图腾柱功率因数校正器的二自由度控制分析

TPFC一般采用一自由度输出电压控制,在负载变化时输出电压动态特性较差,且启动过程存在明显超调。本文在推导TPFC双闭环控制结构基础上,引用了负载电流前馈控制和输出电压反馈补偿控制,构成两种二自由度(2DOF)控制结构。仿真分析表明,负载电流前馈型2DOF控制可以有效抑制负载变化引起的输出电压波动,但启动过程超调明显;输出电压反馈补偿型2DOF控制可以实现输出电压无超调启动,但是抑制负载变化的能力较差;综合负载电流前馈型和输出电压反馈补偿型的2DOF控制获得满意的输出电压控制效果,表现为启动过程无超调和变载过程无波动。

基于负载观测器的永磁同步电机二自由度控制

针对永磁同步电机控制系统,为减小速度环采用传统PI控制时速度的超调量和提高系统的抗负载扰动性能,提出对速度环控制器采用二自由度控制的方法。为进一步提高系统的抗负载扰动性能,设计了降阶负载转矩观测器,并将估测出的转矩值转化为补偿电流引入到二自由度控制的输出端,从而补偿负载转矩变化等扰动因素的影响。仿真结果表明,对速度环采用二自由度控制方法可以有效减小速度的超调和提高系统的抗负载扰动性能,利用文中观测器可以准确地估算出负载转矩变化并实现对参考电流的有效补偿,系统的抗负载扰动性能得到了进一步增强。

时滞系统的二自由度控制

针对时滞系统 ,提出了一种二自由度控制方法 .这种方法将 Smith预估控制和内模控制有机结合 ,把系统的目标值跟踪特性和干扰抑制特性分离 ,可以使系统同时获得良好的目标值跟踪特性、干扰抑制特性和鲁棒性 .理论分析和仿真结果表明这种方法的有效性 .

永磁同步电机调速系统的一种新型二自由度控制器

在永磁同步电机调速系统中,基于扰动观测器的传统二自由度控制系统对阶跃输入的跟踪性能与其抗扰性能之间存在耦合,因此控制器的参数整定过程比较复杂。提出了一种新型二自由度控制器。这种新型控制器利用更高一阶的扩张状态观测器取代传统控制器中的扰动观测器,同时对转速和扰动转矩进行观测。利用观测的转速和扰动转矩分别作为反馈量和前馈补偿量,从而实现系统跟踪性能与抗扰性能的完全解耦,进而简化控制器的参数整定过程。最后通过实验验证了所提方法的有效性和实用性。

永磁同步伺服电机二自由度控制

为提高永磁同步伺服控制系统的控制性能,针对传统交流伺服电机矢量控制系统中PID控制器不能兼顾跟踪和抑制干扰的缺陷,引入二自由度控制,使伺服控制系统中与指令相关的前馈调整和与外部振动相关的反馈调整可以独立运行,从而使伺服系统获得良好的跟随性能和干扰抑制特性,有利于实现伺服系统的高速化,提高系统的控制精度。通过MATLAB/Simulink仿真验证了永磁同步伺服电机二自由度控制的可行性和有效性,提出了永磁同步伺服电机二自由度控制系统的设计方案。

基于逆系统解耦的电磁轴承飞轮转子系统二自由度控制

针对电磁轴承高速飞轮转子系统的振动抑制问题,提出了一种基于逆系统解耦和改进型二自由度控制的方法。首先采用逆系统方法对电磁轴承飞轮转子系统进行解耦,将非线性、强耦合的电磁轴承飞轮转子系统解耦为四个彼此独立的子系统,再用改进型二自由度控制器对解耦后的子系统进行整定,使控制系统的设定值跟踪及外扰抑制特性能够分别调节,并通过速度观测器获取阻尼控制信号,增强系统的抗噪声能力。从理论上分析了所提出控制算法的稳定性、设定值跟踪性能及鲁棒性,并对其性能进行了仿真和实验验证。结果表明,该文提出的控制算法能够使飞轮转子稳定悬浮并有效抑制其振动,具有稳定性好、鲁棒性强、抗噪声能力强等优点。

二自由度控制方法研究

二自由度控制作为一种新型的控制方法,已经在很多工业控制领域中得到了应用。文章阐述了二自由度控制的基本原理及其典型结构,分析总结了近年来二自由度控制方法的研究成果和最新进展,指出了二自由度控制与内模控制,鲁棒控制,智能控制等先进控制方法结合的优缺点,针对二自由度控制方法的发展前景和可能继续深入研究的发展方向提出自己的看法。

基于LCL型并网逆变器的二自由度控制技术研究

并网逆变器的交流侧大多都采用LCL型滤波器对系统进行滤波,相比于L型滤波器它可以达到更好的滤波效果,然而,由于LCL型滤波器容易产生高频谐振,系统的稳定性会因此而受到影响。为了解决这个问题,提出了多种解决方案,其中无源阻尼和有源阻尼是使用比较广泛的两种控制方法。该文将一种二自由度PID控制策略应用于光伏并网逆变控制系统之中,通过Matlab仿真分析了系统的性能,实验结果表明,该方法增强了系统的鲁棒性和跟随性,对系统的谐波有较好的抑制效果。

基于H_∞/μ法的永磁直线同步电机鲁棒二自由度控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统易受负载扰动、测量噪声及参数变化影响的特点,基于H_∞/μ方法设计了一个鲁棒二自由度速度控制器,解决了传统单自由度控制器在满足系统跟踪性能和抗干扰性能要求方面存在的矛盾。由于在求解μ制器时应用了标准H_∞控制理论,大大提高了μ控制器的获得速度。该速度控制器克服了标准H_∞控制器保守性的缺点,并且对负载扰动、测量噪声和参数不确定性等干扰的抑制方面也比标准H_∞控制器更具鲁棒性。仿真结果及分析表明,所提基于H_∞/μ方法二自由度速度控制器,满足高精度永磁直线同步电机伺服系统对鲁棒性和快速性的要求。

二自由度控制的低敏感度伺服系统

敏感度是系统鲁棒特性的主要指标,对于控制对象存在较大模型化误差的伺服系统来说,必须具有低敏感度特性。本文应用二自由度控制理论和敏感度特性,设计出了对控制对象的模型化误差不敏感的低敏感度伺服系统,并采用8098单片机实现了数字化低敏感度伺服补偿器。

按灵敏度与传递函数设计的二自由度控制方法

根据灵敏度函数的概念，利用模型参考自适应的原理，提出了按系统灵敏度函数与系统传递函数独立设计的二自由度控制方案。论证了二自由度控制原理，并推导了实现这一控制的条件，理论研究和实验结果表明，将这一控制思想运用于参数大范围变化的控制系统设计时，能极大增强系统的鲁棒性。

磁浮球系统的二自由度控制

针对磁浮球系统提出了一种二自由度控制方法。它由反馈控制器、设定值前馈控制器和设定值跟随响应参考模型3部分组成。其中,采用基于期望干扰抑制性的直接综合法设计的反馈控制器用以保证系统的稳定和抑制干扰,前馈控制器和参考模型实现期望的设定值跟随响应。该控制器可以使设定值跟随特性和干扰抑制性解耦。仿真和实验结果表明:该方法可以使磁悬浮系统同时具有良好的设定值跟随性和干扰抑制性。

二自由度控制方法研究综述

本文总结了二自由度PID控制的构成、几种主要的二自由度控制器的设计方法和二自由度控制与其它一些控制方法的结合。最后提出二自由度控制发展的前景和可以继续深入研究的方向。

机器人直接驱动系统的二自由度控制

针对直接驱动机器人的特点,提出了实现电动机伺服系统的二自由度控制的思想,并由8096单片机构成的单片机控制系统实现了二自由度控制的方案,有效地抑制了系统参数大范围波动及外部扰动对系统的影响,增强了系统的鲁棒性。

大滞后系统的二自由度控制器设计研究

针对工业过程滞后系统,提出了一种二自由度控制结构,给出了控制器的设计方法和参数整定原则。该控制结构能使系统同时获得良好的跟踪特性和抗干扰特性,理论分析和仿真研究证明了该方法的有效性。

二自由度控制机器人直接驱动系统

为适应直接驱动机器人惯性大范围变化的特点,在常规伺服系统的基础上增加了一个无源自适应环节以降低系统对于控制对象参数变化的灵敏度,导出了系统常规控制器和无源自适应环节(或称为灵敏度补偿器)的参数可以独立设计——即所谓二自由度控制的条件.实时控制实验结果表明,这种二自由度控制方案在对象的机电时间常数产生大范围变化的情况下能获得满意的动、静态特性,且实验容易,有较大的工程适用价值.

碱化过程温度二自由度控制

针对造纸工业制浆工段碱化过程碱化塔温度控制要求及工艺特点 ,采用二自由度控制结构 ,设计了PID及PD控制器。经实际运行表明 ,该控制系统响应速度快、控制效果好、有较强的鲁棒性 。

机电集成超环面传动二自由度控制器的设计

针对提出的新型机电集成超环面传动,建立了机电耦合动力学模型,推导了速度传递函数。设计了两组独立参数的二自由度(TDF)控制器,得到理想的响应特性,消除了系统稳态误差。分析了该传动特有的输出扰动规律,为消除扰动对控制系统的不利影响,求得了补偿电压。研究结果证明了控制器和补偿电压的有效性,对该种新型传动的实际应用具有指导意义。

二自由度控制系统实验平台研究

以太阳光线跟踪为例,设计了基于DSP的二自由度控制系统,该系统可作为电子信息类专业的综合实验平台。系统采用开环-闭环混合控制策略,提高了开环系统的精度和闭环系统的稳定性。使用串行智能接口芯片,节省了主CPU的开销和DSP的硬件资源,有利于系统的升级和二次开发。实验结果显示,该系统性能稳定,满足精度要求。

二自由度控制交流调速系统的鲁棒性改进

分析了二自由度控制交流调速系统的鲁棒性 ,指出将滑模变结构控制引入该系统的必要性。理论分析与仿真结果表明将二自由度控制和滑模变结构控制相结合能使系统具备更为优良的性能 ,特别是能明显增强系统的鲁棒性能。