矿井通风机倒机过程自适应PID抗饱和控制器设计

针对矿井通风机倒机过程中存在的执行器饱和问题,将变结构PID抗饱和控制与非线性自适应控制相结合,设计了自适应PID抗饱和控制器。基于带死区的投影算法建立矿井通风机倒机过程线性和非线性模型;针对这2个模型,分别设计一个变结构PID抗饱和控制器;计算线性和非线性自适应PID抗饱和控制器在不同状态下的运行评价指标,选择评价指标值较小的控制器用于该状态下的矿井通风机倒机过程控制。仿真结果表明,自适应PID抗饱和控制器能够保证井下传输风量的平稳,很好地解决了执行器饱和问题。

反舰导弹的超前动态抗饱和控制器设计与仿真

针对反舰导弹过载控制系统中执行机构饱和约束问题,提出了一种超前动态抗饱和控制器设计方案。控制器设计采用二步法,首先不考虑执行机构饱和限制,采用滑模控制方法设计了标准控制器;然后,在标准控制器中加入超前动态抗饱和补偿器,克服饱和因素引起的不良影响。为了对导弹建模中的汇总不确定项进行估计,设计了扩张状态观测器作为估计器。仿真分析表明,当不加入抗饱和补偿器时执行机构存在饱和工作状态;而加入超前动态抗饱和补偿器时执行机构完全脱离了饱和工作状态,提高了反舰导弹过载控制系统的控制性能。

无刷直流电机抗饱和控制器的设计

针对无刷直流电机直接转矩控制系统中转速控制环节的饱和非线性问题,采用条件技术设计抗饱和PI控制器。在饱和发生时,该控制器将条件技术的可行性参考输入代替实际参考输入,从而使系统有效退出饱和区。为验证抗饱和PI控制器的可行性,首先采用Popov稳定性定理分析确定系统稳定的参数取值范围,其次在MATLAB中建立无刷直流电机直接转接控制系统抗饱和仿真模型。仿真结果表明该抗饱和PI控制器是可行的,能有效抑制系统的积分饱和现象,改善系统的动静态性能,具有一定的实际应用价值。

带“抗饱和”转速控制器的感应电动机直接转矩控制

提出了一种带"抗饱和"转速控制器的感应电动机直接转矩控制系统及其数字实现方案,详细阐述了电机驱动系统的工作原理、硬件配置和软件设计方法。以数字信号处理器TMS320F2812为主控制器,二电平IGBT逆变器为功率驱动单元,组成变频调速系统,采用"抗饱和"控制器调节电机转速。实验结果表明该设计的电机驱动系统具有优良的控制性能。

感应电机直接转矩控制系统的“抗饱和”控制器设计

针对感应电机直接转矩控制系统转速控制环节存在的非线性饱和特性,提出了一种新型抗饱和(anti-windup)PI控制器,给出了控制系统的闭环稳定条件。该方法根据控制器输出是否饱和,有条件地将积分输出反馈到积分器的输入端,对积分状态进行控制。使控制器在出现饱和时,可以迅速退出饱和区,达到减小超调量、缩短调节时间的目的。系统仿真与实验结果表明,该方法可有效抑制积分饱和现象,综合性能优于常规的抗饱和控制方案。

双闭环直流调速系统“抗饱和”速度控制器设计

针对双闭环直流调速系统的速度控制器饱和非线性问题,首先将分数阶PIλ应用到速度控制器,并以PIλ为基础提出了Anti-Windup PIλ速度控制器,该方法根据控制器是否进入饱和有条件的将控制器的输出反馈到分数阶积分器,改变了分数阶积分控制状态,使控制器出现饱和时迅速的退出饱和。仿真试验表明,PIλ速度控制器比整数阶的PI提前退出饱和,缩短了调节时间,有效的抑制了超调,而Anti-Windup PIλ比分数阶PIλ有更好的动态性能。

抗饱和PI控制器在含分布式电源配网电压优化中的应用

随着分布式光伏发电在配电网中渗透率的增加,配电网电压波动越限问题愈发严重,并导致其电压控制越来越复杂。提出了一种抗饱和PI控制策略,通过柱上式磁控电抗器(MCR)进行无功电压综合控制,给出了新型抗饱和PI控制器的算法设计和系统框图。理论分析和实验结果表明,新型抗饱和PI控制器可有效降低柱上式MCR控制系统的超调量,极大地提高动态性能,有效抑制电压波动,并对负载扰动具有较好的响应性和鲁棒性。

永磁同步电机无位置传感器控制系统研究

对永磁同步电机无位置传感器控制系统在实际工程应用中存在的技术难点进行分析,提出一种滑模观测器和正弦电压驱动启动相结合的方法,以解决工程应用中低速稳定运行和快速启停的问题,并在系统中采用抗饱和比例积分(PI)控制器以避免系统出现饱和现象.最后,通过试验验证了所提方法的有效性和所开发无位置传感器控制系统的可用性,未来该系统可用于注塑机等机电设备永磁同步电机控制的实际工程中.

基于改进型环路滤波器的单相锁相环

针对单相锁相环(Phase-lock Loop,PLL)受PI控制器饱和抑制造成滤波性能不足这一问题,提出了一种基于改进型环路滤波器的单相锁相环。该锁相环通过增加抗饱和PI控制器,改进环路滤波器,提高滤波性能。在输入同时含有直流和谐波干扰情况下,对电网实时相位进行锁相跟踪,可以明显提高锁相精度。利用Matlab/Simulink平台对改进型单相锁相环在电网畸变时的适应性、抗干扰性进行仿真分析。并基于TMS320F28335 DSP芯片为核心的实验平台进行实验验证,结果表明,该方法能快速准确地跟踪系统频率变化,达到锁相效果。

基于嵌套饱和的输入约束浮空器非线性控制

提出用嵌套饱和函数描述的控制律形式,可以同时解决速率和幅值约束的控制问题.建立浮空器的三自由度模型,将除螺旋桨推力外的其他作用力作为扰动项,进而把该系统化为类积分链式系统;基于嵌套饱和控制理论,研究了类积分链式系统的控制输入幅值及速率约束与控制器饱和函数参数的关系;以浮空器为研究对象,进行纵向和横向通道解耦控制器设计,实现控制系统输入的幅值和速率有界.利用Lyapunov稳定性原理证明了系统的全局稳定性,分析了可调控制器参数对改善系统的动态性能的影响,在考虑风扰动的情况下,仿真验证了控制器的有效性和鲁棒性.