位置/电流两环结构位置伺服系统的跟随性能

位置闭环、速度闭环和电流闭环组成的三环结构,是目前被普遍认同的位置伺服系统控制结构。然而在某些特定场合,例如点对点运动控制场合中,重点是要求系统位置响应的动态性能,而对速度调节的性能要求并不高。这时,速度闭环不仅没有发挥作用,还作为控制结构中的串联环节,降低了系统位置调节动态响应性能。针对这些特定的场合,本文研究了全数字位置闭环和电流闭环组成的两环结构位置伺服系统,并利用阶跃响应性能和梯形响应性能,在相同命令信号和相同控制对象的条件下,与三环系统作比较。仿真和实验结果显示,两环系统的位置动态响应时间小于三环系统,并且两环系统中位置前馈复合控制同样可以使用,以减小梯形响应中稳态位置跟踪误差。两环系统应用到点对点运动控制的特定场合比较合适,但因没有速度闭环调节功能,系统应用到轨迹运动控制场合中有局限性。

差动轮系动态跟随性能研究

以差动轮系为研究对象,分析了三个基本构件之间的转速、转矩以及功率关系,在此基础上提出了相应的灵敏度与贡献度概念并获得对应的表达式。进一步研究了灵敏度与贡献度的影响参数以及影响规律并展开了相关的对比实验。研究结果表明:转速灵敏度和转矩贡献度只与差动轮系特性参数相关;转速贡献度和功率贡献度由特性参数以及轮系转速匹配关系共同决定。灵敏度与贡献度反映了差动轮系在运动中的动态跟随性能,对差动轮系的选型与设计有参考作用。

单环路复合行星齿轮系统动态跟随性能分析

以单环路复合行星齿轮系统为研究对象,分析了系统转速与转矩的影响因素以及调节方式,在此基础上提出了反映系统动态跟随性能的转速灵敏度与转矩灵敏度概念,并获得对应的表达式。此后进一步研究了转速与转矩灵敏度的影响参数以及影响规律,结合系统结构参数对传动效果的影响规律提出了基于动态跟随性能以及传动效果的系统设计准则。最后,通过试验验证了文中分析方法的正确性。研究结果表明:输出转速相对于输入转速灵敏度以及输出转矩相对于输入转矩灵敏度由差动轮系特性参数K以及封闭机构传动比iP共同决定,而输出转速与输出转矩相对于iP的灵敏度可通过选用合适的K来得到。

船用调距桨机液伺服装置跟随性能仿真分析

文章分析了调距桨驱动方式的船用动力推进系统的机液伺服装置的工作原理,建立了Amesim模型,从调距桨转速、机液伺服阀流量两方面分析了机液伺服装置的跟随性能.

VVT跟随性能问题解析

VVT的使用提升了发动机的动力性和经济性,降低了HC等有害污染物的排放,同时VVT的异常也会导致发动机的工作不稳定。主要对VVT跟随性能异常的几个原因及排查方法进行了阐述分析。

三角波脉宽调制电流控制有源电力滤波器电路参数与跟随性能的关系

三角波脉宽调制电流控制方法是有源电力滤波器APF(ActivePowerFilter)常用的一种控制方法,该方法电路简单,开关频率恒定,但跟随误差较大。根据三角波脉宽调制电流控制方法的跟随特性,发现补偿电流在一个周期内上升、下降时间不相等而造成误差较大,为此可控制其时间来减小误差,并根据控制条件得到了三角波参数与APF参数之间的关系。为了验证此关系的正确性,对三角波脉宽调制电流控制的单相并联型APF系统进行了仿真研究。仿真结果表明,若按此关系来选择三角波脉宽调制电流控制APF的参数,可提高跟随速度,减小跟随误差。

模式飞剪提高快速跟随性能的方案分析

模式飞剪位置跟随系统由数字与模拟两部分组成。模拟部分作为整个位置控制系统的一个环节 ,从提高系统的跟随性能出发 ,重点讨论模拟部分快速跟随的方案和措施。

模式飞剪提高快速跟随性能的方案分析

本钢热轧厂模式飞剪位置跟随系统由数字与模拟两部分组成。模拟部分作为整个位置控制系统的一个环节,从提高系统的跟随性能出发,重点讨论模拟部分快速跟随的方案和措施。

生物质燃气冷热电联供系统性能分析

为提高能源的利用效率，缓解传统能源短缺及其利用过程中带来的环境问题，设计了一种以内燃机为驱动装置的生物质燃气冷热电联供系统，对其能量流程进行了分析，并以北京市某面积为10000m2的宾馆为例，对该系统在热跟随和电跟随两种运行模式下的设备选型、燃料消耗量和补电量以及能效、经济和排放性能进行了分析比较。通过比较可知，联供系统在电跟随模式下比在热跟随模式下的一次能源利用率高4．3％，缩短投资回收期1．4年，但少减排254．9tCO3。因此，该生物质气冷热电联供系统在热跟随模式下的环境效益较好，在电跟随模式下的能源效益和经济效益更佳。

永磁同步伺服系统低速性能研究

本文简要介绍了永磁同步伺服系统的原理、构成,以及系统电流环速度环的设计,分析了处于低速和高速运行情况下系统的运行状况之间的差别。通过仿真和实验,研究了系统在低速运行情况下的速度跟随、负载扰动响应性能对调节器的不同要求,讨论了系统在低速运行范围内调节器参数的整定,以及借助于负载观测自动补偿负载扰动的方法。通过负载观测器参与系统控制,可以有效解决动态跟随调节和动态抗扰调节之间的矛盾。文章还给出了系统参数调整适当情况下的速度阶跃、负载扰动响应波形。从实验结果来看,借助于合适选择速度调节器参数、并将负载观测值引入系统进行抗扰调节,系统将具有很好的动态跟随和抗扰响应性能。

电动汽车驱动系统的闭环控制与性能研究

电动汽车驱动系统的控制策略是决定汽车整车动力性能的重要技术。对于电动汽车这样一个运动的控制单元,文章采取了闭环控制的方法对电动汽车的驱动系统进行研究。闭环控制策略可以消除或削弱系统受到的外界干扰,保证系统在整个过程中平稳的响应。同时对系统的动态特性进行了分析,得到了使系统保持和恢复稳定状态的跟随性能指标和抗扰性能指标。

异步电机全分数阶矢量控制系统的设计与实现

为实现异步电机的高性能控制,提出了一种基于全分数阶PIλDμ控制器的矢量控制系统设计方法。根据分数阶控制器的数学特征,确定矢量控制系统中分数阶电流环控制器和分数阶电压环控制器的形式;根据相位裕量、幅值及增益鲁棒性准则求出分数阶控制器的参数;在数值仿真中,采用Oustaloup递归滤波器来实现分数阶算子的近似和有理化,对比了同样设计标准下整数阶控制器和分数阶控制器在横转速、转速变化和负载突变下的动态性能。对所提控制方法进行了实验验证,结果表明:相较于采用整数阶PID控制器系统,采用电流转速双闭环全分数阶PIλDμ控制器系统的跟随性能和抗扰性能更优,使用分数阶的矢量控制系统能使阶跃响应的超调量和调节时间分别下降24.84%和7.35%,在输入变化的系统中分数阶的动态降落为整数阶的22.5%。研究结果表明,所提分数阶控制器的设计方法可用于异步电机高性能矢量控制系统。

应用于VSC-HVDC解耦和谐波抑制的控制策略

常规内模控制下的柔性直流输电(VSC-HVDC)系统存在有功、无功功率解耦效果不理想,动态性能有待提高等问题,文章在原有内模控制基础上添加前馈控制器,构成一种二自由度内模对系统进行解耦控制。针对VSC-HVDC交流系统5、7、11、13次谐波含量比较高,本文采用二自由度内模控制与改进重复控制相结合的控制方式对系统谐波进行补偿和抑制。为验证该方法的正确性和有效性,在PSCAD/EMTDC中的一个两端VSCHVDC系统模型进行仿真分析,结果表明该控制策略可以改善系统的跟随性能,实现对有功和无功功率较好的解耦,较大程度地抑制低次谐波,提高VSC-HVDC系统的电能质量。

一种分布式驱动电动汽车操纵稳定性控制算法

针对四轮轮毂电机独立驱动、四轮线控转向电动汽车的过驱动系统,以提高汽车的操纵稳定性为目标,提出了一种基于伪逆控制分配的控制算法。该算法以驾驶员对转向盘和加速踏板的操纵量为输入,通过伪逆控制分配,对汽车的前、后轮转角,4个车轮的驱动力进行控制。在Matlab/Simulink仿真环境下采用8自由度非线性车辆模型对所提出的算法,进行了正弦输入工况和双移线工况的仿真,并与采用常规控制方法时进行对比。结果表明,伪逆控制分配算法提高了汽车对驾驶员驾驶意图的跟随性能,并改善了汽车的稳定性。

基于分数阶PI速度控制器的永磁同步电动机控制

将分数阶比例积分控制器应用于交流永磁同步电动机的速度控制,来达到实现系统高性能控制的目的。本文重点研究了应用分数阶比例积分控制器作为速度控制器的交流永磁同步电动机速度控制系统的跟随性能。在相同条件下,对采用按照最优化设计的整数阶比例积分控制器的系统与采用分数阶比例积分控制器的系统,分别采用阶跃输入、三角波输入和正弦输入信号进行了仿真和实验研究。研究结果表明:采用分数阶比例积分控制器的系统响应速度和跟随性能均优于采用整数阶比例积分控制器的系统。

基于分数阶PD速度控制器的永磁同步电动机控制研究

为了实现交流永磁同步电机的高性能速度控制,提出一种能满足系统稳定性和鲁棒性要求的分数阶比例微分控制器。为评价该控制器的性能,将该控制器和采用最优化设计的整数阶比例积分控制器分别应用于同一系统进行了仿真和原型实验。结果表明:采用文中提出的分数阶比例微分控制器的系统响应速度、跟随性能和节能效果均优于采用整数阶比例积分控制器的系统。

地铁列车常用气制动故障特征提取

为了对地铁列车常用气制动的隐患进行挖掘,选择中继阀前端气缸容积(CV)实际压力与目标压力的跟随性能作为故障特征;利用地铁列车按模式运行的特点,根据CV目标压力变化情况,将常用气制动过程划分为减速阶段、停车保持阶段和缓解阶段等三个典型阶段.根据各阶段特点,提出了三种故障特征提取方法:相关系数法、平均绝对误差法和直接提取法,得到了6个故障特征.最后,在制动系统可靠性试验台上试验模拟了三类典型隐患故障,采用对故障隐患的响应准则,对比各故障特征量在隐患工况和正常工况时的幅值,探讨了各故障特征对不同隐患工况的识别能力,初步验证了隐患特征对不同隐患进行挖掘的有效性,为利用在途数据进行隐患挖掘提供了一个可行途径.

电动叉车EPS控制系统的设计与实现

基于飞思卡尔MC56F8257的DSC嵌入式开发平台,对EPS控制系统进行了软、硬件设计,通过ECU信号处理和助力电机驱动控制电路实现电动叉车的电动助力转向。从样机设计开发的角度,进行了电动叉车EPS台架实验,实验结果表明该系统开发简单、移植方便,具有较快的响应速度和良好的跟随性能,能够满足电动叉车对转向性能的要求。

基于两种分数阶比例微分控制器的PMSM速度控制研究

设计两种分数阶比例微分(FOPD和FO[PD])控制器并应用到交流永磁同步电动机(PMSM)速度控制。文章重点研究在PMSM速度伺服系统中应用两种分数阶比例微分控制器的跟随性能和能耗,并和常规的整数阶控制器经行比较。仿真和实验结果表明:设计的两种分数阶控制器的控制性能和节能效果都要优于常规的整数阶控制器,FO[PD]控制器的动态性能和跟随性能最好,而FOPD控制器的节能效果最好。

基于遗传二自由度的永磁同步直线电机PID控制参数优化研究

采用一种遗传二自由度的优化方法,研究了直线电机PID控制器参数的优化问题。首先,利用在传统PID控制器基础上增加目标设定值滤波器的方法,设计了一种二自由度PID控制器;采用遗传算法对二自由度PID控制器的参数进行优化,解决传统控制器在设定值跟随性能和干扰抑制特性不能达到共优的问题;将本文算法和传统PID算法进行仿真对比实验,结果证明,本文的参数优化方法具有调节时间短、设定值跟随特性优良且抗干扰性能好的特点。