带扰动补偿的永磁同步电机鲁棒H∞控制

为了提高永磁同步电机调速系统的抗干扰能力,提出了一种鲁棒H∞控制方法。首先,根据鲁棒H∞控制原理,提出了永磁同步电机H∞速度控制设计方法,并介绍了求解方法。设计加权函数时考虑了跟踪性能、干扰抑制、输出限制和模型不确定性。通过伯德图详细说明了性能加权函数对动态性能的影响,并给出了加权函数的设计方法。然后,在考虑参数不确定性和未建模动态的情况下,为进一步提高系统的抗干扰能力,通过Luenberger扰动观测器将扰动作为前馈补偿观测,并将其反馈到速度控制器中,以加速动态响应,增强对扰动的抑制能力。最后,通过试验对比了传统比例积分控制器、H∞速度控制器和所提的复合速度控制器,试验结果验证了所提复合速度控制器的有效性。

模块化永磁直线同步电机考虑制造公差的推力鲁棒性优化

模块化永磁直线同步电机(MPMLSM)具有效率与推力密度高、可靠性和可加工性好等优点,非常适用于长行程运输系统;缺点是批量生产中性能易受到加工公差的影响。针对这一问题,该文提出了一种考虑制造公差的综合多目标鲁棒优化设计方法。首先,基于六西格玛设计方法建立了鲁棒优化模型;其次,采用拉丁超立方采样方法在尺寸公差范围内根据正态分布规律进行抽样,模拟大规模生产时电机尺寸受公差影响可能会出现的各种变化;再次,在尺寸优化范围内均匀抽样构成足够的训练样本,由有限元软件仿真这些抽样方案的推力性能,并基于反向传播神经网络建立电机设计代理模型;然后,应用该代理模型对拉丁超立方采样得到的样本进行电机性能的计算,求解样本整体对应的各优化目标的均值与方差,进而计算多目标优化的适应度;最后,采用非支配排序遗传算法Ⅱ进行全局优化,得到鲁棒优化方案,与不考虑公差的确定性优化方案相比,验证了该方法的有效性。鲁棒优化方案虽然略微增加了电机体积和推力波动,但是其失效概率低,受公差影响小,更加符合产品批量生产过程中的质量要求。

电力营销系统用户访问权限的鲁棒自适应同步控制方法

为了实现电力营销系统用户对公共服务权限和责任区权限的同步控制,提出电力营销系统用户访问权限的鲁棒自适应同步控制方法。以角色访问控制为基础,基于鲁棒k-means算法划分用户责任区,计算责任区内用户的可信度;依据计算结果判断对应权限内角色的权限等级,以此可访问权限对应范围内的信息和资源,同时可拥有相应的操作权限;在制定初始访问策略集后,通过自适应蚁群算法的求解访问策略以获取最佳策略。测试结果表明,提出的方法具备良好的鲁棒性,优化效果在85%以上,可有效降低加权复杂度,能够实时监测用户信用度的变化,计算用户的信任度,实现公共服务权限和责任区权限的同步控制。

基于Adaline神经网络参数辨识的PMSM鲁棒电流预测控制

针对复杂工况下永磁同步电机存在模型参数失配导致控制系统性能下降的问题,提出一种基于参数在线辨识的鲁棒电流预测控制方法。首先,建立永磁同步电机预测控制模型,详细分析电磁参数失配对电机响应电流及输出转矩和转速的影响。然后,设计了基于Adaline神经网络的参数在线辨识器,并在传统的权值调整算法上,提出一种应用于电机参数辨识系统的新型动态混合最小均方算法。最后,利用在线辨识的参数来实时更新电流预测控制器中的参数,以避免参数失配对控制系统性能的影响。通过仿真和实验验证了所提方法和新型算法的可行性和有效性,其结果表明了该方法不仅能够实现精准在线跟踪电机参数的变化,而且有效抑制了参数失配导致的响应电流偏差。

采用鲁棒微分器的永磁直线同步电机二阶滑模控制

针对永磁直线同步电机伺服系统容易受到参数变化、端部效应和负载扰动等不确定性因素影响的问题,采用二阶滑模控制中的螺旋算法设计直线伺服系统的速度和电流控制器。在出现参数变化和阻力扰动时,为保证动子速度严格跟踪其参考信号,同时消除磁阻作用和推力波动的影响,分别独立选取速度和直轴电流的滑模量,并利用基于二阶滑模的鲁棒速度微分器来估计螺旋算法所需要的加速度信号。仿真结果表明该策略对负载和参数的变化具有很强的鲁棒性,同时有效地削弱了抖振现象。

同步发电机调速系统附加H_∞鲁棒分散控制

发电机与系统之间的关联有功功率波动ΔPe 是危害发电机稳定性的主要扰动 ,同时ΔPe 代表着电力系统的非线性和耦合特征 ,在调速系统中用它作为控制器的一个输入变量 ,将避免非线性和耦合问题。该文利用H∞ 控制理论的干扰抑制方法 ,针对汽轮机和水轮机模型 ,提出了一种调速系统附加鲁棒分散控制 (GAHDC)策略。单机无穷大系统的仿真结果验证了GAHDC可提高汽轮发电机和水轮发电机稳定性的效果 ,GAHDC实现了发电机的分散稳定控制。

直线永磁同步伺服电机位置控制器H_∞鲁棒性能设计

对于直线永磁同步伺服电机 ,提出了一种高精度的H∞ 鲁棒位置控制器。其中 ,使用H∞ 鲁棒控制理论设计反馈控制器 ,在具有模型摄动及外部干扰的情况下 ,保证了闭环系统的鲁棒稳定和鲁棒性能 ;针对被控对象的标称模型设计IP积分 -比例位置控制器 ,以满足位置系统性能要求。设计的控制器既保证了系统的鲁棒性 ,又保证了系统的跟踪性能。仿真结果表明了提出方案的合理性和有效性。

基于二阶滑模的永磁直线同步电机的鲁棒速度控制

针对受参数不确定性、端部效应和负载扰动影响的永磁直线同步电机的鲁棒速度控制问题,采用二阶滑模控制的超螺旋算法来设计速度控制器,并利用基于二阶滑模的鲁棒数字微分器来估计二阶滑模控制算法所需要的加速度信号。该策略并没有将不连续控制作用在滑模量的一阶微分上,而是作用于其高阶微分上,理论上可消除抖振作用。仿真和实验结果表明,该策略对负载和参数的变化具有很强的鲁棒性,同时有效地削弱了抖振现象。

基于永磁直线同步电机的光刻机掩模台鲁棒自适应神经网络控制

针对光刻机掩模台宏动永磁直线同步电机(PMLSM)提出一种鲁棒自适应神经网络轨迹跟踪补偿控制策略。该策略的主要特点是采用径向基函数(RBF)神经网络实时在线进行模型参数不确定性和各种外界非线性扰动的估计。为了验证策略的效果,建立基于参数不确定性和外界非线性扰动的掩模台宏动PMLSM模型,并针对此模型进行控制策略的规划、推导和稳定性理论分析,分析结果说明该策略可以保证位置和速度跟踪误差的收敛性。通过在光刻机掩模台上进行的五阶S曲线跟踪控制实验验证了此控制策略的实际控制效果,实验结果显示跟踪准确度达到了满意的效果。由于此控制策略的最大优点是不需要对实际物理系统参数和难于测量的外界不确定性扰动做精准的建模,所以非常适合应用在超精密运动控制领域。

双轴励磁同步发电机非线性鲁棒自适应控制

利用Backstepping和扰动抑制方法设计了双轴励磁同步发电机的自适应控制器。对于含有 各种不确定参数和有界扰动的非线性双轴励磁同步机模型,实现了对转子同步的鲁棒调节。文中的 方法可用于其他不确定电力系统的控制设计。

巨型锻模液压机主动同步系统的鲁棒控制研究

基于经典理论的巨型模锻液压机多缸同步驱动控制系统对系统参数变化抑制小,鲁棒性差,当系统的参数发生大变化时,系统的同步误差达不到系统设计所需要求;在实际工况中,参数的摄动不可避免。为增强系统的鲁棒性,笔者在对某巨型模锻液压机多缸驱动系统进行模型分析的基础上,设计了鲁棒控制器。仿真结果表明:即使在参数有较大摄动情况下,系统仍可保持良好的控制精度和响应速度。

永磁同步电机混沌系统鲁棒非脆弱模糊H_∞控制

为了探讨一类具有不确定参数的非线性系统T-S模糊模型,采用并行分布补偿策略,设计了两种带有不确定控制增益的模糊控制器。利用Lyapunov稳定性理论和矩阵理论,采用线性矩阵不等式(LMI)的处理方法,给出了存在非脆弱模糊控制器且满足鲁棒H∞性能指标的充分条件。用满足这一条件的控制器来控制永磁同步电机(PMSM)混沌系统,选择实际中可行的交轴电压作为控制变量,使系统不仅对控制增益的变化有非脆弱性,而且当系统存在扰动时,该控制器设计方法也能很好的抑制干扰。

电动汽车用永磁同步电机的H_∞鲁棒控制

以电动小汽车的轮毂直驱方式为对象,基于永磁同步电机状态空间模型,设计了鲁棒控制器,应用于电动汽车驱动控制。将基于鲁棒控制设计的系统与基于最优控制的系统进行了比较。仿真结果表明,采用鲁棒控制的永磁同步电机系统响应速度快,控制性能好,对负载变化和自身参数扰动具有较好的鲁棒性,能够很好地满足电动汽车的性能要求。

冷带轧机两侧压下位置系统鲁棒动态输出反馈同步控制

冷带轧机操作侧和传动侧位置子系统的内部参数和外界负载不一致,并且均存在一定的不确定性,这会造成两侧压下位置系统动静态性能不同和压下位置的不同步,从而影响被轧带材两侧的厚度和板形质量.为了解决这一问题,需要在轧机两侧位置控制系统中增加同步闭环控制器.本文在考虑两侧位置子系统存在参数不确定性和外部负载扰动不确定性的情况下,设计了压下位置鲁棒动态输出反馈同步控制器,并从理论上验证了所设计控制系统的稳定性.仿真和实验研究结果证明了所设计同步控制器的有效性.

陈氏混沌系统的脉冲鲁棒同步

针对存在扰动的两个陈氏混沌系统同步问题,提出应用脉冲控制的方法来实现鲁棒同步。使具有不确定扰动的陈氏混沌同步误差系统渐近镇定到平衡点,并且获得其充分条件。最后,通过数值实验来证明所提出脉冲控制方法对陈氏混沌系统鲁棒同步是有效的。

永磁同步电机系统线性化H_∞鲁棒控制

针对内埋式永磁同步电机伺服系统,研究了一种线性化H∞鲁棒控制方法。该方法基于微分几何理论,利用输入输出解耦线性化技术将系统模型转化为线性模型;然后采用最大转矩比电流控制策略增加系统的转矩输出能力;针对负载干扰设计了负载转矩观测器;最后基于线性化模型设计了H∞鲁棒控制器,提高系统对内埋式永磁同步电机系统参数变化的鲁棒性。仿真实验结果表明基于微分几何输入输出解耦H∞鲁棒控制伺服系统有较好的动态性能、抗干扰性能、跟踪性能和鲁棒性能。

永磁同步电机鲁棒自适应反步控制

针对高性能的永磁同步电机伺服驱动系统,考虑电机实际运行过程中定子电阻、转子磁链和负载转矩的变化必然影响到系统的伺服精度,采用自适应反步法设计控制器,选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而实现转速的非线性控制,推导出控制律和参数自适应律.为提升系统的稳态性能,在控制输入中引入了转速误差的积分项,从而消除残留误差.在补偿参数不确定性影响与提高系统的抗干扰能力的同时,实现电机转速的高性能全局渐近稳定跟踪控制.仿真结果证明,控制策略在参数摄动和负载扰动下都是有效的、正确的.

永磁同步电机伺服系统混合鲁棒方差控制

为了克服传统H∞鲁棒控制在控制系统设计中未考虑系统的动态特性和稳态精度的缺陷,探讨了H∞鲁棒控制在永磁同步电机伺服系统中的应用,建立了永磁同步电机伺服系统在参数摄动且存在干扰情况下的不确定线性模型,设计了一种混合鲁棒方差控制器。采用状态反馈鲁棒方差控制器作为主控制器,将系统的闭环极点配置于特定圆盘区域,保证系统良好的动态性能;通过干扰状态观测器实时估计系统负载转矩并补偿电流来提高稳态精度。仿真和实验结果表明:该混合控制策略在参数摄动和负载扰动的情况下具有快速的动态性能,相对于仅采用状态反馈鲁棒方差控制器,稳态精度由4%提高到0.5%,鲁棒性强,结构与算法实现简单。

一类不确定混沌系统的鲁棒同步控制

针对一类不确定混沌系统,为提高混沌同步的鲁棒性,提出了一种新型的鲁棒同步控制方法,实现一类参数随时间小范围变化的混沌系统的同步。基于李亚普诺夫稳定性理论,设计了一种新型的鲁棒控制器。本控制器可以成功地应用到一些典型的混沌系统中,例如Rssler和Chen系统。仿真结果验证了所提出的控制器的有效性。

基于反馈线性化同步伺服电机鲁棒跟踪控制

为了保证具有不确定非线性的PM同步伺服电机驱动系统的稳定性,确保闭环系统的输出准确跟踪期望输出并减少不确定项对该驱动系统的影响,利用Lyapunov稳定性理论,设计了一种基于反馈线性化的鲁棒跟踪控制器,并作了相应的仿真研究。仿真结果表明,该控制器不仅确保闭环系统的输出按指数规律跟踪期望输出,而且保证闭环系统状态的一致最终有界。该控制器设计简单,易于实现,具有很好的实用性。