力学实验室试验机计算机控制系统

利用单片机技术，采用数字化PID调节和最少拍无纹波调节方式，建成一个两级一点对多点的计算机控制系统，对力学实验室各种试验机的控制系统进行技术改造，改造后的系统具有控制精度高，组态灵活方便，资金投入少等优点。     

基于最小拍无纹波数字化的PMSM速度调节器

研究用最小拍无纹波数字化方法设计永磁同步电动机（PMSM）伺服系统速度调节器.把电机传动过程模型的连续域传递函数转换成数字域z形式传递函数,根据速度指令的z变换输入形式,设定预期误差传递函数,使得在有限拍内能输出稳定的速度信号,然后依据最小拍无纹波零极点配置原则,反推出数字调节器的形式,并使速度调节器输出的电流指令信号...     

无波纹有限拍控制器的改进设计

无波纹有限拍控制器控制非最小相位对象时,会产生严重的瞬态响应,如负向超调和振荡．笔者利用参考输入前向通道附加零点配置技术,设计出了改进型无波纹有限拍控制器,该控制器不仅可以控制最小相位对象,而且可以控制一类具有位于右半Ｚ平面的共轭复数零点的二阶非最小相位对象－ 数字仿真表明,改进型无波纹有限拍控制器比原无波纹有限拍控制器具有更好的控制性能．     

阻尼系数ξ>1的数字控制系统的有限拍无纹波综合

本文阐述了阻尼系数ζ>1的数字控制系统的有限拍无纹波综合方法,并且通过实例验证了其结果的正确性,为工程设计提供了一种有效的方法。     

最佳数字控制系统的设计及仿真的通用程序

本文介绍了按照最小调节时间进行设计(即按有波纹最少拍和无波纹最少拍系统设计)的计算方法和BASIC通用程序。本程序对数字控制系统的离散部分和连续部分分别采用不同的方法予以处理。数字控制器用差分方程表示,连续部分用离散相似法计算。这样不仅使算法简单,具有通用性,且计算速度快。只要先求出广义对象(包括零阶保持器和被控对象)的脉冲传递函数,并写成标准形式,采用人机对话,利用本程序就可自动设计出在各种典型输入信号(阶跃、速度、加速度输入)作用下的最佳数字控制器,并可求出系统的时域响应;它可设计有波纹最少拍系统也可设计无波纹最少拍系统;可计算无数字控制器的采样系统时域响应,也可计算连续系统的时域响应。为数字控制系统的设计、分析提供了很大的方便。也为今后直观教学提供了很好的条件。     

最小拍系统中具有饱和特性控制对象时采样时间的选择

本文提出了在最小拍控制系统中,在阶跃输入的情况下,数字调节器对控制对象的最大强激量与采样时间的关系。从尽可能提高随动系统快速性角度,充分利用控制对象的饱和特性限制条件,推导出了控制对象为一阶、二阶系统时的最小拍控制系统采样时间计算公式并用计算机仿真进行实验研究,证明提出的采样时间计算公式是正确的。为最小拍控制系统提供了确定采样时间的公式计算法。     

基于超级电容储能系统的电梯微网电压波动控制策略研究

针对电梯超级电容(SC)能量回馈系统(ERS),设计了基于双模糊控制器与传统控制系统相结合的控制策略。两个模糊逻辑控制器(FLC)根据电网电压变化与充放电电流纹波,在线调整直流母线给定电压,并将调整的直流母线给定电压作为传统电压电流双闭环控制给定电压,作用于DC-DC变换器。仿真结果表明,这种控制策略能够降低电网能量消耗,提高电梯能量利用率。     

V~2控制Buck转换器的预测无差拍控制器设计

为了提高DC-DC开关电源的瞬态响应速度,针对Buck转换器提出了一种V2预测无差拍控制算法.基于V2预测无差拍控制的Buck转换器系统结构,根据输出电压纹波的特点提出了适用于V2控制Buck转换器的预测无差拍控制.进一步提出了改进的V2预测无差拍控制器,使该算法更易于数字实现.Simulink仿真验证结果表明:与传统电压模式控制相比,V2控制算法在输入电压变化2V条件下,调整时间缩短60%;在负载变化2Ω条件下,调整时间缩短58.3%.     

两种数字控制器设计方法

文中所述,是将一个现有的连续控制系统改设计成品质逼近的计算机控制系统。为此目的,采用了两种数字控制器的设计方法:一种是计算机辅助最优设计,设计是在频域进行,使用计算机控制系统的一种近似模型,最优目标是使两个闭环频率特性的误差平方积分最小;另一种是通用数字控制器设计,是从使用理想的三角形保持器作为恢复装置的假想出发,经过等效近似处理而得到的。     

基于极点配置的逆变焊接电源最小拍控制及其稳定鲁棒性

最小拍控制律应用于基于全桥功率变换电路的逆变焊接电源恒流输出控制,具有良好的动态性能,然而最小拍控制对焊接回路的电感值变化较为敏感,系统的稳定鲁棒性较差。电源输出电缆会给焊接回路带来额外寄生电感,并将有可能导致最小拍控制失稳。采用极点配置法对最小拍控制律进行改进,能够有效提升控制系统对电感值变化的适应能力。实验结果和研究表明:系统的鲁棒性随着配置极点的个数和极点与原点间距离的增加而增强,但动态性能会受到一定影响。通过调整配置极点的个数和位置,能够实现控制系统稳定鲁棒性和快速性的折中和平衡,满足实际焊接电源输出特性控制的要求。     

基于无差拍的永磁同步电机无传感器控制策略

针对永磁同步电机直接转矩控制系统中存在转速和转子位置观测精度不高、转矩脉动较大等问题,提出一种基于无差拍的永磁同步电机无传感器控制策略。设计基于变指数趋近律和锁相环技术相结合的新型滑模观测器,采用变指数趋近律提高反电动势观测精度并证明其稳定性,用连续函数取代符号函数降低抖振,结合锁相环技术提取转速及转子位置信息。基于此,建立电机离散化模型推导出磁链、转矩无差拍控制律,设计无差拍控制器进一步削弱抖振,提高系统控制性能。仿真结果表明:该策略能准确观测转速和转子位置,有效抑制磁链、转矩的脉动,提高系统动态性能。     

补偿扰动的PWM逆变器无差拍控制

提出了两种ＰＷＭ逆变器的改进无差拍控制算法．这两种算法根据ＰＷＭ逆变器的状态方程,分别采用直接补偿扰动和最优预见控制技术,利用未来信息决定当前的控制输入．使用ＭＡＴＬＡＢ软件对这两种算法进行了仿真．结果表明,当存在随机扰动及电路参数变化时,所提出的两种算法的控制效果均比不考虑补偿扰动的无差拍算法有较大改善．因此,该两种控制算法能够有效地抑制电路参数变化引起的或来自外部的扰动,使输出电压能很好地跟踪参考电压,控制响应快,鲁棒性好．     

离散广义系统的无振控制

通过讨论离散广义系统中的无振控制以及带有外加扰动的鲁棒控制问题,提出了在Ｅｘ(ｋ)或ｘ(ｋ)不能直接得到时,设计观测器,并采用与众不同的输入ｕ(ｋ)＝ＫＥｘ(ｋ),同时研究了在此输入情况下系统的正则性,分离性,无振控制·     

一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法

在并网逆变器的无差拍电流控制中,逆变器输出滤波电感值变化和滞后一拍延时会直接影响并网电流的畸变率、系统稳定性与动态响应速度.对此,本文提出了一种鲁棒脉宽调制的无差拍并网控制方法,减小了因滤波电感值变化对并网电流造成的畸变,有效地解决了滞后一拍控制引入的延时问题,降低了系统闭环传递函数的特征根方程阶次,提高了系统的稳定性及动态响应速度.分析了滤波电感偏差系数对系统性能的影响,得到系统临界稳定的滤波电感偏差系数随着滤波电感的寄生电阻和线路等效电阻的增大而增大,随着采样频率的增大而减小的结论.综合考虑系统的稳定性与动态响应速度,给出了关键控制参数的优化选取范围.仿真和实验结果验证了所提方法的有效性.     

PMSM电流鲁棒性增量预测控制

为解决传统的永磁同步电机无差拍电流预测控制严重依赖电机参数,导致当电机参数发生变化时,控制性能严重下降,出现电流跟随不上,谐波含量增大等问题,文中提出一种基于龙伯格观测器的增量模型的无差拍电流预测控制方法,解决了传统无差拍电流预测控制中无法抵抗参数扰动问题.首先在原有无差拍电流预测控制模型的基础上推导出增量模型,消除电流预测控制中磁链变化的影响;其次为了消除电感变化对电流预测控制效果的影响,引入龙伯格观测器,建立带有龙伯格观测器的增量模型;最后通过simulink仿真和实验验证了所提出方法的有效性.     

扇区细分的永磁同步电机直接转矩控制系统建模与仿真

传统永磁同步电机直接转矩控制系统转矩脉动大,且当考虑定子电阻影响时,其电压矢量选择在扇区分界线附近会出现错误,导致控制性能变差.分析了扇区细分的直接转矩控制系统,以传统6扇区分界线为中心再开辟6个扇区,将空间平面划分成12扇区,改进了电压矢量选择表.在MATLAB中对2种控制方法进行建模并仿真.结果表明,采用扇区细分的控制方法能够较好地抑制转矩脉动,具有更好的控制性能.     

电压型逆变器的无差拍控制技术研究

在阐明了无差拍控制电压型逆变器基本原理的基础上,研究了该控制方案的特点．通过对闭环系统极点、零点分布的分析,得出了系统鲁棒性较差等结论,对可以提高系统鲁棒性的方案的仿真结果进行了分析．     

一种抑制无刷直流电机转矩脉动的调制方法

针对无刷直流电机存在较严重的转矩脉动问题,提出在换相区采用三相绕组共同调制方法来减小换相转矩脉动;在导通区,采用滞环比较原理实现对电机转矩、磁链的跟踪控制,从而消除非换相转矩脉动。在电机转矩与输入能量之间建立联系,按照单周期控制思想,使系统能够准确控制输入能量,进而准确控制电机转矩。仿真和实验结果表明,相比于传统的控制方法,采用转矩脉动抑制方法,在换相区和导通区内的电流和电磁转矩波形都更平稳。并且当电机转速变化时,采用传统控制方法得到的电流和电磁转矩会产生波动;而采用脉动抑制方法时,电机转速变化对绕组电流的影响不大,电机能够相对稳定地输出电磁转矩,验证了文中理论分析的正确性和有效性。     

新型异步电动机直接转矩控制系统仿真

针对基于直接转矩控制的异步电动机运行时存在较大的电流及转矩脉动问题,提出一种用新型逆变器减小转矩和电流脉动的方法,在原有普通逆变器的基础上增加一个Boost电路,使逆变器有三种不同的输出电压,形成十二电压矢量,定子磁链轨迹更接近圆形。仿真结果表明：改进后系统使逆变器开关频率减小,损耗降低,转矩有明显的改善。     

永磁无刷直流电动机直接转矩控制研究

永磁无刷直流电动机起动转矩大,其转矩脉动也大,电动机运行时会产生很大的噪声和振动.为了减小转矩脉动,设计了永磁无刷直流电动机的直接转矩控制方案,直接将定子磁链空间矢量和电磁转矩作为被控变量,实现对电磁转矩的直接控制.基于Matlab/Simulink软件,建立了控制系统仿真模型,仿真结果表明该方法可以较好地抑制电动机的转矩脉动,提高系统控制性能.