永磁伺服系统转速跟踪控制与数据驱动的参数设计方法

在永磁伺服控制系统中,传统的转速控制策略在低频段存在幅值与相位偏差问题,降低了转速跟踪控制精度。为解决该问题,该文提出了一种高精度的转速跟踪控制策略与数据驱动的参数设计方法。主要思路是在转速控制环节串联一个滞后-超前补偿器,用以校正低频段的幅值与相位;以低频段补偿后的幅值及相位误差最小为优化目标,同时约束补偿器在全频带范围内的最大幅值增益和相移,设计了一种数据驱动的补偿器参数优化方法,并对补偿后控制系统的性能进行了分析评估。实验结果表明,基于实验数据所设计的补偿器在转速指令频率小于1 rad/s的低频段区间内,转速跟踪误差小于2 r/min,相较于传统方法控制精度显著提升;在跟踪转速阶跃指令时,该文方法和传统方法的控制效果相当,这说明该文方法在改善低频段跟踪性能的同时,保持了控制系统在中高频段原有的幅频和相频特性。

基于迭代学习与小波滤波器的永磁直线伺服系统扰动抑制

针对迭代学习控制(ILC)算法抑制永磁直线同步电机(PMLSM)周期性扰动时存在非周期分量影响问题,提出一种迭代学习控制算法与小波滤波器相结合的扰动抑制方法。通过重构输入误差信号,剔除非周期分量,从而使设计的PMLSM伺服系统迭代学习控制器快速收敛,减少了迭代次数。提出通过实验确定ILC中L形滤波器参数的方法。实验结果表明,与不带小波滤波器及传统PID比较,所提出的控制方法能够使系统的跟踪效果更好,且保证了在较少迭代次数下,被控系统的输出轨迹能精确地收敛到期望轨迹。

基于滑模和神经网络的永磁直线伺服系统控制

针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略 .该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾 .滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能 ;神经网络输出反馈控制器对系统参数变化和阻力扰动 (包括直线电机的端部效应力 )进行很大程度的抑制 ,并可以削弱滑模控制的抖振对系统稳态性能的影响 .仿真结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时 。

永磁直线同步伺服系统采用神经网络实现的实时IP位置控制器的在线设计

针对永磁直线同步电机ＰＭＬＳＭ 伺服系统中的诸多不确定性问题， 提出了采用神经网络来实现实时积分－ 比例ＩＰ 位置控制器的在线设计。本文所提出的神经网络结构合理、简单，权值具有明确物理意义和可以在线快速调整的特点， 以便进行实时控制。用由递推最小二乘估计器ＲＬＳ和负载扰动力观测器构成的估计器来估计动子质量、粘滞摩擦系数和负载扰动力。将观测的负载扰动力前馈， 进一步增强系统的鲁棒性。

自适应神经元实现的直线永磁同步电机伺服系统的预见前馈补偿

介绍了高精度微进给直线永磁同步电机伺服系统的 IP位置控制 ,提出了对该系统的最优预见前馈补偿 ,以提高系统的跟踪性能。为了能适应系统参数的变化 ,采用自适应神经元来实现预见前馈补偿。自适应神经元的输入向量为预见步数 ,权值为预见前馈系数 ,权值具有明确的物理意义 ,而且权的初始值不是随机数 ,而是系统在额定情况下算出的预见前馈系数 ,从而加快了神经元的调整速度 ,提高了系统的跟踪能力。

永磁直线伺服系统专家自适应PID控制的研究

研究专家自适应比例积分微分(PID)控制器在直线电动机伺服系统中的应用,并利用MATLAB/Simulink平台进行数字仿真。结果表明,与常规PID控制相比,提出的控制器提高了直线电动机伺服系统的静态和动态性能,使电动机在负载发生改变时的转速超调量减小,且转速更快地趋于稳定,是一种控制思想简洁、硬件实现方便的闭环控制调节方案。

基于神经网络给定补偿的交流永磁直线伺服系统滑模控制

针对直接驱动的永磁直线同步电动机 (PMLSM )伺服系统 ,应用滑模变结构控制理论设计了一种具有强鲁棒性的速度控制器。为使系统具有自学习能力 ,削弱滑模控制所引起的“抖振” ,采用基于神经网络前馈给定补偿的滑模控制策略。仿真结果表明 ,该方案有效地克服了永磁直线同步电机特有的端部效应所产生的推力波动对系统的影响 ,对参数变化及阻力扰动具有很强的鲁棒性 。

永磁同步直线伺服系统的纹波推力补偿

针对纹波推力对永磁同步直线伺服系统的影响,提出了一种纹波推力补偿策略:基于纹波推力自适应补偿的永磁同步直线伺服系统位置控制。在这种控制策略中,首先采用快速傅里叶变换分析推力电流来离线提取纹波推力的特征频率,有利于纹波推力数学模型的简化,再通过递推最小二乘算法在线辨识纹波推力的模型参数,结合纹波推力的特征频率和模型参数,动态地实现了纹波推力的精确估计,最后将纹波推力估计模型直接作用于永磁同步直线伺服系统,对推力电流进行前馈补偿控制,从而实时抑制纹波推力。实验结果表明,采用所提的补偿策略,最大位置跟踪波动误差从补偿前的50μm左右下降到补偿后的不足20μm,位置控制性能得到明显改善,对高性能永磁同步直线伺服系统的抗扰动策略研究具有重要的理论和现实意义。

直线永磁同步伺服系统的滑模-神经网络控制

针对直接驱动的直线永磁同步伺服系统,提出一种基于滑模控制和神经网络控制相结合的双自由度控制策略。滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能;神经网络输出反馈控制器对系统参数摄动和外在阻力变化进行抑制,并削弱了滑模控制引起的系统抖振。该控制策略很好地解决了直线永磁同步伺服系统的跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾。仿真结果表明该方案在保证伺服系统快速性的同时,对参数摄动和阻力扰动(尤其是非线性时变扰动)具有很好的鲁棒性。

基于改进型速度滑模控制器的永磁直线同步电机伺服系统

针对微分滑模控制降低系统稳定性和滑模控制固有的抖振问题,并对变指数趋近律滑模控制存在的不足进行改进,研究了一种新型积分滑模控制器,并将它应用于永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的速度环控制中。通过MATLAB/Simulink及MATLAB编程搭建PMLSM伺服系统仿真模型。仿真结果表明,与传统PI和变指数滑模控制相比,新型滑模变结构控制器不仅能有效抑制滑模变结构的抖振,还增强了控制系统的快速性和鲁棒性。这为进入下一步系统平台试验提供了理论和仿真依据。

交流永磁直线伺服系统的神经网络—滑模双自由度控制

文章针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略。该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾。采用滑模控制方法设计输入控制器 ,保证系统对给定的快速跟踪性能 ;输出反馈控制器采用神经网络来实现 ,对系统参数变化和阻力扰动 (包括直线电机端部效应引起的推力波动 )进行很大程度的抑制。并可以消除扰动引起的滑模控制抖振对系统稳态性能的影响。同时 ,滑模控制的快速性又能大大加快神经网络的收敛速度。仿真实验结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时 ,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性 。

基于迭代学习的永磁直线伺服系统扰动抑制

针对具有重复运动特性的永磁直线同步电机(PMLSM)位置伺服系统,提出一种基于迭代学习(ILC)算法优化系统位置输入信号的控制策略。该迭代算法具有级联式结构,可在不改变原直线伺服系统控制算法的前提下,更好地抑制齿槽效应力、端部效应力、摩擦力、波纹推力等重复性扰动对系统的影响,且能很好的消除由跟踪滞后造成的位置误差。仿真实验结果表明,与原直线伺服控制方法相比,所提出的迭代学习控制策略能够显著提高PMLSM伺服系统位置跟踪精度和响应速度。

永磁同步直线电动机位置伺服系统矢量控制

采用矢量控制方法构建永磁同步直线电动机位置伺服系统,并利用SVPWM技术中对两种不同空间矢量合成,进行PWM波的谐波分析。给出了磁场定向矢量控制的软件实现思路,介绍了以IR2130为驱动芯片的驱动电路硬件原理。实验结果表明,该直线电动机位置伺服系统控制效果良好。

永磁直线交流伺服系统及其控制

介绍了一套永磁直线交流伺服系统,实验结果证明了该系统具有良好的伺服性能,有良好的实际应用价值。

高性能永磁直线同步电机鲁棒速度伺服系统的研究

文章针对高性能永磁直线同步电机 ( PML SM)速度伺服系统的要求 ,首先提出了一种基于传统观测器导出的辨识方法 ,对负载阻力、动子质量 ,粘滞摩擦系数进行在线辨识 ,实时补偿上述 3个参数变化所造成的推力扰动。其次 ,设计了一个时滞补偿器 ,对逆变器电路电力传输滞后和转速测量滞后所造成的系统动态性能下降进行了补偿。最后 ,结合 IP速度控制器设计了一高性能永磁直线同步电机速度伺服系统。仿真实验表明 ,所设计系统具有很强的鲁棒伺服性能。

永磁直线伺服系统的l_1速度控制器设计

永磁直线伺服系统具有高速、高响应和直接驱动等优点,但负载扰动及系统参数变化会降低系统的伺服性能,为了削弱上述不确定性因素的影响,采用l1控制方法设计速度控制器。基于直线电机离散模型,利用youla参数化法将l1速度控制器设计转化为匹配模型最优控制器Q的设计。从给定的控制器阶数出发,将无限维的l1问题转化为有限维的线性规划问题。仿真结果表明,该控制策略不仅具有良好的快速跟踪性能,而且对系统参数变化和外部扰动具有很强的鲁棒性。

基于滑模观测器的永磁直线同步伺服系统

针对永磁直线同步电机伺服系统,提出滑模速度观测器和P-IP位置控制策略,来实现参考位置信号的跟踪控制。详细分析了滑模速度观测器的模型结构,给出观测器增益值的确定方法和速度观测算法。详细分析了P-IP控制器的结构和参数确定方法。采用高性能DS1103控制器作为控制核心,搭建永磁直线伺服系统。实验结果表明,滑模观测器能够准确观测动子直线速度和位置,所提出的位置控制系统具有准确的跟踪能力,对外部扰动具有很强的鲁棒性。

基于DSP的全数字式永磁同步直线电动机伺服系统

根据高档数控机床对伺服系统高速度、高精度和高动态性能的需求,介绍了一种以数字信号处理器(DSP)为控制器核心,以智能功率模块(IPM)为驱动器,采用空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制技术的全数字式永磁同步直线电动机(PMLSM)伺服系统。详细说明了伺服系统控制器、驱动器和检测电路的结构,阐述了直线电动机矢量控制的原理,分析了直线伺服系统的软件结构及主程序和定时中断服务子程序的流程。由于伺服系统硬件结构的简化,使得伺服系统具有较高的可靠性和适应性。

永磁交流伺服系统直线位置的控制与实现

随着自动化控制水平的不断提高,越来越多的工业控制现场要求设备能够实现精确定位。因此,如何更方便、更准确地实现位置控制是现代工业控制领域的一个重要问题。目前,永磁交流伺服系统被广泛应用于位置控制领域。

永磁直线伺服系统二自由度H_∞控制器设计

对永磁直线伺服系统速度提出基于模型匹配的二自由度H∞动态控制器设计。将二自由度控制与H∞控制相结合,在建立模型匹配二自由度H∞控制系统状态空间模型的基础上,将直线伺服系统的速度动态控制器设计问题归结为标准的H∞控制问题,通过求两个Riccati方程的解得到H∞控制器,以保证永磁直线伺服系统的鲁棒性。仿真实验结果表明,用该方法设计的永磁直线伺服系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定的效果,满足数控机床及机器人等高精度系统对直线伺服速度控制的要求。