基于模型参考自适应算法的非线性结构损伤识别

许多工程结构在遭受飓风、地震之类的动荷载时,存在迟滞非线性现象,因此,对其结构参数进行实时辨识显得尤为必要。针对迟滞非线性结构的力学性质,采用一种基于模型参考自适应算法的参数辨识方法。该方法能够追踪时变的参数,检测损伤,包括损伤的大小和位置,以及损伤发生的时刻。数值仿真的结果表明,该方法对参数变化具有敏感性,非线性结构的仿真结果证实了该方法能够有效检测结构的损伤。

激光弹道修正弹的模型参考自适应制导方法

在实际飞行过程中,二维激光弹道修正弹通常先设定期望弹道,生成修正指令使其沿着期望弹道飞行。为抵抗环境干扰,文中提出模型参考自适应的制导方法,基于终端滑模理论的自适应算法使实际弹目视线角收敛到预期弹目视线角附近小范围内。仿真结果显示,提出的方法可以准确拦截目标,并具有优异的量测噪声抵抗特性。

基于状态输出反馈自适应模糊控制的导弹控制系统设计

针对空空导弹直接力/气动力复合控制问题,提出了一种基于模糊控制和模型参考自适应控制的导弹直接力/气动力复合控制系统。首先建立了直接力/气动力复合控制空空导弹在俯仰通道上的数学模型,分别设计了纯气动舵与直接力/气动力复合的三回路自动驾驶仪。对于直接力/气动力复合驾驶仪直接力难以控制的问题,引入模糊控制对直接力装置的工作时间进行控制并设置了更合适的分配比例,采用状态空间的输出作为反馈,构建模型参考自适应算法优化系统,减小系统的超调量。仿真结果表明,使用该模糊控制和自适应控制设计的控制系统可以使直接力/气动力复合控制导弹更快更准确地跟踪输入指令。

基于新型自适应滑模观测器的BLDC控制

为了改进无刷直流电机(BLDC)无位置传感器控制系统的性能,提出了一种新型自适应滑模观测器对转子位置与转速进行估计,该观测器构建了一种新型切换函数代替传统符号函数,使得控制系统不必外加低通滤波器和相位补偿模块就可以获得平滑的线反电动势观测值,进而得到转子位置。应用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论,设计模型参考自适应算法对转速进行估计,该自适应算法不受切换纹波的影响。仿真和实验表明,所提方法能够准确估计无刷直流电机线反电动势及转速,有效地抑制了转矩纹波,提高了整个系统的稳定性、快速性及鲁棒性。

基于MRAS-EKO算法的转动惯量在线辨识

在交流永磁同步伺服系统中,转动惯量和机械特性的变化会对系统动态性能产生影响。由于转动惯量和负载转矩变化等扰动因素未知,伺服系统难以实现良好的控制效果,在线辨识转动惯量和扰动转矩是实现伺服系统高性能控制的前提。为解决上述问题,研究了基于变增益模型参考自适应算法(MRAS)与扩展卡尔曼观测器(EKO)结合的复合控制(MRAS-EKO)算法,由EKO在线辨识扰动转矩,扰动转矩作为MRAS在线辨识转动惯量的输入变量,可提高转动惯量在线辨识精度。仿真验证了复合控制算法具有可行性,扰动转矩与转动惯量辨识精度高,速度收敛快,系统稳定性好。

变速抽水蓄能机组自启动过程控制策略

变速抽水蓄能机组在电动状态下运行时,传统启动方式存在需要额外的启动装置,以及测速编码器会降低控制系统可靠性的问题。采用定子绕组短接的控制策略,实现了机组的自启动,避免附加设备的使用,节约机组建造成本;采用模型参考自适应算法,估算机组的转子转速和位置角,实现了无位置传感器控制。仿真结果表明,采用的自启动方案是有效、可行的,转速和位置角估计误差在可接受范围内。

基于全阶状态观测器的直线牵引电机励磁电感在线参数辨识

直线电机在运行过程中,在动态边端效应的作用下,电机参数会发生改变,导致控制性能恶化。该文以中低速磁悬浮列车直线电机为研究对象,以提高直线电机矢量控制性能为研究目标。首先,给出直线电机在α-β坐标系下的数学模型,推导以定子电流、转子磁链为状态变量的状态空间方程;然后,建立直线电机的全阶观测器模型,并详细推导得到增益矩阵;在此基础上,以状态空间方程作为参考模型,以全阶状态观测器模型作为可调模型建立模型参考自适应系统,并选择波波夫超稳定性理论作为自适应律,得到直线电机励磁电感在线辨识算法,并实现直线电机运行在不同工况时励磁电感的在线辨识。最后,将该辨识算法进行仿真及实验验证,结果验证了该算法的正确性。

总线型感应电动机全电式综合测试系统

为提高感应电机测试系统的性能,研究了一种只需检测电机定子电压、电流的全电量式综合测试系统。详细推导了感应电动机的电机功率和转矩表达式,引入模型参考自适应算法用于电机转速的间接观测,进而在无需安装机械式传感器的前提下实现了电机电参数的测量。为增强系统的适应场合,采用Profibus总线进行数据传送,给出了数据通信协议、系统结构组成以及软硬件设计方法。试验表明,该系统有效地降低了成本,减小了体积,提高了灵活性和可靠性。

磁链微分反馈的双馈风力发电机无速度传感器控制

针对双馈风力发电机无速度传感器模型参考自适应算法中纯积分环节造成的直流偏置和定子磁链振荡问题,提出磁链振荡改进控制策略。以分析双馈电机定子磁链振荡产生的因素为基础,建立定子磁链振荡模型,并通过对双馈电机定子磁链定向矢量控制原理的分析,提出将模型参考自适应算法中的定子磁链观测与双馈电机矢量控制结合起来考虑,利用定子磁链微分反馈和有功电流共同作用来抑制观测定子磁链振荡的控制策略。实验分析表明,该方法能有效抑制定子磁链的振荡和过冲,准确观测双馈电机转速,在亚同步速、同步速、超同步速3种状态下具有良好的动静态性能。

引入比例谐振调节器的双馈电机转子电流无速度传感器控制

双馈风力发电机转子电流模型参考自适应系统(MRAS)的转速估算方法中,由于定、转子电压、电流采样信号的漂移及AD转换的偏差,致使所估计的双馈电机转速幅值中呈现不同程度的交流脉动。针对此问题,提出了在自适应实时调节机构中,采用PI并联比例谐振(PR)控制器共同作用的控制策略。该方法可消除转速估计中角频率和转差频率的交流脉动,实现转速精确估计,提高双馈电机发电质量。基于10 k W的双馈风力发电模拟平台进行了实验研究,通过与PI控制对比验证了PI并联比例谐振控制的优越性。

带动子质量补偿的高刚度直线伺服系统研究

为减少各种扰动对直线电机伺服系统的影响以获得更高伺服性能,提出一套带动子质量补偿的高刚度直线伺服系统控制方案。该方案在综合分析系统刚度主要影响因素的基础上,针对负载质量变化所引起的干扰,采用模型参考自适应算法辨识电机动子质量变动,并对其进行补偿;针对控制器增益过高引起系统稳定性下降问题,采用变增益PI控制使系统获得高刚度并保持良好稳定性。仿真结果表明系统具有良好动、静态性能,一定程度上解决了快速性和稳定性之间的矛盾。