交流伺服系统永磁同步电机电流及位置二级状态观测器设计

为了提高交流伺服控制系统的反馈精度,并消除反馈信号的滞后问题,针对永磁同步电机电压控制模型及其运动学控制模型进行深入分析,并在此基础上对控制系统反馈环节的工作时序进行分析,得到了电流及位置反馈环节的滞后周期数,提出电流及位置一级状态观测器。通过当前控制周期反馈位置及电流值,对下一个控制周期的电流及反馈位置值进行精确估计,并将一级状态观测器的观测输出值作为二级状态观测器的输入,进一步抑制电流及位置反馈信号的高频振荡及时滞。结果表明:二级电流及位置状态观测器对反馈信号的高频噪声起到明显的抑制作用,并对反馈值进行了准确的预计观测;二级位置观测误差小于0.005rad,并消除了反馈中夹杂的高频噪声。将该方法应用于交流伺服控制系统中,进行高速高响应定位控制,响应频率达到200Hz,加速度达到62 831rad/s2,此时系统相电流稳定,定位精度达到1.5°,从而实现了电流及位置的精确观测。     

气动位置控制系统的状态反馈调节

讨论了气动位置控制系统中状态反馈调节的不同结构、特点、优化设计和参数灵敏性等,提出了理想极点区概念,并对状态反馈调节、PID-调节、自适应控制等不同控制方法进行了初步比较.     

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...     

基于改进型指数趋近率的PMSM滑模控制

基于永磁同步电机的动态数学模型设计调速系统,采用以转子磁场定向id=0控制和SVPWM调制相结合的矢量控制,速度调节器采用改进型指数趋近率滑模控制方法。为了减少负载扰动的影响,提出一种负载转矩观测器,并对控制量进行补偿。Matlab仿真结果表明,与一般指数趋近率滑模控制相比,改进型指数趋近率滑模控制器能有效提高系统的静态、动态特性和鲁棒性,同时转矩观测器可以准确辨识转矩值,实时对扰动进行补偿。     

电液位置伺服系统伪微分反馈级联控制

分析阀控马达位置伺服系统被控对象的数字模型，对电液位置伺服采用伪微分反馈级联控制方法，对控制系统分层推导控制参数计算公式，并对该控制方法进行实验验证。     

无位置传感器的永磁同步电机直接转矩控制系统

介绍了永磁同步电机直接转矩控制原理,在旋转坐标系下推导出转矩的几种表达形式,以此为基础分别对隐极式电机和凸极式同步电机提出了基于定子磁链和转矩的功率角位置估算算法.该估算法先计算电磁转矩、定子磁链及其位置,根据定子磁链和电磁转矩估算功率角,再根据功率角和定子磁链位置得到转子位置.仿真表明,本文提出的功率角估计算法简单有效,能比较精确地逼近电机实际位置,系统有良好的动静态性能.     

基于改进锁相环的电动汽车用P MSM转子位置辨识方法

为提高电动汽车用永磁同步电机无位置传感器转子位置辨识性能,改进设计基于滑模观测器的转子位置辨识方法,将低通滤波器输出量引入滑模观测器,用于观测电机反电动势,缓解低通滤波器造成的信号相位滞后问题。在转子位置辨识环节中,改进的锁相环较传统锁相环具有更强的鲁棒性,且能够实现无转动方向差别的转子位置辨识功能。MATLAB/Simulink仿真结果显示,基于改进锁相环的PMSM转子位置辨识方法具有良好的辨识精度、动态响应性和正反向运行适应能力,该方法易于实现,鲁棒性强,简化转子位置辨识系统的设计。     

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     

基于状态观测器的异步电机定子磁链观测和速度辨识

提出一种基于全阶观测器的感应电机磁链估计方法,系统地给出了这种观测器的设计过程。仿真研究表明,该方案对电机参数变化的鲁棒性较好,磁链观测精度高。根据李雅普诺夫稳定性原理推导出基于自适应状态观测器的直接转矩控制系统速度辨识算法,其收敛速度快、精度高。基于状态观测器方案在准确观测电机磁链的同时,可实现高性能的无速度传感器运行。     

基于状态观测器的异步电子磁链观测和速度辨识

提出一种基于全阶观测器的感应电机磁链估计方法,系统地给出了这种观测器的设计过程.仿真研究表明,该方案对电机参数变化的鲁棒性较好,磁链观测精度高.根据李雅普诺夫稳定性原理推导出基于自适应状态观测器的直接转矩控制系统速度辨识算法,其收敛速度快、精度高.基于状态观测器方案在准确观测电机磁链的同时,可实现高性能的无速度传感器运行.     

中立型线性系统基于观测状态的反馈控制器设计

研究了中立型时滞系统输出反馈控制器的设计问题,提出了观测器与控制器的分步设计方案.通过解三个线性矩阵不等式,即可求得满足设计要求的与滞后量大小无关的输出反馈控制器.最后给出一个仿真实例说明了结论的有效性.     

基于扩张状态观测器的永磁同步电机自适应滑模调速控制

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统存在参数不确定性及负载扰动问题,提出了一种基于扩张状态观测器的自适应滑模控制方法.在系统模型存在参数不确定性及负载扰动情况下,通过扩张状态观测器对系统的总和扰动进行实时观测,并在控制过程中加以前馈补偿以降低系统总和扰动对控制精度的影响,提高系统的动态性能.由于系统观测误差上界无法精确获得,自适应滑模控制器中的切换控制增益采用参数自适应律来调节,可有效改善系统的抖振现象,保证系统输出高精度跟踪期望信号.仿真结果表明,与传统的比例-积分(proportional-integral,PI)控制方法相比较,提出的基于扩张状态观测器的自适应滑模控制方法具有转速超调量小,响应速度快,对系统的参数不确定性及负载扰动具有很强的抑制力,且能够有效减弱滑模控制的抖振问题和提高系统的鲁棒性能.     

模糊时滞系统的状态反馈控制器设计与稳定性分析

在保证闭环系统稳定的基础上,为进一步改进系统的动态性能,将模糊T-S模型方法应用到非线性连续时滞系统的控制器设计中,提出了一种带调节因子的状态反馈控制器的设计方法.首先给出变时滞非线性系统的模糊T-S模型,然后设计出基于观测器的状态反馈控制器,并利用Lyapunov-Razum ikhin稳定性理论给出模糊闭环系统一致渐近稳定的充分条件,最后通过求解一系列线性矩阵不等式得到状态反馈增益矩阵和观测增益矩阵.通过对卡车倒车控制的实验仿真,表明当调节因子选取适当时,闭环系统的超调量和震荡次数都有明显减少,选取不当时,超调量和震荡次数都有所增加.因此,通过改变调节因子的值,可以对闭环系统的动态性能进行适当调节.此外,通过引入特殊矩阵,使得判据中含有较少的约束不等式,从而减弱了结论的保守性.     

新型力反馈双向伺服系统干扰观测器PID控制算法的研究

针对目前力反馈双向伺服遥操作工程机器人控制系统所存在的反馈力冲击过大及主从位移控制的随动性较差等问题，提出了在新型力反馈伺服系统中加入干扰观测器来改善从动机构的动态特性差异，从而提高从动机构的鲁棒稳定性和抗干扰能力。仿真结果表明提出的方法是有效的。     

新型力反馈双向伺服系统干扰观测器PID控制算法的研究

针对目前力反馈双向伺服遥操作工程机器人控制系统所存在的反馈力冲击过大及主从位移控制的随动性 较差等问题,提出了在新型力反馈伺服系统中加入干扰观测器来改善从动机构的动态特性差异,从而提高从动机 构的鲁棒稳定性和抗干扰能力。仿真结果表明提出的方法是有效的。     

一类线性切换系统基于观测器的输出反馈镇定

对一类线性切换系统 ,首先设计了其状态观测器的形式 ,给出线性切换系统渐近镇定的一组LMI形式的充分条件 .基于所设计的观测器 ,用各子观测器的值构造各子控制器和切换策略 ,达到使整个闭环系统渐近稳定的目的 .对切换时间周期受限制情况 ,给出其相应的指数镇定控制策略 .最后给出一个仿真实例以说明本文设计方法的正确性 .     

非线性不确定大系统基于观测器的分散变结构控制

基于状态观测器,讨论了一类非线性不确定相似组合大系统的一种分散输出反馈镇定问题,不确定项存在于系统内部和各子系统的关联项中,它们可以是非线性的和时变的,且满足通常的匹配条件.所设计控制器能保证闭环系统的全局渐近稳定.     

基于状态观测器的不确定组合大系统的分散变结构控制

基于状态观测器，给出了具有参数摄动、关联影响和外界干扰等不确定因素影响的线性组合大系统的一种分散变结构控制器的设计方法，该控制器设计简单并能保证闭环大系统的全局渐近稳定．     

基于反馈线性化的车用无刷直流电机转矩随动控制

基于输入输出反馈线性化提出了一种无刷直流电机电周期内12个工作区间（包括续流期）的转矩脉动控制方案。在电机系统内动态性能的分析基础上,证明了控制算法的稳定性。基于Matlab/Simulink对车用电机驱动系统进行建模及仿真验证。结果表明,中低速时转矩跟随迅速且转矩脉动不超过0.1%;高速时转矩跟随迅速但转矩脉动无法有效抑制。高速时表现不佳的根本原因是车载电源电压有限,控制器输出饱和。所提出的反馈线性化控制方案在车辆低中速时具有良好的转矩随动及转矩脉动抑制效果。     

基于多处理器的交流伺服控制器实验研究

设计一种基于DSP+FPGA多处理器的交流伺服控制器,FPGA完成I/O口扩展、键盘的扫描、霍尔信号检测和保护信号的处理等功能,DSP完成算法的实现、PWM信号的输出和模拟信号的检测等功能。同时设计一种新型负载实验测试平台,采用磁粉制动器模拟不同大小的负载,通过改变其输入的激磁电流大小产生不同大小的制动力矩。在负载实验平台上进行实验,结果表明设计的伺服控制器能适用于各种转速下的电机和在各种负载下运行,有效地提高了系统的速度响应能力和抗负载扰动的能力。