基于H_∞扰动补偿器的永磁直线电机伺服控制器设计

针对永磁直线电机伺服系统的高精度、高品质的控制要求,提出了基于加权积分增益滑模控制器与基于H∞控制的扰动补偿器相结合的控制方法。所提出的加权积分增益滑模控制器有效的解决了当系统在非滑动模态阶段时切换项增益增大的问题。H∞扰动补偿器不仅有效的保证了伺服系统的稳定性,而且抑制了滑模控制存在的高频抖振对控制系统输出的影响。通过仿真结果可以看出,所提出的控制方法使永磁直线电机伺服系统具有良好的动态性能,并具有对系统参数变化不敏感和鲁棒性强的优点。

基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法研究

受电网电压畸变等问题的影响,单相光伏并网逆变器输出电流中存在大量谐波,严重降低了该逆变器输出电能的质量。针对上述问题,提出一种基于扰动补偿器与矢量比例积分控制器的单相光伏并网逆变器谐波抑制方法。该方法借助扰动补偿器倍频次谐波的抑制能力实现高频谐波电流的有效补偿,利用矢量比例积分控制器实现工频交流电流的无静差跟踪。文章利用额定功率为5kW的单相光伏并网逆变器样机进行稳态运行实验。实验结果表明,文章所提出的控制算法能够大幅度降低单相光伏并网逆变器输出电流的总谐波畸变率,从而提升该逆变器的并网电能质量。

永磁直线伺服系统最优参数负载扰动补偿方法

对于直接驱动永磁直线伺服系统,负载扰动和系统参数的变化严重影响系统伺服性能。本文提出了一种位置控制器与负载扰动补偿器相结合的扰动抑制方法,该方法同时兼顾了直线伺服系统快速的瞬时响应和良好的抗干扰能力。其中位置控制器决定系统的瞬时响应特牲,而负载扰动补偿器则用来改善系统的抗干扰能力。在负载扰动补偿器的参数确定中提出利用Parseval定理中信号在时间域内的总能量与频域内的总能量相等的原理,将位置偏差量的时域性能指标转为频域性能指标,再通过对劳斯-赫尔维茨(Routh-Hurwitz)二维数组的计算,确定最优化PI参数。仿真结果与实验表明,该补偿方法使直线电机伺服系统具有良好的控制精度与鲁棒性。

自适应补偿器永磁同步电机积分型连续滑模控制

考虑参数不确定、齿槽转矩、谐波反电动势及电压源逆变器非线性畸变等非理想因素,为提高永磁同步电机驱动系统对参数不确定及非线性扰动下的鲁棒性、高动态特性,提出一种带自适应扰动补测器的积分型连续滑模控制策略。连续滑模控制器无抖振且保证了闭环系统在参数不确定和扰动下的有界。滑模面上的自适应扰动补偿器一方面降低了滑模控制器增益,另一方面保证了系统渐进收敛。最后,通过仿真分析验证了所提控制策略的有效性和优越性。

基于模糊扰动补偿的直接驱动XY平台轮廓控制

为了削弱永磁直线同步电机XY平台轮廓误差模型相对复杂、系统未知干扰多以及参数不确定对轮廓加工精度的影响,实现XY平台的高精度轮廓控制,在单轴控制器上设计了基于模糊控制方法及干扰观测器技术的模糊扰动补偿器,同时采用了适用于多轴非线性轮廓控制的实时轮廓误差算法,建立可用于自由曲线跟踪的XY平台实时轮廓误差模型.基于模糊扰动补偿器的控制系统能够较好地抑制外部扰动,同时有效地提高轮廓精度.仿真结果表明,所设计的控制系统具有较强的抗扰性和较高的轮廓精度.

基于扰动力矩观测器的电子节气门控制

通过介绍汽车电子节气门控制系统的工作原理及其组成,以及对系统的非线性因素分析,建立其数学模型,设计出数字PID控制器和扰动力矩补偿器,并在matlab/simulink中进行了仿真,对仿真结果分析得出:基于数字PID控制器的控制精度较差,并且容易产生超调;基于扰动力矩观测器的PID控制器具有较好的跟踪性,可以较好地满足控制要求.

不确定离散系统全程滑模变结构控制

针对参数不确定和外部扰动的不确定离散系统,提出了一种全程离散滑模控制器.为了减少抖动,应用了变结构概念的边界层方法.通过选择离散变结构控制中的最佳边界值,保证了离散系统状态以最快的速度到达理想滑模面,且无抖振现象.对于常值或变化率小的扰动,给出了扰动补偿器的最佳设计参数,使闭环系统具有良好的稳定性和鲁棒性.计算机仿真结果表明了上述方法的有效性以及方案的可行性.

轧机双驱主传动系统的复合同步控制器设计

为了提高轧机双驱主传动系统的同步性和抗干扰能力,设计了复合同步控制器。介绍了轧机主传动系统的工作原理,建立了直流驱动电机模型。设计了传动系统的复合控制方案,由速度跟踪控制器、神经网络同步控制器、扰动观测补偿器3个子控制器组成。将速度跟踪控制器设计为PI控制器,用于跟踪上、下辊电机,以设定转速;采用自适应线性神经元结构设计同步控制器,用于消除上、下辊电机的同步误差;扰动观测补偿器用于消除扰动量的影响,其原理是根据电机状态量估计出扰动大小并进行补偿。经仿真验证,与模糊神经网络PID控制器相比,神经网络同步控制器的同步误差达到10^(-4)rad·s^(-1)的时间减少了28.1%;在扰动作用下,与不含扰动观测补偿器的控制系统相比,含有扰动观测补偿器的控制系统的调节时间减少了一个数量级,最大同步误差减小了8倍。以上数据验证了复合同步控制方案能够有效地提高轧机双驱动主传动系统的同步性能和抗干扰能力。

离散交通流的变结构控制

为了得到稳定有序的道路交通流,依据离散趋近律,设计了交通流的速度控制器.考虑到由于匝道的流入和流出使得交通流具有不确定性,设计了动态扰动补偿器.以各路段的密度为控制目标,先通过密度函数的离散趋近律求得目标速度,然后利用速度控制器使得速度在有限步内等于目标速度.当控制器参数满足一定条件时,交通流密度最终稳定在一定的范围内,同时给出了算法步骤和证明.仿真结果显示,速度控制器将有匝道路段的交通流密度稳定在指定值附近,而无匝道路段的交通流密度趋于指定值,从而避免了道路拥挤的发生.

Sliding Mode Control with Perturbation Estimation and Hysteresis Compensator Based on Bouc-Wen Model in Tackling Fast-Varying Sinusoidal Position Control of a Piezoelectric Actuator

In this paper,a sliding mode control with perturbation estimation(SMCPE) coupled with an inverse hysteresis compensator is proposed for the motion tracking control of a microposition system with piezoelectric actuation.The inverse hysteresis compensator is employed to cancel the hysteresis nonlinearity,thus reducing the nonlinear system to a linear system with an inversion error.Then,a SMCPE controller is adopted to deal with all the unmodeled dynamics and disturbances,aiming at improving the dynamic performance and the robustness of system.An experiment of a piezoelectric actuator is presented to demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed control scheme.The result shows that for a fast-rate control input,the proposed method is capable of leading to a good performance of system behavior.