基于PI自适应法的无速度传感器异步电动机矢量控制系统

本文结合一种具有较好观测精度和鲁棒性的PI自适应法速度观测器和一种改进的电压模型磁通观测器 ,构造一个无速度传感器的转子磁通定向异步电动机矢量控制系统 ,最后介绍了该系统的全数字化实现。仿真和实验结果证明该系统具有很好的转矩、转速特性和鲁棒性。

基于模糊PI自适应速度调节器的直接转矩控制系统

为了更好地解决直接转矩控制系统中的变参数非线性问题 ,提出了一种适用于异步电动机直接转矩控制的模糊参数PI自适应速度调节器的设计方法 ,其模糊规则的生成是通过分析经典PI调节器的阶跃响应并进行优化而获得 ,以此来对速度环PI调节器进行模糊控制 ,仿真的结果说明了此种设计方法的有效性。

双馈电机PI自适应无传感器矢量控制系统研究

为了提高变速恒频双馈电机矢量控制系统运行的可靠性,文中探讨了无速度传感器的控制理论和控制方法,提出了基于PI自适应的基本结构及控制原理。分别介绍了以电磁转矩误差和定子磁链误差作为PI控制器输入的控制算法,并利用Matlab/Simulink软件对这2种算法分别进行仿真分析和比较。仿真结果表明,这2种算法均可实现观测转速对实际转速的准确跟踪,满足双馈电机矢量控制的要求。

基于dSPACE的改进PI自适应控制器法无速度传感器

PI自适应控制器法无速度传感器结构简单、易于实现,而且有一定的自适应能力。对传统的PI自适应控制器法无速度传感器进行了改进,扩大其辨识范围来改善其性能。该方法通过引入非线性函数,根据偏差的大小在线调节PI参数来提高控制性能,从而提高无速度传感器的估计性能。利用dSPACE在一台表贴式永磁同步电动机上实现了改进PI自适应控制器法的无速度传感器,并利用其实时监测软件对实验过程进行了在线监测,实时实验证明了所用方法的有效性及实用性。

无刷直流电机模糊PI自适应控制系统仿真研究

无刷直流电机具有强耦合、非线性特点,针对传统PI算法在实际控制过程中存在响应速度慢、动态性能差等问题,设计无刷直流电动机模糊自适应PI控制系统,采用转速电流双闭环控制,转速环采用模糊PI自适应控制器,电流环采用滞环控制器。在Matlab/Simulink环境下,将独立功能模块和S函数相结合,搭建各功能子模块,建立BLDCM调速系统的仿真模型。仿真试验结果表明,模糊PI自适应控制系统具有比传统PI响应速度快,控制精度高,运行稳定等优点。

基于PI自适应的双馈电机转速辨识

变速恒频双馈电机无速度传感器控制时,系统的稳定运行取决于转速辨识的准确性。常规开环转速辨识方法受系统参数影响较大,不利于系统的动态运行。针对此问题,本文深入研究了基于PI自适应的双馈电机转速辨识方法,实现了双馈电机转速的精确动态辨识,且具有良好的抗扰性能。MATLAB仿真及实验验证了该辨识方案的有效性。

含实时电流补偿的开关磁阻式机电作动器自适应PI控制

针对传统控制算法难以克服开关磁阻电机的非线性并有效抑制转向叶片的负载扰动,因而无法对开关磁阻式机电作动器进行快速高精度位置跟踪控制的问题,提出了一种含实时电流补偿的自适应PI控制器。首先,通过负载观测器对作用于转向叶片上的空气动力负载进行实时估算,进而转化为电流环的实时补偿电流来抑制负载扰动的影响;然后,基于开关磁阻电机的转矩电流特性拟合曲线与实时电流反馈值对转速环PI参数进行自适应最优调节,从而削弱了开关磁阻电机的非线性,增强了机电作动器的转速调节性能;最后,通过引入位置前馈环节,有效提高了机电作动器的响应速度和位置跟踪精度。仿真和实验结果表明:相较于传统PI控制器、自适应PI控制器和含前馈环节的自适应PI控制器,所提控制器将开关磁阻式机电作动器的响应速度分别提高了49.3%、44.4%和30%,位置跟踪精度分别提高了54.8%、49.2%和2.9%,从而使得机电作动器具备更强的位置跟踪性能。

精密平台磁敏智能隔振系统自适应PI控制研究

为抑制精密平台存在的时变振动,提出一种基于磁流变弹性体(magneto rheological elastomer,MRE)半主动自适应比例积分(proportional integral,PI)控制方法。首先针对MRE隔振系统,建立其动力学模型,并根据MRE变刚度隔振原理,推导半主动控制条件;其次以响应加速度和目标加速度偏差作为PI控制器输入,通过遗传算法获得不同频率、幅值激励下的最优PI控制参数,并基于被动参考模型获得频率幅值依赖自适应律。该方法无须通过复杂的傅里叶变换辨识频率,实时性高;最后通过仿真和试验验证了所设计控制器的有效性;结果表明,与传统PI控制器相比,自适应PI控制器对40~50 Hz、1.0~3.0 m/s^(2)时变振动具有更大的抑制。

基于自适应PI模型的压电陶瓷驱动器精密定位方法

由于具备较高的定位精确度,压电陶瓷驱动器在超精密加工、微纳米测试等领域应用广泛,然而压电陶瓷固有的迟滞性严重影响其定位精确度。研究了驱动范围对压电陶瓷驱动器迟滞性的影响,实验得出迟滞性随驱动范围增大而显著。而在压电陶瓷驱动器的实际应用中,驱动范围是其主要的设置参数之一。为此,提出基于自适应Prandtle-Ishlinskii(PI)模型的拟合方法,根据不同驱动范围下获得的迟滞曲线的斜率变化趋势设置分段区间,采用二次规划算法辨识PI模型的权重参数,基于分段区间对迟滞曲线进行拟合,大大提高了拟合精确度。设计基于自适应PI模型的逆模型作为前馈控制器对压电陶瓷驱动器进行迟滞补偿,并搭建基于Labview的实验平台验证了该算法的可行性。实验结果表明,基于自适应PI逆模型的前馈控制器将压电陶瓷驱动器的定位精确度提高至1.8 nm。

APF直流侧电压自适应PI控制

三相三线制有源滤波器(APF)大多采用传统的PI控制策略来控制直流侧的电容电压。为了提高有源滤波器的性能指标,在传统的PI控制基础上,结合最小隶属度模糊控制理论,提出模糊PI的直流侧电压自适应控制。模糊PI控制可以根据实时情况改变比例和积分参数,解决了传统PI控制器在非线性系统中的缺点。MATLAB仿真表明,模糊PI自适应控制与传统PI控制相比,跟踪性能更强,直流侧电压超调量更低,动态性能更好,并且有效地降低了电网谐波的畸变量。

基于模糊自适应PI的并网逆变器相位补偿控制策略

为了解决LCL谐振和模糊自适应PI控制的稳定裕度在高阻抗情况时无法满足系统要求的问题,采用电容电流反馈有源阻尼,即在电容侧并联虚拟阻抗来抑制谐振尖峰,并在模糊自适应PI控制的基础上,引入超前补偿控制策略,提高逆变器在高网络阻抗情况下输出阻抗的相位裕度,保证模糊自适应PI控制的稳定性。仿真结果表明:该方法提高了逆变器等效输出阻抗的相位裕度,保证了系统在高网络阻抗时也能够稳定运行。

基于模糊自适应PI控制和模型预测控制的MMC-HVDC控制方法

模块化多电平换流器的高压直流输电(modular multilevel converter-high voltage direct current,MMC-HVDC)系统包含外环控制器和内环控制器,是柔性直流输电系统的重要组成部分。传统的外环比例-积分(propor⁃tional⁃integral,PI)控制器的参数固定,没有自适应能力,稳定性和抗干扰性能较差;同时传统的内环控制器是在dq旋转坐标系下的解耦控制系统,其结构复杂,容易出现超调。因此,提出一种基于模糊自适应PI控制和模型预测控制(model predictive control,MPC)的MMC-HVDC控制方法,以简化系统结构,增强动态响应性能,进而使用准比例谐振(proportional resonance,PR)环流抑制控制器来替换传统环流抑制控制器,消除静差值。在Power Systems Computer Aided Design(PSCAD)仿真平台搭建MMC-HVDC系统模型,分别对比了改进前后内外环控制器的性能和环流抑制控制器的环流抑制效果,结果验证了所提方法的有效性和实用性。

基于模糊自适应PI和串联阻抗校正的并网逆变器控制策略

在弱电网背景下,网络阻抗增大,不同耦合点的网络阻抗不同,且随接入点变流器数量及种类的不同而改变,对并网逆变器的稳定运行造成严重威胁。模糊自适应PI控制器可根据具体工况自主改变并网逆变器的环路特性以适应不同的网络阻抗参数,但由于其固有的相位滞后特性,在高网络阻抗情况下难以保证并网逆变器稳定裕度的要求。针对上述问题,在模糊自适应PI基础上,提出了串联虚拟阻抗的校正方法,对逆变器输出阻抗串联感性环节,从而将逆变器等效输出阻抗从阻容性校正为阻感性,提升了系统稳定裕度。最后通过确定最大网络阻抗,并设定45°的最小相位裕度,得到具体的串联阻抗参数,通过控制框图等效变换模拟虚拟阻抗的实现,并通过仿真和1kW实验样机验证了所提方法的有效性。

基于变参数PI自适应法的无速度传感器矢量控制系统速度推算方法

结合MRAS理论和具有较好动态性能和鲁棒性的变参数PI算法 ,构造了一种改进的无速度传感器矢量控制系统速度估算方法 .对系统的仿真结果表明 ,系统具有较好的动态性能 .

PMSM参数梯度寻优及伺服PI参数自适应调整

永磁同步电动机伺服控制中,速度环和电流环的PI参数取决于电机参数。分析电机模型后,建立电机输出量的误差函数,使之含有各种待估参数。引入单层神经网络,运用梯度方法动态更新权值,再通过权值估算电机参数。改变学习速率的大小,影响估算精度和收敛速度。实验和仿真效果均验证其有效性,PI参数自调节后,电机控制性能明显改善。

配电静止同步补偿器的模糊自适应PI控制策略

研究配电静止同步补偿器(D-STATCOM)用于补偿电压的模糊自适应PI控制策略。分析了d-q坐标系中D-STATCOM数学模型的特点,指出传统的PI控制很难满足D-STATCOM控制系统的要求。对传统的电压外环/电流内环双闭环控制策略进行了剖析。针对该控制策略中PI调节器参数难以整定且控制器缺乏自适应性的不足,本文引入了基于瞬时功率平衡的直接电压控制策略和模糊自适应PI控制策略。仿真和实验结果表明,本文提出的控制策略算法简单、性能优良、实用性强,满足D-STATCOM电压控制要求,具有较强的工程应用前景。

扰动补偿的陀螺稳定平台单神经元自适应PI控制

针对陀螺稳定平台受未知非线性干扰的影响,提出了一种基于扰动补偿的单神经元自适应PI控制策略。利用扰动观测器观测出各种扰动,将其作为补偿信号前馈到控制输入端,提高平台的抗干扰能力;同时利用神经元的自学习和自适应力对PI参数进行在线调整,保证了平台在外界扰动和系统参数变化情况下对目标稳定跟踪的能力。通过在某型号实验装置上的试验结果表明,该方法对不确定扰动具有较强的抗干扰能力,提升了稳定平台的自适应性和鲁棒性。

基于模糊自适应PI控制的无刷直流电机无级调速系统

针对传统PID控制策略对电机转速控制响应速度慢、控制精度低,以及电机调速系统负载或参数变化时很难达到预期效果等问题,提出了新型模糊自适应PI控制策略,并对该策略在无刷直流电机调速系统中的应用进行了仿真研究;以TI公司的TMS320F2812为主控芯片,IR2136为驱动芯片搭建了无刷直流电机无级调速系统的硬件平台。试验分析结果表明,模糊自适应PI控制策略能加快电机调速系统的响应速度,具有稳定性好、精度高、鲁棒性强等优点,并得到了良好的控制效果,具有较高的应用价值。

采用自适应PI控制的单框架控制力矩陀螺角动量飞轮系统的设计

设计了单框架控制力矩陀螺中的角动量飞轮分系统以提高卫星姿态控制精度。首先,从理论上分析了角动量飞轮的角速度波动对单框架控制力矩陀螺输出力矩的影响,得到当期望转速为5 000r/min且力矩波动<0.002Nm时,角速度波动应小于5r/min的结论。然后,采用无刷直流电机驱动角动量飞轮,利用FPGA实现控制驱动电路,并设计自适应PI控制律以跟踪期望角速度。实验结果显示:从静止状态跟踪5 000r/min期望转速,达到稳定状态耗时25s,超调量<15r/min,稳态精度为2r/min。通过对上位机实时采集转速数据进行分析,验证了动量飞轮分系统设计的合理性,表明其能够满足单框架控制力矩陀螺对角动量飞轮分系统的设计要求,降低了角速度波动对输出力矩的影响,进而能够提高卫星对地观测时的平台控制精度。

一种基于自适应模糊PID控制的移动电源设计

针对宽输入范围的稳压移动电源采用了四开关Buck-Boost变换器作为前端DC-DC变换器。对四开关Buck-Boost变换器的电路和它的两种控制方式进行了分析。通过比较得出了两模式控制方式比传统单模式方式具有更小的电感电流波动和更高的转换效率。针对传统的PI调节控制的不足,以其降压模式为例提出了一种新的基于参数整定的自适应模糊PI控制。通过仿真实验验证新的控制方法有超调小、响应快、抵御外界扰动能力强,稳态误差小的优点。通过这些手段保证了移动稳压电源的高效率和高性能。