基于高增益比例积分观测器的液压伺服系统全局快速终端滑模控制

针对受不确定性影响的非线性液压伺服系统,设计了一种基于高增益比例积分观测器的全局快速终端滑模控制方法。首先,采用输入输出反馈线性化方法对非线性模型进行线性化处理,使其适用于观测器与控制器的设计结构,其中比例积分观测器用于估计包括建模误差、外部干扰和测量噪声等综合不确定性,全局快速终端滑模控制器用于快速补偿观测器误差,从而进一步提高控制系统的鲁棒性。此外,根据李亚普诺夫稳定性理论证明了整个闭环系统的稳定性。最后,将所设计方法与传统PID控制以及传统滑模控制方法在相同的不确定性环境下进行了对比实验,实验结果表明所提方法具有更快的响应速度、更高的跟踪精度与抗干扰能力。

采用转子位置跟踪PI控制器的非凸极式永磁同步电动机的无传感器速度控制

本文介绍了一种新型无高频信号注入或特殊脉宽调制模式的非凸极式永磁同步电动机驱动的转速估算方法。这种方法基于驱动系统中载有转子位置误差信息的d轴电流调节器的输出电压。转子转速可以通过转子位置跟踪比例积分控制器控制位置误差趋于零的来估算。零速或低速运行时,转子位置跟踪控制器中的PI控制器增益,依据所估算的转速具有多变的结构。为了提高PI控制器在零速附近的带宽,控制系统应用了一种环形恢复技术。这种方法只需要确定永磁磁链。且对参数估算的误差及变化不敏感。设计人员能够轻松决定可行的运行范围,使其拥有期望的带宽及低速时完成矢量控制的能力。试验结果表明,所述的无传感器算法在额定负载条件下取得了令人满意的效果。

基于模糊PI模型参考自适应的高速永磁同步电机转子位置检测

针对高速永磁同步电机转速高、调速范围宽的特点,该文提出了一种模糊PI模型参考自适应(model reference adaptive system,MRAS)观测器,实现了永磁同步电机转子位置检测。此方法将模糊PI调节器应用于模型参考自适应观测器,通过模糊控制器调整PI调节器的比例积分系数,以使PI调节器能在电机很宽的速度范围内都具有良好的动稳态性能,提高了模型参考自适应观测器对高速永磁同步电机转子位置的检测精度。最后,以带有风机负载的4 kW磁悬浮轴承高速永磁同步电机为研究对象进行了Matlab仿真和实验,实现了基于此方法的转子位置检测和速度估计,并分析了转子位置误差产生的来源以及补偿方式,证明所提方法适用于高速永磁同步电机的转子位置检测。

直流无刷电机位置跟踪伺服系统设计与仿真

为了设计高精度的直流无刷电机伺服控制系统,性能优良的位置跟踪控制器是其重要保障。基于直流无刷电机的工作原理,运用Matlab模糊工具箱建立其自动位置跟踪控制系统的计算机仿真模型,系统的电流和速度环采用PI控制,结合PID控制和模糊控制设计了系统位置环的模糊PID控制器。数字仿真结果表明,模糊PID控制的动静态特性优于传统单一的PID控制,对设计性能优良的直流无刷电机控制器具有借鉴意义。

风机用永磁同步电机无传感器转子位置检测方法

针对目前无传感器检测永磁同步电机转子位置方法存在对电机参数敏感的问题,提出一种通过控制直轴电流为零估算转子位置信息的新方法。基于直轴电流PI调节器中输出电压中包含转子位置误差信息,通过控制直轴电流为零,进而通过控制转子位置锁相环跟踪比例积分控制器的转子位置趋于零来估算出转子位置与转速。理论分析和试验结果表明:提出的无传感器算法只需永磁磁链,无需其它电机参数,算法十分简单,在20%额定转速以上都能准确地检测到转子位置和转速,适用于功率等级宽泛的暖通、工业净化风机用永磁同步电机。

电动式位置扰动力矩伺服系统的控制方法仿真

在位置扰动型力矩伺服系统中,由于受力对象的运动给系统带来很大的位置干扰,给系统的校正和优化带来了困难,位置扰动型力矩伺服系统设计的主要任务就是消除它的多余力矩。针对多余力矩和参数变化问题,在建立电动式位置扰动型力矩伺服系统数学模型的基础上,提出了一种新的控制方法:采用单神经元自适应比例积分微分(PID)控制来抑制多余力矩和提高系统的控制性能。仿真结果表明这种控制方法有效地抑制了多余力矩的干扰,提高了系统的鲁棒性和跟踪性能。

主从微创手术机器人驱动器模糊比例积分微分控制研究

导管机器人微创手术要求驱动器控制系统具有快速响应、强抗干扰性以及对目标轨迹实时跟踪的性能。由于导管自身参数以及运动环境不断变化等因素,对驱动器采用传统比例积分微分(PID)控制时,PID参数一经整定后成为固定增益,不能适应对象参数和环境干扰而改变,影响位置跟踪精度,并可能产生较大的超调,危及患者血管安全。为此,本文采用模糊PID控制方法,在位置跟踪过程中对PID增益参数进行调整,用以改善系统的动态性能、抗干扰能力和位置跟踪精度。仿真结果表明,模糊PID控制方法具有快速准确的跟踪性能和较强的鲁棒性能,通过与传统PID控制的比较,验证了模糊PID控制在导管机器人微创手术中的可行性与实用性。