结合卡尔曼滤波和离散滑模的振镜位置跟踪研究

为解决外部扰动和噪声对振镜系统位置跟踪的影响,该文提出了一种结合卡尔曼滤波和离散滑模控制的振镜位置跟踪方法.首先,围绕振镜系统驱动电机的离散数学模型,构建卡尔曼滤波器来估计振镜系统真实的运动变化,降低外部扰动和噪声对系统的影响; 其次,结合离散滑模控制对跟踪误差进行修正,使振镜系统位置量和速度量快速稳定,进一步提升系统的抗干扰能力和位置跟踪能力; 最后,针对瞬时和连续性2种类型的外部扰动设计了对比仿真实验和振镜系统平台的验证实验.实验结果表明:在这2种不同类型的外部扰动下,该控制方法都能够使振镜的扫描反射镜快速、准确地跟踪给定期望值,且有效抑制离散滑模控制的抖振问题.     

一种基于FPGA的音圈电机仿真系统

分析了音圈电机的工作原理,建立了音圈电机的数学模型,并对其传递函数进行数字化。在FPGA中,采用浮点数加法器和乘法器设计并实现了音圈电机仿真系统。测试了该仿真系统的冲击和阶跃响应,以及对常用电机驱动信号的响应情况。实验结果表明,该仿真系统误差低、调试方便、性能可靠。     

基于音圈电机的电梯水平振动主动控制仿真

电梯运行中导轨不平引起的水平振动会影响舒适性。为了有效抑制电梯振动,以音圈电机为作动器,使用振动主动控制,建立音圈电机和电梯水平振动的数学模型。布置传感器和作动器的位置,将位移、速度和加速度的比例反馈组合为PID控制器,使用Matlab/Simulink对控制器进行参数整定;并对电梯水平振动主动控制系统进行仿真分析。仿真结果表明在共振频率处的振动位移得到大幅抑制,同时随机振动激励下的振动位移有明显减小。     

音圈电机的数学模型及仿真

从应用角度出发，建立了音圈电机的数学模型，导出了电磁力表达式、定子可动式结构的电压平衡方程和力学平衡方程．在模拟电机负载的静、动态摩擦力的基础上，给出了音圈电机及其控制系统的模拟仿真框图和仿真结果．结果表明，音圈电机的电磁力与电机动子的位移有关，通过合理设计，可以减弱动子位移对电磁力的影响．所提供的系统仿真方法，为合理有效地控制音圈电机奠定了基础．     

基于音圈电机精密定位平台的控制系统设计与仿真

针对一类音圈电机直接驱动的二自由度高速精密定位平台，为了在高速高加速情况下，获得良好的动态特性，对其动力学控制方法进行研究．构建了基于音圈电机的x向定位平台的机电耦合动力学模型，并基于此对平台的控制器进行设计，最终得到一种鲁棒性强、易于实现的控制器．该控制器由内环的电流控制器和外环的位置控制器、前置滤波器、前馈控制器、重复控制器和扰动观测器组成．理论分析和仿真实验证明，该控制器能较好地改善此类平台的动态特性，具有调节时间短、无超调和动态响应准确快速等优点，并能够有效提高系统的抗干扰和高频扳动能力．所得结论对此娄平台控制器的设计且有一定指单意义．     

利用数字图像处理技术实现音圈电机运动检测

为了精确分析音圈电机的运动(特性)规律,运用IMPERX公司生产的高速相机,采用非接触式测量的方法;运用数字图像处理技术,在MATLAB平台上通过追踪特征点的运动轨迹,实现音圈电机运动的精确测量,并分析其运动特性.实验结果表明,音圈电机直线运动特性较好,视频运动分析可行.     

音圈电机推力迟滞特性研究

为实现音圈电机推力的精确控制,基于Preisach模型对音圈电机的推力迟滞特性进行了建模,构建了音圈电机的推力迟滞逆模型,并设计了开环逆补偿器,对有逆补偿器和无逆补偿器的音圈电机进行了推力特性试验.结果表明,有逆补偿器的音圈电机推力迟滞环明显小于无逆补偿器的音圈电机.且有逆补偿器的音圈电机推力最大绝对误差为0.2 N,相对误差基本维持在3%以内.无逆补偿器的音圈电机推力最大绝对误差达到了0.75 N,相对误差变化较大,补偿后推力绝对误差最大降低了73%.      

BoostPFC变换器的离散滑模控制

针对单相AC／DC Boost变换器,提出基于离散滑模变结构电流内环控制与数字PI调节器电压外环控制相结合的综合控制系统。其中离散滑模控制器采用在滑模面设计中对系统施加期望动态响应的方法来得到控制器的主要参数。另外,数字控制可以使开关切换采用固定的开关频率,消除了传统滑模控制因切换频率不固定带来缺陷：仿真实验结果表明,这种控制系统设计兼有滑模控制动态性能、鲁棒性好与PI调节器稳定性好的优点。     

基于离散滑模控制的通信网络拥塞控制(英文)

最近30年来,离散滑模控制(DSMC)被加以研究.在现有离散滑模控制的文献中,不但有完善的理论,并且有应用的实例.计算机通信网络(涵盖有线和无线情形)的发展给控制专家提出了具有挑战性的问题.此类系统的响应很快,因此要求控制器必须能快速反应.同时,此类系统中的数据包和路由采用固有的切换方式.因此,在该网络系统中采用与其固有切换类似的滑动模态控制成为一个有趣的问题.本文应用离散滑模控制方法来解决通信网络的拥塞控制问题.在过去几年中,许多反馈控制方法被用来解决通信网络的许多问题,如流量控制,拥塞控制和功率控制.本文提出了一种新的应用滑动模态控制来实现通信网络拥塞控制的方法.由于计算机通信网络处理的是数字数据且在本质上是离散的,因此其是一类离散时间系统,因而可应用离散滑模控制.在该系统中,比特率保持恒定不变,通过调整缓冲区的长度来控制拥塞.出于模拟与分析的目的,缓冲区的最大长度被设为250bit.本文展示了离散滑模控制能够实现通讯网络不同特性的控制.     

不确定离散系统的变速率滑模控制

针对一类不确定离散系统,提出了一种变速率滑模控制方案.通过使用变速率采样技术,设计了用于同时估计系统状态和干扰的混杂观测器,并据此发展了滑模控制器,确保取得准滑动模态的同时,消除了对不确定项的线性边界条件要求.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

音圈电机驱动光谱仪动镜的数字控制

为改进傅立叶光谱仪的光谱图质量和光谱分辨率,从控制的实时性、灵活性及精度方面考虑,提出采用模糊PID算法控制音圈电机的方案。通过理论分析及实验,可知采用模糊PID数字控制方案,算法主要是简单地查表,满足实时性要求,且动态响应特性基本和期望值一致。首先建立了系统模型,分析了采用PID控制前后的系统特性。由分析可知采用PID校正,系统的动态和稳态性能都有很大提高。然后讨论了模糊-PID控制及其数字实现方法,将PID和模糊PID控制算法在DSP中实现。通过实验测试了控制效果,实验结果表明,采用模糊-PID控制,动镜的速度波动和有效行程明显改善。     

变频调速系统的滑模变结构控制

对异步电动机的变频调速系统提出了一种变结构控制方法，并针对电流源滑差控制结构，设计了一个滑模变结构控制器．通过ＭＣＳ－５１单片机实现结果表明：该控制系统响应速度快，动态性能好，且具有很强的抗干扰性能．该算法简单，实现方便．     

基于模糊分数阶滑模控制的永磁同步电机控制

针对传统一阶滑模控制中存在的抖震和模糊控制系统静差问题,结合滑模控制和模糊控制的优点,引入分数阶微积分理论,提出基于模糊分数阶滑模控制的永磁同步电机速度控制系统,给出模糊分数阶滑模控制器的设计方法,并对该控制器的性能进行了分析.仿真和实验表明,文中提出的模糊分数阶滑模控制系统不但具有较好的控制性能,而且具有对外部负载扰动的鲁棒性.     

永磁无刷直流电动机非奇异终端滑模控制系统设计

为了提高无刷直流电动机控制系统的鲁棒性和控制精度,将非线性滑模控制方法引入控制系统中,设计了全局非奇异终端滑模控制律,并证明了所设计控制律可以控制系统从任意初始状态在有限时间内到达平衡点,在滑模面上,控制系统对外界扰动完全免疫.Matlab仿真结果表明,非奇异终端滑模控制方法比线性滑模和传统PID控制方法具有更好的控制效果.     

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。     

电动舵机离散滑模变结构控制器研究

为了提高弹用电动舵机的鲁棒性,采用了铰链力矩的舵机数学模型,从工程应用角度对模型中传递函数系数进行了适当修正,研究了一种基于离散滑模变结构控制器的弹用电动舵机控制方法,分析了离散滑模设计中的三个参数c,ε,q的影响.经仿真验证,所设计的控制器不仅有较好的动态性能,而且所引起的0.3 V的抖动更利于克服舵机的死区电压.