型控制器要求过程一阶微分模型应该有显式解的局限性,保证了通用模型控制策略的可实现性.另一方面,加入模型参考自适应环节,提高了该控制器的实时性和鲁棒性,其参数具有明显的物理意义,参数整定方便.仿真实验结果验证了该控制策略的有效性和更好的鲁棒性.     

基于支持向量机α阶逆系统方法的无刷直流电机调速系统控制

针对无刷直流电机参数摄动与换相过程的非线性特点,在分析无刷直流电机换相区和传导区数学模型的基础上,提出了一种基于支持向量机α阶逆系统的控制策略.将通过支持向量机回归方法辨识出的逆系统串接在原系统之前构成伪线性复合系统,实现整体系统的近似线性化,简化了外环控制器的设计难度.支持向量机方法在小样本集上逼近效果好,同时能够避免训练中的过学习,因此该方法拓宽了逆系统理论在实际中的应用.仿真与实验表明,该方法不依赖于系统模型,在减小转速超调的同时保证了响应速度,弱化了电机参数摄动与换相扰动对系统造成的影响,使整个系统具有较强的鲁棒性.     

基于LS-SVM广义逆的三相四桥臂有源滤波器的内模控制

考虑到有源滤波器数学模型的多变量、强耦合、非线性的特点,提出了基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)广义逆系统的三相四桥臂有源滤波器的内模控制策略.利用LS-SVM运算速度快的特点,动态逼近原系统的广义逆模型,同时引入内模控制和解耦控制,构成了广义伪线性复合系统,将控制转化为最优滤波问题.仿真结果表明,该方法稳态精度高,动态响应速度快.     

基于MRAS无位置传感器的永磁同步电机矢量控制研究

针对内置式永磁同步电机空间矢量脉宽调制系统在高速域控制效果较差的问题,提出一种改进型模型参考自适应的无位置传感器控制策略.该策略通过构建可以识别转子转速和转子位置的无位置传感器模型,设计合适的自适应律估算转子转速,从而得到参考模型与可调模型办理出信号的误差,以实现对永磁同步电机更优良的控制.仿真结果表明:在中高速转速下...     

无轴承异步电机最小二乘支持向量机逆解耦控制

为了实现无轴承异步电机径向悬浮力、转速和磁链的非线性动态解耦控制,提出了基于最小二乘支持向量机逆的解耦控制策略,在分析无轴承异步电机原系统可逆的基础上,首先采用最小二乘支持向量机逼近原系统逆模型,然后将逆模型串接于原系统之前构成伪线性复合系统,将无轴承异步电机线性化解耦成径向二自由度位移子系统、转速子系统以及磁链子系统,最后为了进一步提高整个控制系统性能,为伪线性复合系统设计了闭环控制器,并采用Matlab对控制方法解耦性能进行了仿真.仿真结果表明:该方法能够成功实现无轴承异步电机系统的非线性解耦控制,并且系统具有优良的鲁棒性和动、静态性能,克服了传统解析逆解耦控制方法过分依赖于系统模型的缺点.     

不确定时滞系统的自适应支持向量机Smith预估控制

针对不确定时滞系统提出了一种自适应支持向量机Smith预估控制新方法．首先采用支持向量机对被控对象进行建模,然后设计了一个自适应支持向量机Smith智能预估器,解决了传统Smith预估控制需要预先知道被控对象精确数学模型的问题,克服了基于神经网络的Smith预估控制的不足．仿真实验结果表明,自适应支持向量机Smith预估控制方法充分利用了支持向量机的非线性映射能力,在被控对象数学模型未知的情况下对不确定时滞对象进行控制,具有良好的控制品质,特别是当对象特性发生变化时,还具有良好的适应性。     

基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机解耦控制研究

应用多变量非线性控制逆系统理论，对无轴承永磁同步电机的多变量、非线性、强耦合的控制对象进行了动态解耦控制研究；介绍了逆系统理论，阐述了无轴承永磁同步电机径向力的产生机理，建立了转矩力和径向悬浮力状态方程，分析了基于逆系统理论解耦控制的可行性，推导出基于逆系统理论的无轴承永磁同步电机转矩力与径向力之间的动态解耦控制算法。仿真结果表明，这种控制策略能够实现转矩力与径向力之间的动态解耦，并且系统具有良好的动、静态性能。     

基于预测自适应的永磁同步电机无传感器控制

针对传统永磁同步电机无传感器控制动态性能差和转速信号观测精度低的问题,设计了新型永磁同步电机无传感器控制方法.文章采用在线梯度下降法设计二阶线性扩张状态观测器,该二阶线性扩张状态观测器能够在永磁同步电机负载扰动或转速突变情况下准确快速对电机转速实时估计;同时将预测自适应滑模控制系统应用于转速环节,通过预测自适应估计永磁同步电机扰动变化量进行实时电流补偿.仿真结果表明:二阶线性扩张状态观测器能够对转速准确快速实时估计,且抗干扰能力强;预测自适应滑模控制策略有效缩短电机速度响应时间,显著削弱电机转速、电磁转矩的抖振,表现出良好的动态性和鲁棒性.     

基于逆控制的永磁同步电机速度伺服系统

针对永磁同步电机系统解耦性能,提出一种逆控制的新型控制策略,应用逆系统方法对永磁同步电机进行解耦控制研究.通过对永磁同步电机的数学模型可逆性分析,将永磁同步电机系统解耦成二阶线性转速与一阶线性定子电流两个低阶的线性子系统.仿真结果表明,控制方案具有优良的动态和静态性能,且对负载变化具有较强鲁棒性.     

基于最小二乘支持向量机的自适应逆控制

主要针对基于最小二乘支持向量机的自适应逆控制方法进行了研究.初始过程的逆模型,建立了基于最小二乘支持向量机,并通过剪枝算法将支持向量的数量减少.在这种自适应逆控制机制中,逆模型通过递归最小二乘算法更新,控制器依据ε-滤波进行在线调整.仿真结果表明,该辨识方法具有良好的逼近能力,且自适应逆控制系统具有良好的鲁棒性.     

基于支持向量机和Wiener模型的内模控制方法研究

针对工业过程的被控对象许多是非线性的问题,采用由一个线性模型和一个静态非线性模型组成的Wiener模型来代表过程对象的模型。对于Wiener模型中的非线性部分,提出利用支持向量机求取α阶逆模型,从而将非线性模型转化为线性模型,进而设计内模控制器。直流电机的控制和pH中和反应过程控制的仿真实例表明,本文所提方法建立的逆模型精度高、控制跟踪性好,并对扰动体现出较强的鲁棒性和较好的控制精度,是解决Wiener模型控制的一种可行的方法。     

基于虚拟参考迭代整定方法的永磁同步电机优化重复控制

针对永磁同步电机控制系统,运用虚拟参考迭代整定方法,在被控对象模型和周期信号特征未知的情况下,通过一次闭环响应实验数据直接优化整定控制器参数,通过仿真结果表明,该方法提高了系统的快速性。     

基于超扭曲非奇异滑模的多电机协调控制

针对多电机控制系统存在响应性和同步性差的问题,以四轮独立驱动公铁两用车转向系统为被控对象,提出一种多永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)协同控制策略。该控制策略采用偏差耦合的电同步控制方式,对多电机转角误差进行补偿,并提出一种新型非奇异快速终端滑模函数,同时结合超扭曲算法,设计超扭曲非奇异滑模控制器,实现多台永磁同步电机协同控制。基于MATLAB/Simulink平台搭建系统的仿真模型,并基于自主研发的纯电动公铁两用车进行实车试验。试验结果表明,该超扭曲非奇异快速终端滑模控制器可有效减小转向系统控制过程中所产生的跟踪误差、同步误差及系统抖振,缩短系统的响应时间,提高系统的控制精度,达到较为理想的控制效果。     

基于逆系统方法的非线性系统故障调节

针对一类多输入多输出非线性可逆系统,提出一种基于逆系统原理的故障调节方法.该方法通过设计被控对象的自适应观测器来估计执行器故障,并根据故障估计值,基于逆系统方法产生附加控制律对逆系统进行调节补偿,使得被控对象和经调节后逆系统的串联仍能保持为无故障时的伪线性系统模型,从而在无需改变系统正常控制器参数的情形下,方便地实现对执行器故障的良好性能容错目标.     

应用模糊逆关系设计自适应模糊控制系统

本分析了常规的模糊辨识模型来设计模糊控制器的不足，提出一种应用参考模糊集概念辨识被控对象模糊逆关系模型的方法，通过模糊逆关系模型，可把对象的模糊辨识与自适应模糊控制器的设计统一起来，仿真研究表明，该设计方法是有效的。     

基于多核对称最小二乘支持向量机的永磁同步电机混沌建模

针对永磁同步电机在一定情况下呈现混沌特性且混沌模型难以精确获得的情况,提出了一种基于多核对称最小二乘支持向量机的回归建模方法.在最小二乘支持向量机模型中增加对称性的约束条件,构成对称最小二乘支持向量机.将多核学习的方法与对称最小二乘支持向量机相结合,构造由多个基本核函数线性组合而成的新的等价核,用于建立永磁同步电机的混沌回归模型.仿真结果表明,与一般最小二乘支持向量机相比,该方法能够降低单个核函数的选择对建模精度的影响,提高混沌建模精度.     

基于LADRC的车用三轴增稳云台姿态控制方法研究

车载增稳视觉云台是自动驾驶车辆的重要组成部分,可实现稳定的路况图像识别。以三轴云台永磁伺服电机为研究对象,提出一种基于线性自抗扰算法的姿态稳定控制策略。基于永磁同步电机矢量控制和空间坐标姿态解算方法,建立三轴增稳云台结构模型和永磁同步电机数学模型,并获取云台空间角度信息。在云台电机姿态控制中引入线性自抗扰控制器,实现对车辆震动干扰的在线辨识与自稳调节。仿真试验结果表明,云台系统中加入线性自抗扰控制方法可有效提高系统的响应速度并减少调节时间,较之常规的PI控制具有更强的抗干扰性,因此该方法对车用三轴增稳云台姿态控制具有一定参考价值。     

PMSM混沌系统的自适应反步控制

基于永磁同步电机的混沌模型,当系统中含有不确定性参数时,设计一种自适应反步控制器,使系统从混沌状态中恢复过来,渐进跟踪期望速度并保持稳定。首先,对给定的期望转速和期望直轴电流,构造误差系统,用反步法设计子系统的控制器,在每个子系统中构造Lyapunov函数和虚拟控制量,获得使系统渐进稳定的期望的交轴电流的期望值。然后,当永磁同步电机混沌系统中的2个未知参数负载转矩和永磁磁通变化时,根据Lyapunov稳定性原理,用反步法设计出负载转矩和永磁磁通的自适应控制器,实现永磁同步电机混沌系统对速度的跟踪以及参数的一致收敛。数值仿真结果表明:所设计的自适应控制器是有效的,能使受控系统从混沌状态变成可控状态,并快速的跟踪期望速度,同时未知参数的估计值收敛达到了实际值。