伺服驱动系统高增益速度环的振动抑制方法

为解决速度控制器增益过大和负载扰动等因素引起伺服系统振动,导致系统不稳定的问题,提出伺服驱动系统高增益速度环的振动抑制方法.首先,采用速度振动信号反馈补偿的方法,设计滤波器提取振动速度信号作为速度反馈补偿;然后,采用内模控制(IMC)观测器进行负载扰动补偿,将观测出的扰动转换成对应的电流量,对电流环指令信号进行前馈补偿.仿真结果表明:与比例积分(PI)控制和传统的观测器补偿法相比,文中方法能有效地提高系统的响应和抗扰动性.     

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.     

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。     

离散负载扰动观测器在高速线材连轧机中的应用

为了抑制高速线材连轧机直流调速系统未知外扰负载力矩）对系统造成的不利影响,设计了离散负载扰动观测器及带前馈扰动补偿的直流调速系统,并将重构的负载扰动应用于微张力控制,现场实验表明,所设计的系统有效地改善了调速系统的动,静态性能,改善了微张力控制效果,提高了线材质量。     

基于负载电流前馈补偿的网侧变流器控制

保证母线电压恒定是风电系统稳定传输能量的关键,当电网受到扰动时,快速控制变流器响应,保持功率平衡,以使并网系统保持稳态运行.根据功率平衡原理,结合前馈和反馈的优点,利用小信号分析法,提出一种负载电流的前馈控制策略.引入负载电流前馈项,抵消来自系统故障下的扰动,缓和了风电系统能量失衡,保证了直流电压稳定.系统仿真波形显示,该策略不仅缓和了直流侧电压暂态波动,还能发出无功功率帮助系统恢复稳态运行.     

基于光伏系统负载变化的一种模糊MPPT方法

在负载快速变化时,为了保证光伏(photovoltaic,简称PV)系统获得较好的最大功率跟踪(maximum power point tracking,简称MPPT)速度,提出了一种基于负载变化的MPPT控制方法.该方法中,将负载的变化量作为了模糊控制器的输入信号,以提高寻优步长对负载变化的自适应能力.最后仿真实验表明:在负载快速变化的情况下,该模糊控制方法具有比传统扰动观察法更好的MPPT暂态性能.     

冷带轧机轧制负载扰动的辨识及速度控制

为了抑制高速冷轧机直流调速系统未知轧制外扰(负载力矩)对冷轧机速度控制系统造成的不利影响,对其轧制负载扰动进行了辨识.并根据所辨识的负载扰动值设计了带有前馈扰动补偿控制的速度控制系统,仿真结果表明所设计的速度控制系统有效地改善了系统的动、静态性能.     

多通道并联无线岸电系统扰动抑制技术研究

输入输出均并联型多通道无线岸电系统可通过模块化叠加实现舰船岸电大功率传输，解决单通道功率受限问题. 但在模块生产、安装及运行过程中难免产生参数差异和扰动，进而将引起岸电输出电压不稳定，影响无线岸电系统可靠运行. 为此，首先给出多通道并联无线岸电系统电路拓扑，建立了以逆变器移相角为输入、目标负载功率为输出的多通道并联无线岸电系统模型，采用能量?相角的方法降低系统阶数，建立系统小信号模型，基于Trapezoidal阶梯双线性逼近法设计了系统控制器，分别研究通道耦合器参数差异、系统直流输入电压扰动、负载扰动三种工况，通过Matlab仿真和实验验证了参数差异及参数扰动下控制器效果，结果表明控制器在三种扰动工况下均有较好的控制效果，保证了多通道岸电系统的稳定运行，该技术对大功率无线岸电系统的设计与应用提供了技术支撑.      

按照负载扰动下系统的性能指标来综合调节器的参数

本文认为调速系统的主要动态品质是在负载扰动下系统动态速度降与速度恢复时间,而不是起制动时的超调量与过渡时间。因此对于调速系统来说,应该根据负载扰动下的性能指标来综合调节器的参数。文中通过对阶跃负载扰动下 I(t)与 n(t)之间关系的探讨,并借助于质量图找出了 n(t)与系统开环对数幅频特性之间的关系。给出了曲线图表。利用它们可以直接按照负载扰动下系统的最大动态速度降与恢复时间来确定系统开环期望对数幅频特性。而利用后者就很容易地综合出调节器来。     

全阶转速和扰动观测器在调速系统中的应用

本文提出了重构直流调速系统常值未知外扰和电动机转速的二种全阶观测器。它包括采用和不采用测速发电机二种方案,用以重构转速n扰动量M_f。调速系统采用线性二次型指标状态反馈(LQSF),它与重构信号组成复合控制系统,补偿了负载扰动,降低了动态速降,实现了无超调和无静差。实验表明,这二种观测器方案在工业上有应用价值。     

基于炉膛辐射能信号的主汽压特性及仿真研究

采用了基于火焰图像处理的炉膛辐射能信号检测系统对湘潭电厂300MW燃煤机组进行了现场检测，并对机组进行了锅炉燃料扰动和汽机调门开度扰动的开环试验，获得主汽系统的动态特性，将炉膛辐射能信号引入燃烧控制系统，对入炉燃料量进行反馈控制，仿真试验表明，该控制方案可以有效克服燃料量内扰和负荷外扰对主汽压力的影响，维持主汽压力的稳定。     

基于3阶补偿网络的Buck电路输出电压控制策略的设计

Buck电路是一种降压斩波器,降压变换器输出电压平均值Vo等于占空比乘以输入电压Vin。通常电感中的电流是否连续,取决于负载的大小,所以简单的BUCK电路输出的电压不稳定,一旦负载突变会造成严重后果。加入3阶运算放大器补偿器以实现PID控制。可通过采样环节得到PWM调制波,再与基准电压进行比较,通过PID控制器得到反馈信号,与三角波进行比较,得到调制后的开关波形,将其作为开关信号,从而实现BUCK电路闭环PID控制系统。     

适用于DC/DC 变换器的预测函数控制优化策略

针对使用预测函数控制(Predictive Function Control, PFC)的 DC / DC 变换器在负载切换时产生的扰动对变 换器响应速度有较大影响的问题,提出通过设计观测器观测扰动来优化预测函数控制算法的控制效果;相对于其 他提高系统抗扰动的方法,通过设计观测器来提高变换器抗扰动的方法的优点是实现简单、优化后控制效果好等; 设计 Luenberger 观测器对负载切换时产生的扰动进行观测,将观测值反馈给预测函数控制算法进行最优化分析, 并结合仿真结果对目标函数进行调整,优化后的目标函数能更好地响应扰动并尽快达到稳态;最后将优化后的控 制算法与 PI 双闭环控制方法进行比较,结果显示优化后的控制算法在受到扰动后比双 PI 控制方法动态性能更 好,实现了应对负载切换时提高系统动态性能的目标,增强了 DC / DC 变换器的抗干扰能力;优化后的算法只考虑 了负载切换时的扰动对于系统其他方面的扰动没有考虑进去,可以通过设计整个系统的观测器来进一步提高 DC / DC 变换器抗扰动的能力。     

某型飞机起落架负载模拟系统的非线性控制

建立了某型飞机起落架负载模拟系统的数学模型，将起落架位置干扰量作为系统的不确定参数，设计了系统输出力矩跟踪空气动力载荷谱的非线性控制规律并进行了系统仿真。结果表明，采用非线性控制规律，负载模拟系统的跟踪特性好，且系统能有效抑制强扰动所引起的多余力矩。     

基于模型预测内模的实时控制算法

对具有滞后性、外界扰动和被控对象参数不确定性、快速性要求高的一类单输入-单输出线性系统的非恒值实时控制的模型预测内模的控制算法进行了进一步的分析研究.从理论上分析了该控制算法的系统稳定性条件、稳态控制误差,研究了在逆变电源控制系统中,该控制算法对负载的鲁棒性和对扰动的抑制能力.算法仿真表明:该控制算法能够克服外界扰动和被控对象参数不确定性,系统具有较强的鲁棒性,稳态控制精度高,动态响应速度快.     

基于新型趋近律和扰动观测器的永磁同步电机滑模控制

为了提高永磁同步电机的转速控制性能,克服扰动对伺服控制的影响,提出了一种基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法.设计了一种新型趋近律,以解决传统趋近律滑模面趋近时间和系统抖振之间的矛盾,提高系统响应快速性.综合考虑系统存在内部参数摄动和外部负载扰动,设计了滑模扰动观测器,并将观测值前馈补偿到速度控制器输出端;将观测器切换增益设计为扰动观测误差的函数,以削弱滑模观测值抖振.仿真结果显示,与传统趋近律相比,采用新型趋近律可有效提高系统的响应速度,快速准确的跟踪速度阶跃信号;滑模观测器可准确的观测系统扰动的变化;当系统加入负载扰动时,PI控制最大转速波动值为75 r·min-1,而基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制最大转速波动值较小为30 r·min-1,鲁棒性更好.实验结果显示,采用基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以快速跟踪400 r·min-1的速度指令,调节时间为0.12 s,稳态跟踪误差为±4 r·min-1,且转速无超调;滑模观测器可准确无超调的估计系统扰动值,进一步提高系统的抗扰动性能;当电机以400 r·min-1稳速运行时,加入0.6 N·m的负载扰动,基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法最大转速波动为23 r·min-1,与PI控制相比,转速波动减小了8%.上述仿真和实验结果具有较好的一致性,表明基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以有效抑制滑模控制系统的抖振,提高转速控制系统的鲁棒性和动态响应性能.     

一种新型光伏并网逆变器同步控制策略

为使光伏并网逆变器能够实时跟踪电网电压,需要对逆变器实施一种合理的同步控制.常用的无差拍控制具有瞬时响应快、精度高等特点,但是其自身鲁棒性差,难以抑制非线性负载干扰信号的扰动,重复控制可以精确跟踪电网波形,有效抑制谐波,缺点是控制指令总会滞后一个周期输出,动态响应慢.基于此,提出了一种复合同步控制策略,建立了仿真模型,并在仿真软件Matlab/Simulink下进行了仿真实验.结果表明,该控制策略相比常用的控制方法精度高、稳定.它即提高了系统的响应速度又完善了输出波形,并且可以有效抑制非线性干扰信号的扰动.证明了新型复合同步控制策略在光伏并网逆变器中应用的可行性.