直流电机位置伺服系统新型控制策略研究

针对伺服系统控制器参数设计的复杂性和系统抗干扰性低的问题,设计了内模PID速度控制器和基于指数趋近律的滑模变结构位置控制器,并通过李雅普诺夫理论对系统的稳定性进行分析。速度控制器采用内模PID控制,只调节滤波器参数λ,避免了因调参困难而影响伺服系统的控制精度;位置控制器采用滑模控制方式,对参数变化以及外界影响等因素具有强鲁棒性。仿真和实验结果表明,所提控制系统能够满足对直流伺服电机位置控制的快速性和准确性要求。

光电经纬仪自抗扰控制方法

为提升光电经纬仪在跟踪时的响应速度和抗干扰能力,提出一种基于观测器的自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)方法。对所有已知或未知的影响直流电机工作的干扰输入进行在线估计,并通过适当的反馈控制法来补偿这些干扰;通过选取合适的观测器和控制器带宽参数,来实现良好的抗扰控制效果。仿真结果表明:基于观测器的自抗扰控制方法能有效地提高直流电机对外部干扰和内部未知参数变化的鲁棒性,具有工程应用前景。

基于补偿模糊神经网络的BLDCM伺服控制

为了实现无刷直流电机(BLDCM)位置伺服系统的高精度位置跟踪控制,针对系统多变量、非线性、强耦合、时变的特点,提出了一种基于补偿模糊神经网络控制器(CFNNC)的设计方法.该控制器将补偿模糊逻辑和神经网络相结合,引入了模糊神经元,使网络既能适当调整输入、输出模糊隶属函数,又能借助于补偿逻辑算法动态地优化模糊推理,大大提高了网络的容错性、稳定性和训练速度.仿真和在DSP控制系统上的实验结果表明,采用补偿模糊神经网络控制器,系统响应快、精度高、鲁棒性强,动态特性明显优于传统PID控制.

BLDC位置伺服系统的离散滑模输出反馈控制

研究了有界不确定离散时间系统的输出反馈滑模控制设计问题。提出一种基于多速率采样输出反馈和幂次函数趋近律的离散滑模控制方法,并将研究结果用于设计无刷直流电机位置伺服系统。该方法仅需已知位置信号即可完成位置伺服系统的设计。理论分析及仿真结果表明,所设计的控制器可以消除系统抖振,并使伺服系统具有良好的跟踪能力和强鲁棒性。

反演滑模控制在BLDCM伺服系统中的应用

无刷直流电机(BLDCM)由于其优越的性能而广泛应用于伺服控制系统中,但在一些不确定伺服系统中,参数摄动和外加干扰影响了系统的动、静态性能和鲁棒性。针对这一问题,将反演控制方法与滑模控制方法相结合,对名义模型设计反演控制器,实际系统的不确定部分由滑模控制器来补偿,从而实现了伺服系统的鲁棒控制。仿真实验结果表明,该控制器增强了无刷直流电机位置伺服系统的抗干扰能力和鲁棒性,控制输出能快速平稳地跟随参考位置信号。

由DCS、工业控制计算机和PLC集成的生产系统

本文介绍了一套集成了DCS、工业控制计算机和PLC,包含了过程控制和运动控制的计算机集成生产系统。分析了DCS、工业控制计算机和PLC的分工与协作。着重阐述了张力控制和交流同步伺服传动系统。

基于PSO-PID的电动位移装置伺服电机控制系统

为了提高光学相位补偿器SBC-IR的控制精度,解决传统PID算法在自动控制过程中响应速度较慢、精度低等问题,更好地实现PID参数的智能整定与位置最优控制,采用粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化光学相位补偿器电动位移装置的直流伺服位置控制系统,实现对三环比例、积分和微分(Proportional Integral Derivative,PID)位置控制系统参数的自动寻优。首先,搭建电动位移装置的三环直流伺服控制系统模型,包括位置环、速度环和电流环;然后,采用PSO算法对位置环的PID参数进行寻优,得到kp、ki、kd三个参数的最优值,并对PSO算法优化直流伺服位置系统的控制效果与传统PID控制算法的控制效果进行对比。实验结果表明:采用PSO算法优化的电动位移装置三环伺服位置系统具有较好的控制性能,可以实现位置的高性能追踪,响应速度更快,并能在一定程度上提升电动位移装置的位移精度。

基于摩擦补偿的直流伺服系统变增益自抗扰控制器

针对摩擦非线性影响直流伺服系统控制性能的问题,提出了一种基于LuGre模型的变增益自抗扰控制(VGADRC)方法。建立了含LuGre模型的直流伺服系统微分方程模型。基于该模型设计摩擦补偿与自抗扰控制(ADRC)相结合的复合控制器。该控制器在不增大观测器增益的前提下,利用LuGre模型前馈补偿系统中的摩擦非线性,同时减小量测噪声对系统的影响。此外,为抑制传统线性扩张状态观测器(LESO)初始时刻引起的峰值问题,采用三阶变增益线性扩张状态观测器(VGLESO)对系统中的总扰动进行估计。最后仿真结果表明,采用所提控制方案能有效提高系统的低速跟踪性能和动态性能。

井下高温电机伺服控制器的设计与实现

电机伺服控制器是井下各类伺服装备的重要组成部分,而井下的高温高压工况对于伺服控制电路的小型化、耐高温性能、高可靠性都提出了极高要求。针对我国石油领域电机伺服控制设备长期依赖进口的现状,设计了一款井下高温电机伺服控制器,配套某高温直流无刷电机组成的伺服机构使用,经测试可长期稳定工作在150℃环境下,具备耐高温、低温升、高可靠的特点,并在井下的电控流量阀设备上得到了成功应用。该产品的成功应用可为其他耐高温电机伺服控制器的的工程研制提供参考。

带直流伺服的水声信号接收电路

设计了一种带有直流伺服的水声信号接收电路,主要解决电荷放大型水声信号接收电路在环境噪声、温度变化以及水压偏置等因素的影响下产生直流偏置,进而导致水声信号堵塞的问题。引入直流伺服电路,通过负反馈机制实时调节输入信号和输出信号之间的差异,从而提高了接收电路的稳定性和准确性。该设计能够有效抑制低频干扰,具有更好的动态特性,为该领域的研究和应用提供了可供参考的技术手段。

机械专业直流伺服电机控制系统实验平台设计与开发

针对学生难以理解直流伺服电机控制系统的工作原理,开发了一种直流伺服电机控制系统,该系统主要包括直流电机的改造和控制系统开发两部分,学生通过将普通直流电机改造为直流伺服电机,可以提高测绘、计算机辅助设计、数控加工以及装配等能力;通过在控制系统软件界面中修改不同的PID参数,可以实时观察直流伺服电机的运行效果。该系统能够加深学生对直流伺服电机控制参数的认识和理解,可以激发学生的积极性,有效地提高了学生机电结合的动手与工程应用能力。!

电气/机械混合四余度无刷直流力矩电动机控制系统

设计了应用于直接驱动作动器(direct drive actuator,DDA)的电气/机械混合四余度无刷直流力矩电动机控制系统。为了解决DDA系统存在的小角度响应和系统稳定性这2个关键问题,在位置环加电流环的双闭环结构中引入了基于转速调节的电流限幅,位置环采用了适应小偏差输入的变结构PID控制算法。通过基于转速调节的电流限幅有效的提高了系统的稳定性,位置环采用的变结构PID控制算法保证了小角度响应的精度。同时,采用该控制方法后,系统具有较高的频响特性,在运行过程中能够实现余度平稳切换。DDA平台的实验结果充分验证了所设计的电气/机械混合四余度无刷直流力矩电动机控制系统的有效性。

光电跟踪系统力矩波动的自抗扰控制

为解决光电跟踪伺服系统受电机力矩波动影响产生的速度波动问题,提出了一种改进的自抗扰控制策略进行力矩波动补偿。该算法主要由两部分组成:通过扩张状态观测器辨识出系统扰动,然后将该扰动前馈到系统控制量中去,构成复合校正系统;反馈通道中采用两参数的比例微分控制器,可以保证系统的稳定性和良好的动态特性。仿真分析和实验结果表明:与同等闭环控制带宽的PI控制器相比,自抗扰控制器可以提高系统对扰动力矩的抑制能力,采用自抗扰补偿时,速度误差的峰值由1.88%降低到0.65%,速度误差的均方根值由0.8%降低到0.2%。实验结果证明提出的方法能够有效降低电机力矩波动的影响,提高速度平稳性。

基于神经元PID的永磁无刷电机控制系统研究

针对高性能永磁无刷电机的伺服控制问题,对永磁无刷电机的物理结构、数学模型、工作原理进行了研究,介绍了永磁无刷电机控制系统的构成和传统PID控制器的工作原理,对基于传统PID控制器的无刷电机控制系统的不足进行了分析和归纳,提出了一种基于神经元PID的永磁无刷电机智能控制方法,阐述了神经元PID控制器特点,对神经元PID控制系统进行了算法设计和实现,将神经元PID控制器应用在永磁无刷电机速度环的控制中,利用神经元的自学习能力,可以进行控制参数的在线训练及实时整定,利用Matlab/Simulink分别对基于传统PID和基于神经元PID的永磁无刷电机控制系统进行了仿真和测试,并对比了两者仿真结果。研究结果表明,该系统能够提高无刷电机的响应速度和运行平滑性。

高精度机电伺服控制系统

采用一种新型的多模态PID控制与模糊控制相结合算法的控制方法实现高精度机电伺服控制系统。详细介绍了控制系统采用的硬件结构和位置环、电流环和速度环三闭环控制方法。

水下航行器电动舵机控制电路设计

介绍了一种美国TI公司的UC1637芯片和日本富士公司的6DI30A-050功率模块构成的自主水下航行器舵机控制电路。实践证明,该舵机控制电路结构简单、性能可靠、控制效果良好。

稀土永磁无刷直流电动机伺服作动系统

介绍了一种简单实用的滑模变结构控制技术，给出了系统直线位移闭环控制结构框图及各环节的传递函数和硬件实现电路。

基于DSP的Stewart平台直流无刷电机伺服控制系统

针对Stewart平台精确定位控制的要求,设计了一种基于DSP技术的伺服控制系统,以直流无刷电机(BLDC)作为驱动装置。重点给出了Stewart平台伺服控制系统的原理,直流无刷电机控制器硬件及软件的设计与实现。实验结果表明该基于DSP的Stewart平台直流无刷电机伺服控制系统具有良好的稳定性,并且具有高精度的定位控制能力。

基于DSP的高压巡线机器人伺服控制系统

在分析和研究高压巡线机器人原控制器的基础上,设计了一种基于DSP 的全数字化控制器。该控制器采用主从式多处理器工作模式,用6 个DSP 对机器人12 个关节的无刷直流电机进行伺服控制,采用高速CAN 总线实现上位机和下位机的通讯。与原控制器相比,该控制器具有较高的集成度和优良的性价比,便于降低成本,减少机电系统体积。试验表明,该控制器性能稳定可靠,可满足机器人多轴控制的需要。

电动伺服舵机系统中的迭代学习控制

电动伺服舵机控制系统采用全数字三环控制策略,分别为位置环、速度环和电流环;作为内环的电流环,应具有良好的稳态和动态特性,其输出电流要求快速准确地跟踪给定电流,以保证舵机控制系统高性能位置伺服的要求;在传统的增量式积分分离PI控制算法的基础上,引入一D型迭代学习控制前馈环节,提高了电流跟踪的快速性和跟踪精度,建立了系统的数学模型并在MATLAB上进行了系统仿真;仿真结果表明,引入D型迭代学习控制后,电流环的稳态和动态特性良好,保证了输出电流跟踪的快速性、精确性。