基于改进分数阶模型参考自适应系统的PMLSM-DFC

针对分数阶模型参考自适应系统(Fractional Order Model Reference Adaptive System,FOMRAS)在永磁直线同步电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)直接推力控制(Direct Force Control,DFC)下转速估计误差大、响应速度慢、抗干扰能力差等现象,提出一种改进FOMRAS算法,即速度辨识中使用改进的分数阶自适应律,对转速进行跟踪,减小推力响应的抖动,确保估计值快速逼近真实值。运用于DFC中,实现无速度传感器控制。仿真结果表明:采取改进FOMRAS的无速度传感器PMLSM-DFC,抗扰动能力明显加强,具有良好的动静态能力,确保了系统稳定性。

基于模型参考自适应自抗扰的风电系统最大功率控制

为实现直驱永磁同步发电机(permanent magnet synchronous generator,PMSG)的最大输出功率追踪,构建了一种基于模型参考自适应自抗扰控制的永磁同步风力发电系统最大功率控制系统。首先,搭建模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)来估算风力发电系统的角速度,实现控制系统的无位置控制,并对MRAS中的PI反馈自适应无法快速跟踪转速且具有超调等问题,提出伪微分反馈自适应率,有效提升无位置控制的精度;同时,为提高PMSG动态响应性能,增强PMSG的抗干扰性能,增强出速度环自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)策略,可以很好地进行风速跟踪,确保在不同风速下实现最大功率追踪。仿真结果表明,当风速变化较小时所提控制策略转速估计误差很小,而传统MRAS控制策略初始位置估计误差超过了10 rad/s,同时动态过程中也存在一定的跟踪误差,当风速变化剧烈时所提控制策略转速跟踪误差不是很大,而传统MRAS控制策略误差超过10 rad/s。研究结果表明,所提控制策略可以准确地追踪转速,并具有较好的动态性能。

基于滑模模型参考自适应系统观测器的永磁同步电机预测控制

针对一种三电平驱动的永磁同步电机控制系统,设计了一种无速度传感器有限集预测控制策略。首先,针对三电平逆变器驱动电路,采用有限集预测控制策略将其开关控制矢量看成一个有限集,在此有限集中搜索使目标函数最优的开关矢量,目标函数选择为输出误差电流,保证了电机定子电流波形的质量。其次,基于滑模模型参考自适应系统(MRAS)方法,利用电机本体的参考模型与电流模型的输出误差构造滑模面,设计了电机速度观测器,以改善位置和速度估计精度并提高系统的鲁棒性,并分析证明其稳定性。实验结果表明预测控制器较传统PID控制器能够提高定子电流波形质量,同时观测器能够较精确地估计永磁同步电机转子位置和速度,具有较好的鲁棒性。实现了对永磁同步电机的无传感器预测控制。

永磁同步电机矢量控制双滑模模型参考自适应系统转速辨识

编码器的使用降低了永磁同步电机矢量控制系统的可靠性和耐用性,且某些场合无法安装编码器。理论上可以通过永磁同步电机的电压和电流实时计算出电机的转速和转子位置角度。该文提出了一种基于双滑模模型参考自适应系统(model reference adaptive system,MRAS)的永磁同步电机无位置传感器控制策略。其中,参考模型为永磁电机本身,可调模型为永磁电机电流模型。利用两模型输出的偏差构造了2个滑模面,将通过滑模算法获得的等效控制进行运算即可获得电机的转速和转子位置角度,并分别用于矢量控制系统的速度调节和坐标变换。在理论分析的基础上进行了仿真研究,仿真结果表明所提出的观测方法是有效的。

基于改进模型参考自适应系统的永磁同步电机参数辨识

针对永磁同步电机多参数辨识时,数学模型存在的欠秩问题,提出一种改进模型参考自适应系统的分步在线辨识方法.该方法采用Popov超稳定性理论设置自适应律,可以保证辨识时系统的稳定性;在改进的模型参考自适应系统中,首先辨识定子电阻、转子磁链,待两个参数辨识结果稳定后,再辨识直交轴电感.这样在同一个模型中实现多个参数辨识,克服了由于数学模型欠秩问题而导致辨识结果的不确定性.仿真结果表明,本文设计的方法辨识速度较快,辨识度高,具有一定的实用性.

基于变结构模型参考自适应系统的永磁同步电机转速辨识

提出了一种新颖的变结构模型参考自适应观测器,用于永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识。该方法将变结构控制与模型参考自适应系统(modelreferenceadaptivesystem,MRAS)进行有机的整合,选取永磁电机本身作为参考模型,而选取永磁电机电流模型作为可调模型,利用两模型输出的误差构造了一个滑模面。理论分析和仿真结果表明,所提出的永磁电机无速度传感器矢量控制系统的转速辨识方法具有较强的鲁棒性和令人满意的动静态性能。

模型参考自适应无速度传感器技术在永磁直驱风力发电系统中应用

针对直驱风力发电系统(DDWPS)中测速码盘容易受到干扰的问题提出了一种模型参考自适应系统(MRAS)无速度传感器永磁同步发电机(PMSG)控制方案。选择PMSG本身作为参考模型,电机的电流模型为可调模型,可调模型中的电流和转速量为待估计参数,根据利用Popov超稳定理论得到的自适应律实时地调节可调模型中的电流值,使其与电机定子的实际电流矢量误差收敛于零,同时使可调模型中的转速逼近实际值。利用估计到的转速进行永磁直驱风力发电机的电流闭环矢量控制,电网侧采用PWM整流器的有源逆变工作方式实现直驱系统背靠背变流器的并网发电。给出了DDWPS背靠背变流器的详细控制框图。通过仿真和实验验证了基于MRAS的转速估计方法及DDWPS背靠背变流器控制方案的正确性和可行性。

基于交互式模型参考自适应系统策略的无速传感器矢量控制系统

在感应电动机无速传感器矢量控制系统中,在负载条件下转子速度估计的精确度对电机内部模型参数误差非常敏感。为消除速度估计误差,电机参数通过一交互式模型参考自适应系统(MRAS)在线辨识。通过转子磁通定向控制策略在数字信号处理器中的应用描述了速度估计对参数变化的鲁棒性。实验结果证明了该控制系统的有效性以及速度估计具有较高的精确度。

Delta机构伺服系统模型参考自适应建模

为了获得Delta机构伺服系统的低阶数学模型,提出了基于Lyapunov稳定性理论的模型参考自适应建模方法,将机构单条运动链看做一个整体作为被控对象,以动态特性优良的二阶系统作为参考模型,通过试验使可调系统和参考模型达到精确匹配,最终推导出Delta机构伺服系统的低阶模型。为考察试验所得低阶模型和实际伺服模型的逼近程度,对两模型在16 s内连续输入4 000个脉冲信号时,两模型输出相差在±0.000 126弧度以内,证明所得模型具有较高的精确度。

伺服电动机系统模型参考自适应建模方法

提出了一种基于模型参考自适应系统的建模方法,以动态特性优良的低阶系统为参考模型,以伺服电动机系统为被控对象,基于Lyapunov稳定性理论建立模型参考自适应系统,通过试验使可调系统和参考模型达到精确匹配,然后推导了伺服电动机系统的低阶模型。结合实例,利用该方法得出了伺服电动机系统的二阶模型,对该模型和伺服电动机系统在20 s内连续输入50 000个脉冲信号时,两者输出相差在±0.000 63 rad以内,证明了所获得的模型具有较高的精确度。

感应电机模型参考模糊自适应矢量控制系统研究

针对基于转子磁链模型参考自适应法的感应电机矢量控制系统性能受转子参数影响较大的问题,分析磁链观测器对转子参数的敏感性,提出了一种基于转子参数辨识和模糊控制的感应电机无速度传感器控制方法。该方法通过基于定子电流模型的模型参考模糊自适应系统来估计电机转速和转子参数,其中转速自适应率采用参数自调整模糊控制方法进行设计,并在线辨识转子参数,以提高转速和磁链的观测精度、减小参数摄动影响。仿真结果表明该系统具有较强的鲁棒性和自适应性。

基于粒子群优化的BP神经网络模型参考自适应控制系统

将粒子群优化的BP神经网络作为模型,参考自适应控制系统的控制器,把参考模型输出与系统实际输出的均方误差作为PSO-BP神经网络的适应函数,通过PSO算法强大的搜索性能使自适应控制系统的均方误差最小化。仿真实例结果表明,基于粒子群优化算法的BP神经网络自适应控制系统收敛快、精度高,有较好的网络的泛化和适应能力,能够很好地控制系统的输出跟随参考模型的输出。

基于系统辨识的模型参考自适应控制

介绍了荷兰Twente大学控制工程系研发的先进控制实验平台的基本组成、功能和基于机电一体化设计软件20-sim。以先进控制演示仪为研究对象,在20-sim环境下建立了系统的图标化数学模型,并从理论上对模型作了降阶分析。根据系统辨识的模型参考自适应控制(MRAC)原理,编制了模型参考自适应和Lyapunov求解模块。采用线性二次型调节器为控制模块,构成了完整的先进控制演示仪的MRAC控制系统。该系统仿真结果显示所建立的模型针对性强,可用于各种先进控制策略的仿真研究。

步长加速法在模型参考自适应系统的设计中的应用

本文在系统设计中采用步长加速法选择合理的参数，同时，对系统进行了结构上的改造。仿真实验表明采用步长加速法结构可以明显改善系统的性能。

基于神经网络补偿的广义离散模型参考自适应控制系统设计

用一个常规线性模型对被控对象进行辨识,线性模型辨识的余差用一个神经网络进行补偿,线性模型和神经网络共同构成对象的辨识模型。利用参考模型的输出状态和被控对象的预测值,提出了适于任何形式被控对象的广义离散MRACS设计方法,适用于线性、非线性、最小相位和非最小相位系统。仿真结果表明,系统响应速度快,能够跟踪任意给定的参考序列,具有较强的鲁棒性和较好的控制精度,从而拓宽了模型参考自适应控制的应用范围。

模型参考自适应系统全阶观测器的一种电压误差补偿方法

针对MRAS全阶观测器,分析了死区时间和管压降引起的定子电压误差对磁链观测的影响及定子电压误差和电流观测误差之间的关系,提出了定子电压基波分量幅值误差补偿和定子电压直流分量误差补偿方法并进行了仿真,结果表明了此方法的有效性。

基于模型参考自适应系统的模块化磁通切换永磁直线电机无位置传感器控制

磁路互补型模块化磁通切换永磁直线电机(简称MLFSPM电机)的永磁体和电枢绕组都置于初级短动子,而次级长定子仅由导磁铁心组成,定位力小,应用在长定子场合可大大降低成本。基于MLFSPM电机d-q轴数学模型,建立了MLFSPM电机基于模型参考自适应法(MRAS)的无位置传感器控制系统,分析了该无位置传感器控制系统的速度估算误差,证明了系统的可行性。同时,分别对该系统在速度突变、低速运行、负载突变以及带载工况下的动静态性能进行了仿真与实验研究,结果表明该系统速度波动小,速度估算准确,电机运行平稳,系统鲁棒性好,具有良好的动静态特性。

基于模型参考自适应系统的电磁轴承支承转子不平衡量辨识及振动抑制

针对电磁轴承支承转子质量不平衡引起的同频振动问题,提出了一种基于模型参考自适应系统(model reference adaptive systems,MRAS)的转子不平衡量辨识与在线补偿相结合的算法,该算法鲁棒性强且能够有效简化控制器结构。针对转子在两个轴承平面内的等效不平衡量,提出了基于模型参考自适应的不平衡量辨识算法,根据Popov超稳定性理论进行自适应律设计并通过设计相位补偿角保证辨识算法在全转速范围内的稳定性;针对模型误差和复杂工况带来的系统参数变化,根据辨识结果生成补偿电流的初始值,并利用同样的模型参考自适应算法对补偿电流进行在线微调,从而在保证补偿精度的前提下大大提高了算法的收敛速度。仿真分析和实验研究结果表明:所提算法能够使两端轴承处的转子振幅在0.2 s内迅速衰减并保持稳定,对振动位移中的转速同频分量抑制效果达到90%以上,且能够自适应转速的变化。所提算法能快速准确地抑制不平衡所引起的转子振动,可满足多种场合下对转子高回转精度的要求。

异步电动机无速度传感器模型参考自适应控制

针对异步电机运行过程中参数易发生变化的问题,基于扩张状态观测器的思想,将可变的电机参数作为扰动项,设计一种带有反馈补偿的转子磁链观测器,并结合模型参考自适应系统实现异步电机无传感器矢量控制。将此转子磁链观测器作为模型参考自适应系统中的参考模型,克服电压型磁链观测器的纯积分漂移问题。仿真结果表明:在电机定转子互感发生20%偏置的情况下,所提算法转速辨识误差最大为0.3%、转速超调量仅为0.83%、转矩脉动减小了38%,具有良好的转速辨识精度和抗扰动能力。

一种能确保系统稳定性的模型参考自适应控制系统设计方法

本文在文献［1］的基础上，提出了一种能确保系统全局稳定性的基于局部参数优化原理设计模型参考自适应控制系统的方法。仿真试验结果表明，当系统参数发生变化时这种方法确能保证系统的全局稳定性，且收敛速度较快。