电火花加工用磁悬浮驱动器控制系统

针对传统电火花加工时,主轴不能及时调整极间间隙导致加工效率低下的问题,提出了一种多自由度磁悬浮驱动器代替传统电火花主轴运动。分析了该磁悬浮驱动器的结构及原理并建立了磁悬浮驱动器的动力学模型,运用有限元仿真软件对该驱动器所产生的电磁力进行仿真分析,通过设计传统PID控制系统及模糊PID控制系统对磁悬浮驱动器的控制效果进行仿真与实验验证。结果表明,该磁悬浮驱动器具有较好的跟随特性和快速的响应速度及符合要求的电磁力,满足微细电火花加工要求。

磁悬浮球自适应模糊滑模控制

磁悬浮球系统是典型的具有非线性特征的开环不稳定系统,为提高磁悬浮球(Magnetic Levitation Ball,MLB)系统的悬浮性能,设计直接自适应模糊滑模控制器。构造新型的积分型滑模面保证状态变量能够在有限时间内收敛到零点;为了消除趋近率函数的不连续产生的抖振问题,设计特定的自适应律,采用自适应模糊控制对切换项进行估计。仿真结果表明,自适应模糊控制能够有效的估计切换项,从而大大削弱了滑模的抖振,证明了控制策略的有效性。

三轨电磁悬浮系统的模糊滑模控制研究

针对由三棱柱布置形成的三轨电磁悬浮系统耦合点多,悬浮控制难度大的问题,提出一种模糊滑模控制方法以实现对各耦合点的单独控制。根据三轨电磁悬浮系统的特定结构对该系统模型的旋转运动进行解耦分析,解出可以独立控制旋转偏移角与悬浮气隙高度的控制量,建立模糊化输入、输出和模糊规则,将模糊化后的控制量与系统误差进行滑模控制,使系统悬浮误差快速收敛到零。为了验证模糊滑模控制器对系统悬浮的控制效果,搭建模糊滑模控制仿真及试验模型。结果表明,相较于原有的控制方法,模糊滑模控制响应速度快,抗干扰能力强,有利于悬浮过程中的振动控制。

基于模糊自适应的主动磁悬浮系统稳定性控制

针对主动磁悬浮主轴非线性不稳定的系统特征,提出了一种模糊参数自适应PID控制方法。该方法根据系统状态,通过模糊推理过程,产生一组PID控制器最优控制参数,以实现系统的自适应控制。构建了磁悬浮主轴的闭环结构模型并进行了系统仿真实验,结果表明,模糊参数自适应PID控制方法超调控制性能优于常规方法12.5%,并具有良好的抗扰动性能。

模糊控制在磁悬浮球系统实时控制中的应用

在磁悬浮球系统中采用PID控制时,动态性能较差,控制效果不理想。为了获得控制效果较好的控制器,根据模糊控制原理,设计磁悬浮模糊控制器。根据PID实时控制中的经验,确定模糊控制器的输入输出变量模糊化范围,建立合理的模糊规则表。在Matlab/Simu-link中组建实时控制模块,并分别对磁悬浮球系统在无干扰和有干扰下进行实时控制。对控制效果进行分析讨论,证明模糊控制器具有良好的鲁棒性和在非线性系统控制中的有效性。

模糊自适应预测函数控制在磁浮球系统中的应用

针对磁浮球系统的线性化数学模型,提出了1种模糊自适应预测函数控制(PFC)策略。在传统PFC的基础上设计了1个离散模糊控制器,在线调节该PFC的参考轨迹时间常数,以实现参考轨迹的自我调节。保持了传统PFC在线计算量小的优点,可以使系统达到更好的控制效果。仿真和基于d SPACE的实验结果均表明,该文的模糊自适应PFC策略能够实现小球的稳定悬浮,具有较好的快速性和较强的抗干扰能力,调节时间为2.07 s,时间乘绝对误差积分(ITAE)达到10.75。

永磁型无轴承电机的设计与控制研究

为了深入研究永磁型无轴承电机的设计方法及控制策略,提出了计及定、转子定位偏心的悬浮力解析模型及该解析模型中悬浮绕组参数的设计方法.该方法基于永磁型无轴承电机悬浮力产生机理和电磁场有限元分析,进行电机设计,得到永磁型无轴承样机的系统参数.在此样机系统基础上,讨论了转矩控制子系统的转子磁场定向矢量控制、悬浮控制子系统的模糊自调整比例-积分-微分(PID)控制策略,并进行了悬浮运行实验,结果表明该设计参数与实际样机参数基本吻合,验证了该设计方法的正确可行性,该控制策略有效地解决了无轴承电机模型复杂、参数时变等实际因素的影响,保证了其运行控制的鲁棒性.

基于模糊逻辑的磁悬浮混合悬浮磁极控制方案(英文)

电磁永磁混合悬浮是电磁型(EMS)高速磁悬浮列车悬浮系统的发展方向之一,由于系统具有强非线性和慢时变的特点,传统的状态反馈控制在系统参数变化较大时有可能使系统失稳。本文在简要分析系统数学模型的基础上首先给出了传统的状态反馈控制器的设计方法,并在此基础上,提出了一种非线性模糊PD控制器结合线性加速度阻尼环节和线性积分环节的混合控制器。由于模糊控制器的设计过程综合了专家经验,从而使得整个系统更具有鲁棒性,并且动态特性也得到了改善,系统响应速度更快,超调量也更小。试验结果证明了该方案是正确的。

磁悬浮系统的模糊自适应PID控制

针对磁悬浮系统开环不稳定、强烈非线性等特性,结合PID控制和模糊控制的优点,提出一种改进的模糊自适应PID控制方法(IFPID)。将微分环节从模糊控制器中剥离出来,只对比例和积分参数进行模糊整定。设计时采用非线性模糊化,利用S-函数建立磁悬浮系统的非线性模型并进行仿真。仿真结果表明,IFPID控制系统的抗干扰和适应参数变化的能力都优于常规PID控制,具有较好的动态特性和稳定性。

磁悬浮平台电磁悬浮系统的模糊滑模控制

为实现开环不稳定且高度非线性的磁悬浮平台悬浮气隙的精确控制,采用模糊滑模控制方案,根据电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,通过等效控制和切换控制律实现对参数摄动和外部扰动的完全鲁棒性.根据滑模切换状态,利用模糊推理方法柔化切换控制.基于模糊滑模控制器的控制系统能够有效地削弱滑模控制抖振,并较好地抑制外部扰动,且对参数变化具有完全鲁棒性,实现磁悬浮平台的高刚度稳定悬浮.结果表明,所设计的控制系统对参数变化及周期性扰动具有很强的鲁棒性.

基于DSP的磁悬浮球模糊PID数字控制器

给出了磁悬浮球系统的工作原理及其数学模型,阐述了模糊PID控制器的设计方法,设计了以DSP为核心的磁悬浮球模糊PID数字控制器并进行实验,实现了钢球的稳定悬浮。结果表明,该系统具有良好的控制效果。

磁悬浮球系统模糊PID参数自调整控制方法

因磁悬浮系统具有非线性、迟滞性、不稳定性的特点,传统的控制方法难以达到较好的控制效果。针对这些问题,提出了一种不依赖系统精确数学模型的模糊PID控制算法。首先根据模糊控制理论和人工调整PID参数的实际经验,对PID参数制定了模糊控制规则表,进而通过模糊推理和重心法解模糊过程得到PID参数的隶属度,最终实现了磁悬浮系统实时控制时PID参数的自调整。实验结果表明所提方法控制精度高、自适应能力和鲁棒性强。

磁悬浮球实验系统的模糊控制仿真

该文介绍磁悬浮球实验系统的结构与工作原理 ,根据模糊控制技术 ,设计了一个二维模糊控制器。在实验的基础上 ,确定了输入输出变量的范围 ,并对变量进行了模糊化。根据小球的物理运动规律 ,建立了模糊控制规则。在Matlab/Simulink环境下进行了仿真 ,并进行了实际控制实验。实验表明 ,所设计的模糊控制器具有很强的鲁棒性。

模糊自适应PID在磁悬浮系统中的仿真研究

以磁悬浮系统为对象,通过钢球位置与控制电流的实验拟合曲线,在MATLAB下运用S-函数建立了非线性模型.针对磁悬浮系统开环不稳定、强烈非线性等特性,结合PID控制和模糊控制的优点,提出了一种改进的模糊自适应PID控制方法.对位置偏差E及偏差变化率Ec采用非线性模糊化,并将PID控制器中D环节从模糊控制器中独立出来,只对P和I参数进行模糊自整定.仿真结果表明:IFPID控制系统的抗干扰和自适应能力都优于常规PID控制,具有更好的动态特性和稳定性.

模糊PID控制在磁悬浮系统中的应用

基于模糊控制的思想,建立以悬浮系统为对象的数学模型,根据悬浮系统自身特点并结合实际经验,找出输入变量误差E和误差变化率EC与PID的3个参数之间的模糊关系,制定模糊控制规则,设计了一种模糊自整定PID控制器。该控制策略的优点是能在悬浮系统工作时,对PID参数进行在线调节,以适应轨道不平顺的变化,使控制器跟踪精度高,响应速度快,鲁棒性好。利用Matlab中Fuzzy和M函数的有机结合,通过仿真验证了模糊自整定PID控制系统的可行性。结果表明:与传统的PID控制器相比,该方法能够对轨道的正弦波扰动和方波扰动实现更有效的跟踪,对外加干扰具有更强的抑制能力。为解决轨道不平顺问题提供了一种思路。

磁悬浮球模糊控制系统的研究

本文介绍了磁悬浮球控制系统的结构及工作原理 ,提出利用模糊控制技术实现钢球稳定悬浮的算法 。

模糊控制在混合磁悬浮系统中的应用

针对永磁、电磁混合磁悬浮系统受诸多不确定因素的影响而且是典型的非线性系统,常规控制方法难以实现有效控制的问题,研究了模糊控制在混合磁悬浮系统中应用,给出了模糊控制规则及相应的隶属函数,设计了模糊控制器并在实际的单自由度混合磁悬浮系统中应用。测试结果表明模糊控制增强了系统的抗干扰能力和磁悬浮刚度,取得了良好效果。

加工中心悬浮系统基于优化函数二级模糊控制

针对龙门移动式数控机床加工中心中单悬浮系统,文章设计了无量化优化函数和二级模糊控制器,采用优化函数来优化模糊规则表,运用插值算法来获得第二级模糊控制的连续校正量,将第一级模糊控制与第二级模糊控制叠加,构成二级模糊控制器。仿真研究结果表明,应用此控制方案对悬浮横梁进行控制,系统有较强的鲁棒性,横梁能够无摩擦稳定悬浮于给定位置。

模糊控制磁流变阻尼器与磁悬浮装置并联减振研究

针对磁悬浮装置参振质量大、刚度和阻尼低、振动幅值大时抑制振动效果差的问题,提出一种磁流变阻尼器与磁悬浮装置并联减振的方法。由于磁流变阻尼器具有非线性和滞回特性,目前的力学模型还不够精确,为此提出采用模糊控制方法对磁流变阻尼器进行控制,建立了基于TMS320LF2407A DSP的模糊控制磁流变阻尼器与磁悬浮并联减振系统。理论分析与实验结果证明,采用模糊控制磁流变阻尼器与磁悬浮装置并联减振,可以达到理想的减振效果,振动幅值可由0.48mm减小到0.16mm。

单电磁悬浮系统的神经网络模糊滑模控制

为实现单电磁悬浮系统悬浮气隙的精确控制,提出一种基于神经网络的模糊滑模控制方案.根据单电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,同时根据滑模切换状态,通过引入神经网络的模糊控制方法对滑模切换控制量的增益进行评估,实时对滑模控制量进行调整,实现切换控制信号的柔化.基于神经网络的模糊滑模控制系统不仅能很好地跟踪给定信号,而且能削弱滑模控制抖振,对外部扰动具有完全的鲁棒性.仿真结果表明,所设计的控制系统零超调,具有速度跟踪性能,对外部扰动具有很强的鲁棒性.