基于比例谐振内模扩张状态观测器的PMLSM推力波动抑制策略

定位力是永磁同步直线电机(PMLSM)产生推力波动的主要原因,导致振动和噪声,恶化驱动系统运行性能。针对这一问题,该文提出一种基于比例谐振内模扩张状态观测器(PR-IMESO)的PMLSM推力波动抑制策略以提高系统控制精度和运行性能。首先,对PMLSM推力波动进行建模与分析,针对推力波动中占比较大的定位力分量,根据内模原理研究考虑定位力模型的内模扩张状态观测器(IMESO),并在观测器中引入谐振项以加强对二次脉动定位力的抑制。所提出抑制策略对PMLSM定位力具有良好的观测及补偿能力,还可对其余未建模的复杂动子推力波动进行抑制,具有较好的推力波动整体抑制效果。最后,在一台750 W的PMLSM实验平台上验证所提出抑制策略的有效性。

基于内模串级的供热系统二次网水力平衡调节控制策略研究

集中供热二次网系统常伴有近端用户热量过剩、远端用户热量不足的水力平衡问题,基于回水温度法的策略,针对二次管网平衡调节,设计内模串级控制系统,以单元热力入口回水温度作为主回路参数、供回水管压力差作为副回路参数,结合内模控制算法,使各单元之间的回水温度达成一致。依据二次网水力平衡调节实际工程,采用PLC控制器对二次网平衡调节控制系统进行自动调节,热用户之间采用均匀调节,进而减小户间温差大的问题,以实现水力平衡。该系统在可保证供热质量的基础上,对城镇二次网智能平衡调节系统的的研究提供理论基础或参考依据。

基于高阶内模的变参考轨迹鲁棒迭代学习控制

针对一类带有非重复不确定参数的线性离散系统跟踪批次变化的参考轨迹问题,提出一种双环控制结构的鲁棒间接型迭代学习控制(ILC)算法。通过在内环部分设计比例-积分(PI)型反馈控制器保证闭环系统沿时间轴方向的稳定性,实现前几批次对参考轨迹的快速跟踪。在外环部分,通过高阶内模(HOIM)描述参考轨迹变化规律,并设计一个基于内模原理的高阶比例(P)型ILC控制器提升系统在批次方向上对变参考轨迹的跟踪性能,实现对变化的参考轨迹精确跟踪。针对不确定性参数带来的扰动问题,设计一类性能指标函数,将系统模型在间接型ILC控制器作用下转换为等价的重复过程模型;基于重复过程模型稳定性理论,将保证系统具有沿批次鲁棒稳定的性能指标条件转换为线性矩阵不等式(LMI)。最后通过一类永磁电机的控制仿真验证了所提算法的有效性。

基于高阶内模迭代学习的关节机器人控制研究

为了提升关节机器人在非严格重复条件下工作过程中的跟踪精度及响应速度,设计了三关节机器人模型,进行运动学及动力学分析来验证模型结构合理。针对关节机器人系统非重复性、非线性的特点,提出将高阶内模迭代学习控制算法应用于关节机器人系统控制中,设计合理的学习增益及更高的内模阶数,从理论上严格证明其收敛性。设计了仿真对比实验及加入扰动后的轨迹跟踪实验,结果表明,高阶内模迭代学习算法收敛速度更快并且具有良好的控制效果。

永磁同步电机电流环的二自由度内模控制

目前工业上在对永磁同步电机(permanent magnetic synchronous motor,PMSM)进行控制时,常认为电流环的调节过程远快于转速环的调节过程,进而忽略电流环中反电动势扰动项的变化。但对于采用PI控制且机械时间常数与电磁时间常数相差不大或更小的电机而言,若直接对电流环中的反电动势扰动项进行忽略,将会导致电机的动态响应性能恶化。为解决上述问题,本文首先建立了永磁同步电机调速系统的数学模型,并根据此数学模型推导了PI控制条件下电机动态性能变差的原因,以及反电动势扰动项能否进行忽略的条件,针对无法忽略的情况本文在传统内模控制的基础之上设计了一种二自由度内模控制器,该控制器具有2个可独立调节的参数,可分别调节电流环的跟踪特性与鲁棒特性和抗干扰特性。最后,利用Matlab/Simulink对所设计的二自由度内模控制器与传统的PI控制器进行对比仿真实验。结果表明,相比于PI控制器,所设计的二自由度内模控制器使电流环具有更好的跟踪性和鲁棒性,解决了特殊情况下电机动态响应性能变差的问题。

基于内模控制的喷射成形漏包液位时滞控制策略

针对喷射成形漏包液位系统的时滞问题,研究了漏包液位系统的控制策略,提出基于神经网络辨识模型的内模控制方法。根据漏包液位系统存在饱和模块的特点增加辅助控制器,改进了内模控制结构。为了获得系统的正、逆模型,提出基于粒子群优化的RBF神经网络辨识算法。将该控制策略应用到喷射成形生产线,结果表明:在该控制策略下时滞对液位的稳定性影响大幅减小,液位超调量降低至6 mm以下,双包切换时的波动量降低到15 mm以下。

一种矩形沉箱分层预制组合钢模板内模设计及施工工艺探索

重力式码头沉箱预制技术是重力式码头施工关键的施工技术,传统的矩形沉箱分层预制所采用的组合钢模板内模在实际使用过程中难于定位、安装和拆除工作量大,安全风险大。论文通过探索创新设计一种的内芯组合模板使其更加易用且定位准确,提升施工效率。

基于内模的电液位置力复合阻抗控制策略

在液压机、矫直机等液压成型机械设备中,常常需要对工作机构的位置和压力同时控制。由于电液伺服系统位置控制和力控制在机理上不同,位置控制和力控制切换时会产生冲击,阻抗控制是实现其平滑切换的一种有效方法。考虑电液力伺服系统强非线性、参数时变等特性,提出了一种基于力内模的阻抗控制策略,在推导阀控缸力数学模型的基础上,设计了力内模控制器。该控制策略实现了位置和力的平滑切换,且力控制的动态响应性能好,鲁棒性强。

大型沉管全断面预制机械化内模系统及施工技术

为解决传统沉管预制模板不能自动伸缩进行支模、脱模以及现有工厂法沉管全断面预制大型针形梁内模占用空间大的问题,对一种能够自动伸缩且适应狭窄空间的沉管隧道机械化内模系统进行设计与研究。设置液压油缸将上部模板和中部模板伸缩至浇筑位置,再通过连接件进行固定形成内模整体;设置路轨与行走台车,内模整体通过行走台车支承于路轨上。混凝土强度达到要求后,驱动升降机构下降使上部模板与沉管混凝土脱离,实现脱模;然后通过行走台车将内模整体移动至下一浇筑区。采用Midas Civil有限元软件对内模系统进行受力分析,结合实际工程应用证明了该内模系统可保证沉管全断面预制工艺的实施和浇筑期间的安全。

低载波比下永磁同步电机电流环内模解耦控制

电机高速或低开关频率运行时呈现低载波比运行特征,会加重定子电流在两相旋转坐标系下的耦合程度,严重时会导致电流环失稳。为有效提升永磁同步电机(PMSM)低载波比运行时的电流控制效果,在电流环复矢量建模的基础上,引入数字和角度延时表征低载波比运行影响。针对传统解耦控制方法的不足,设计适用于PMSM低载波比运行的电流内模解耦控制方法,深入对比分析不同解耦控制方法的性能。实验结果表明,所研究的电流内模解耦控制方法不仅能在低载波比时具有良好的电流解耦控制性能,而且在定子电感参数失配时具备良好的控制鲁棒性。

高速铁路预制箱梁内模的研究

为解决当前高速铁路预制箱梁建设中,内模挠度过大,影响结构整体安全性和稳定性的问题,以某高速铁路建设项目为例,进行了对其预制箱梁内模的研究。通过高速铁路预制箱梁内模总体方案设计、内模液压体系设计与同步性设计、关键液压元件选型,提出一种新的设计思路。通过实例验证,新设计思路的合理应用可有效控制内模挠度,提升结构整体安全性和稳定性。

高频开关电源模糊内模PID控制器设计

针对移相全桥开关电源系统的主电路结构及传统PID控制器参数调节复杂的问题,首先应用状态空间平均法建立了全桥型变换器的动态小信号数学模型,模型仿真验证了数学模型的准确性;在此基础上,根据内模控制器的设计原则,设计了内模-PID控制器,以减少可调参数的数量,降低参数调节的复杂性,并引入模糊算法,构成模糊内模-PID控制器,从而兼顾控制器的动态性能和鲁棒性能。最终仿真,证明了所设计控制器的有效性。

非线性系统的多内模控制

任何一个实际系统均具有一定程度的非线性,由于非线性对象的复杂性,目前还没有统一的控制器设计方法,用传统的线性系统理论来设计,当工作点大范围变化时,很难保证其性能及稳定性.本文提出了基于多模型的内模控制方法,它对非线性过程的控制具有良好的性能.在该方法中,非线性对象的内模是通过在不同工况辨识得到多模型.仿真结果表明,该控制策略比常规的单内模控制在大范围具有更好的控制品质.

带预估控制量二次约束的无静差FIR型内模控制器

基于对象的脉冲响应序列，提出一种利用矩阵QR分解设计FIR型内模逆动态控制器的新方法．为防止过大控制作用，引入了对预估控制量的二次约束，并同时对控制器静态增益约束以保证闭环控制系统对阶跃输入的无静差特性．给出的仿真例子说明了本方法的有效性．

三相电压型PWM整流器的二自由度内模控制

在电压型PWM整流器的控制中,广泛采用d-q旋转坐标系下电压电流双闭环控制策略。基于传统的双闭环控制策略的不足,提出了二自由度内模控制(IMC)策略。其中电流内环基于合成矢量的思想,提出了二自由度内模解耦控制;电压外环基于功率守恒的思想,提出了扰动快速消除的二自由度内模线性控制。所提控制策略简单易于实现,既统筹考虑有功电流和无功电流综合控制并优化了PI参数整定,又实现了线性化的间接电压控制且能够快速消除扰动对系统的影响。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

带有非线性内模补偿的挠性航天器姿态控制

针对挠性航天器姿态控制中的干扰和振动抑制问题,提出了1种带有非线性内模补偿的鲁棒姿态控制器。基于内模原理设计非线性动态干扰补偿器,可渐近抑制非线性外部系统产生的时变干扰信号。分析刚挠耦合关联系统特性并应用Lyapunov方法,提出1种基于姿态角速度反馈镇定挠性模态的鲁棒态控制律,实现了包括挠性模态在内系统状态量的渐近稳定。该控制器仅采用姿态角和姿态角速度测量信息,不需要测量模态,易于工程实现。将该控制器用于挠性航天器姿态控制,仿真结果验证了其有效性和对干扰的鲁棒性。

三容实验系统内模控制研究

针对三容实验系统液位的控制,介绍了三容液位过程内模控制系统的设计和实现。提出了一种内模PID(Internal Model Control-PID,IMC-PID)控制方法。建立了被控对象的数学模型,对数学模型进行理论推导,建立系统的状态矩阵方程,对模型进行近似处理。将三阶系统等效为一阶系统。为了使系统可实现,设计控制器时增加了一个一阶滤波器。并依据内模控制原理设计控制器,并且在内模控制的理论基础上设计了内模PID控制器,在Matlab/Simulink中分别搭建了此两个系统的数学模型,并进行仿真实验。对内模控制(IMC)和内模PID(IMC-PID)两种控制器控制结果进行对比分析。实验结果表明,内模控制器结构简单,可调参数少。内模PID参数调整方便,能有效地改善系统的性能。

旋转内模双色模设计

在模具的生产和制造中,普通注塑机通常只能生产一种颜色的塑料制品,而不能进行双色注射。而双色注射成型是指将两种不同的材料注射到同一副模具中,从而实现由两种材料形成的注射成型过程,一般方法是使用两台注塑机或双色注塑机成型。通过介绍一套利用旋转内模原理成功实现普通注塑机生产双色模具的产品设计与分析,为这类塑料制品模具设计提供参考,提高双色模具在注塑机上的适应性,降低成本。

内模控制在造纸生产定量控制中的应用

通过分析抄纸过程定量控制系统具有大滞后、非线性、时变的特点 ,采用实验法建立了系统数学模型 ,利用内模控制原理 ,对某 176

基于内模控制的火电厂主汽温控制系统

针对火电厂主汽温具有非线性、时变性、大延时的特点。基于内模控制理论,设计了内模控制系统。内回路采用比例积分控制,可以快速消除内扰;外回路采用内模控制,可以有效地补偿主汽温的大滞后特性。在安徽省某电厂600MW超超临界直流炉机组使用此控制系统,通过现场实际运行验证了该控制系统具有良好的跟踪性能、抗干扰性能和鲁棒性。