一种基于Kalman滤波的异步电机转速控制器

为提高异步电机转速环的动态性能,提出一种新型的有速度传感器的转速控制器设计方案。该控制器结构简单,采用简化的Kalman滤波方法,同时观测电机的转速和负载转矩,通过对测量转速的滤波处理以及负载转矩观测值的前馈控制,提高转速环的动态响应。最后,在实验系统上分别设计了基于Kalman滤波的转速控制器和传统的比例积分(PI)转速控制器。实验结果表明,与传统的PI控制器相比,这种新型的转速控制器有效减小了突加负载时的动态速降,而且转速给定突变时实现转速无超调。     

基于滑模变结构控制的异步电机调速系统研究

为提高异步电机调速系统抗干扰能力,改善其动态特性,以异步电机矢量控制系统为基础,针对电流环和转速环分别设计了电流滑模控制器和转速滑模控制器,并利用指数趋近律来削弱抖振,详细阐述了控制器设计步骤。利用MATLAB／SIMULINK对滑模控制系统进行仿真,并与PI控制系统进行对比分析。最后利用dSPACE实时仿真系统对异步电机滑模变结构控制系统进行实验验证。结果表明,所设计的异步电机滑模变结构控制系统动态特性更好,抗干扰能力更强。     

双模糊复合控制策略及其在交流调速系统中的应用研究

双模糊复合控制相当于一类非线性PID调节器,与一般三维模糊PID控制器或模糊PI-PD复合控制器相比,具有控制规则少,动作响应快,不易丢失控制信息等优点.将双模糊复合控制应用于交流调速系统的转速环,可以提高系统的鲁棒性,加快系统的动态响应.     

异步电机全分数阶矢量控制系统的设计与实现

为实现异步电机的高性能控制,提出了一种基于全分数阶PIλDμ控制器的矢量控制系统设计方法。根据分数阶控制器的数学特征,确定矢量控制系统中分数阶电流环控制器和分数阶电压环控制器的形式;根据相位裕量、幅值及增益鲁棒性准则求出分数阶控制器的参数;在数值仿真中,采用Oustaloup递归滤波器来实现分数阶算子的近似和有理化,对比了同样设计标准下整数阶控制器和分数阶控制器在横转速、转速变化和负载突变下的动态性能。对所提控制方法进行了实验验证,结果表明:相较于采用整数阶PID控制器系统,采用电流转速双闭环全分数阶PIλDμ控制器系统的跟随性能和抗扰性能更优,使用分数阶的矢量控制系统能使阶跃响应的超调量和调节时间分别下降24.84%和7.35%,在输入变化的系统中分数阶的动态降落为整数阶的22.5%。研究结果表明,所提分数阶控制器的设计方法可用于异步电机高性能矢量控制系统。     

无刷直流电机转速智能混合控制器设计

提出一种传统PI(比例 积分)结合自适应模糊PID(比例 积分 微分)的智能混合控制器, 以提高无刷直流电机转速跟踪和动态适应能力. 该控制器通过开关函数根据转速误差在稳态的PI控制器和瞬态的自适应模糊PID控制器之间灵活切换. 自适应模糊PID包含两级模糊逻辑控制器: 一级模糊逻辑控制器自适应调节PID增益; 二级逻辑模糊控制器对一级模糊逻辑控制器的缩放因子自动调节. 在MATLAB/Simulink环境下进行仿真测试, 测试结果表明, 相比于传统PID和模糊PID控制器, 智能混合控制器在各种条件下的转速响应、 稳态误差和超/欠调量等均有较大改善, 表明其具有更好的鲁棒性、 抗干扰性和动态适应能力.     

永磁超环面电机模糊终端滑模的直接转矩控制

根据永磁超环面电机的结构特性和运行原理,推导了其结构参数和运动参数对电磁参数影响的表达式,建立了永磁超环面电机的数学模型并应用状态空间法进行了动态特性分析。针对该电机电磁转矩和输出转速的周期性波动,在转速环中通过模糊控制规则得到其结构参数与运动参数的增量以调节终端滑模控制器参数。为了提高永磁超环面电机的响应速度,应用直接转矩控制在转矩环和磁链环中设计了supertwisting滑模控制器,并结合空间矢量调制对永磁超环面电机进行控制。仿真实验表明:此控制策略有效地提高了永磁超环面电机的响应速度,减小了输出转速和电磁转矩的波动,得到了良好的控制效果。     

机载变转速泵源建模及鲁棒控制器设计

针对当前恒压变量泵源效率较低的问题,采用由永磁同步电机和定量泵组成变转速泵源,在分析飞机液压泵源动态需求基础上,确定泵源系统部件参数并建立了数学模型;通过对比三环﹑双环和单环3种不同控制结构的优缺点,选择压力环和电流环的双环控制结构;考虑变转速泵源是参数时变性的不确定系统,基于参数不确定范围和性能指标要求设计了定量反馈理论（QFT）控制器. 仿真结果表明,压力QFT和电流PI相结合的泵源控制器能有效提高压力控制能力,并具有良好的动态性和鲁棒性.      

基于滑模变结构的永磁同步电机直接转矩控制

传统的永磁同步电机直接转矩控制存在较大的磁链和转矩脉动,为解决这一问题,提出一种基于滑模变结构控制方法,用一个一阶滑膜控制器进行转速环调节,用两个基于超螺旋算法的二阶滑膜控制器代替传统直接接转矩控制中的两个滞环比较器,再用电压空间矢量调制的方法,实现对永磁同步电机的直接转矩控制。仿真结果表明,与传统直接转矩控制相比,使用此法提高了系统的鲁棒性和动态响应速度,减小了超调量。     

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。     

基于抗负载扰动的永磁同步电机双滑模控制

为提高永磁同步电机矢量控制系统的抗负载扰动能力,提出一种基于滑模转速控制器和滑模负载转矩观测器的永磁同步电机双滑模控制策略.该控制策略通过在滑模转速控制器的滑模面中加入转速误差的积分项,使系统的静态误差变小,并且通过设计一种改进的指数趋近律,使系统状态变量的收敛速度得以提高.以负载转矩和电机转速为观测对象设计滑模负载转矩观测器,将负载转矩观测值前馈补偿到滑模转速控制器中,使滑模转速控制器不连续项的最小幅值有效减小,从而有效抑制了滑模抖振现象,提高了控制系统的动态鲁棒性能和抗负载扰动能力.仿真结果验证了该控制策略的有效性和优越性.     

无刷直流电机的变论域模糊自适应PID控制系统设计

为了改善无刷直流电机的调速性能,针对普通模糊PID速度控制器的缺陷,研究了基于变论域思想的自适应模糊PID控制器及其在BLDCM控制系统中的应用.在Matlab仿真平台下,建立了BLDCM的模型,构建了BLDCM的电流、转速双闭环控制系统,其中转速环采用了变论域自适应模糊PID控制器,电流环采用普通PID控制器.仿真结果表明,与常规PID控制器和普通模糊PID相比,采用变论域自适应模糊PID控制器的优势在于:转速输出无超调、响应速度快、控制精度高,具有较强的鲁棒性和自适应能力.     

线性ADRC在永磁同步电机DTC系统的应用研究

永磁同步电机直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动较大问题,为此将采用线性自抗扰技术中的扩张状态观测器对定子磁链和转速进行估计,提高观测精度并实现控制系统的稳定运行.将线性自抗扰控制器(LADRC,Linear Active Disturbance Rejection Controller)取代PI调节器用于速度环调节,以提高系统的抗干扰性.将基于超螺旋算法的滑模控制器(STSM,Super-twisting Sliding Mode)代替传统的开关表和滞环比较器,使功率器件开关频率恒定,减少系统的磁链和转矩的脉动.仿真结果表明,设计的调速系统与传统的直接转矩控制系统相比,具有更优的动态性能、稳态精度和抗干扰能力.     

细菌觅食算法在铁路制冷机控制系统中的应用

针对铁路制冷机用永磁同步电动机矢量控制系统调速精度低、动态响应速度慢以及控制器参数选取繁琐的问题,利用细菌觅食算法实现传统的转速环控制器和电流环控制器的优化。将细菌觅食算法与引力搜索机制相结合形成GS-BF(Gravitational Search-Bacterial Foraging)算法,从而增强细菌个体游动操作的目标性,加快游动效率,使细菌觅食算法具有更好的全局最优解搜索能力且有效加快算法的收敛速度。利用Matlab验证GS-BF算法的优越性,仿真结果表明优化后的PID(Proportional Integral Derivative)控制器具有更小的超调、更快的响应速度;矢量控制系统的静态误差和动态响应速度均得到有效改善。该方法具有使用的普遍性,也适用于其他电动机的调速系统。     

改进无差拍的永磁同步电机自抗扰控制策略

传统永磁同步电机（PMSM）矢量控制系统受到外界干扰时,容易引起转速、电流剧烈波动。基于这些问题,提出了基于改进无差拍电流预测控制（DPCC）的永磁同步电机自抗扰控制（ADRC）策略。首先,设计自抗扰控制器用于转速环,代替传统的PI控制器,自抗扰会根据扰动强弱自我调节;其次,将改进的无差拍电流预测控制用于电流环,提高了整个系统的控制精度;最后,在Matlab/simulink进行仿真,将速度环ADRC+电流环改进的DPCC,分别与传统PMSM矢量控制系统及速度环PI+电流环改进的DPCC进行对比,结果表明：与传统PMSM矢量控制系统及速度环PI+电流环改进的DPCC控制系统相比,速度环ADRC+电流环改进的DPCC控制系统的超调量更小,抗干扰能力更强。     

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.     

电流滞环跟踪的双闭环调速系统仿真设计

为提高抗干扰能力和改善动态性能, 设计了双闭环调速系统。 采用由电流滞环和转速外环构成的感应电 动机双闭环控制, 以进一步提高动态特性。 当 1. 5 s 时, 负载由 15 N·m 变为 30 N·m, 转速仍维持恒定的 1 400 r/ min, 同时加强磁链控制, 构建了基于动态模型的异步电动机的多重闭环控制的调速系统。 实验结果表 明, 该系统动态性能更好, 磁链轨迹更接近于圆。     

基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法

提出一种基于新型谐振控制器的辅助逆变器控制器设计方法.系统阐述了电流环和电压环的建模及设计方法.电流环有效抑制了数字延时的影响,提高了系统动态响应.基于新型谐振控制器的电压环,有效减小了基波和谐波处的逆变器内阻,达到了抑制不平衡负载和非线性负载的目的.最后搭建了基于S-Function的虚拟DSP系统仿真模型,并通过实验验证了这种控制方法的优越性.     

无解耦器的定子磁场定向矢量控制系统

为克服感应电机按定子磁场定向矢量控制解耦器带来的不便,提出一种不需解耦器的定子磁场定向控制方法.采用扩张状态观测器对磁链与转矩电流间耦合进行观测和补偿,结合自抗扰控制器进行磁链环的控制,同时将自抗扰控制器引入转速环,并进行了数字仿真和实物实验.结果表明,采用该方案取消了解耦器,简化了系统结构,降低了系统设计难度,并实现了定子圆形磁链的控制.不同转速下系统都具有快速动态响应和高稳态精度.     

环缝磨的控制系统设计

为了使环缝磨稳定运行在最佳工作状态，提高运行的稳定性和经济性，以环缝磨机的出力数学模型为依据，提出将具有自学习功能的动态自寻最优控制与常规控制相结合的控制策略，设计了应用可编程序控制器与工业微机相结合的控制系统。     

CACA优化的滑模观测器在IPMSM调速中的应用

针对传统滑模观测器抖振现象严重且控制速度慢等问题,利用蚁群算法优化滑模观测控制器.为提高蚁群算法的搜索速度以及全局最优解的寻优能力,将混沌思想与蚁群算法相结合并对其进行优化,同时对改进的混沌蚁群算法优化滑模观测器的增益进行优化,以提高基于滑模观测器控制的内埋式永磁同步电动机转速控制系统的动态响应特性和转速估计精度.最后...