基于模糊PID控制的粉碎机转速和位置自适应控制研究

为提高粉碎机的控制性能,提出一种基于模糊PID控制的粉碎机转速和位置自适应控制算法。方法以粉碎机STM86步进电机控制为研究对象,构建粉碎机驱动电机数学模型,并结合PID控制和模糊控制设计基于模糊PID控制算法,以实现粉碎机的自适应控制。结果表明,模糊PID控制算法对粉碎机速度和位置控制的超调量分别为4.20%和0.13%,调节时间分别为0.21 s和0.02 s、平均跟随误差分别为0.02 mm和0.01 r/min;相较于PID控制、模糊滑模控制、模糊自抗干扰控制算法,模糊PID控制算法具有更低的超调量,更短的调节时间和更小的平均跟随误差。由此得出,模糊PID控制方法可实现更优异的粉碎机自适应控制,且具有一定的实际应用价值。

含有柔性负载的电驱动系统建模与控制策略

为了抑制伺服电机启动和运行过程中产生的转速波动和振动,提出了一种基于极点配置的PI控制策略.首先,根据基尔霍夫电压定律和拉格朗日原理建立了伺服电机与柔性负载的整体动力学模型,并通过拉普拉斯变换计算系统的传递函数.其次,通过设计控制器的参数,分析了采用相同幅值的极点配置方法对控制效果的影响.最后,通过与传统的Z-N方法和无控制方法进行对比,验证了该极点配置方法的优势.通过数值仿真和实验研究,实现了对伺服电机启动和运行过程中产生的角度误差的控制,有效抑制了电机转速的波动,保证了系统的稳定性.

接触器低速大吸力合闸优化控制策略

为了更好地抑制接触器合闸触头弹跳,提出一种控制策略以优化合闸过程。首先,利用线圈电压与电流作为输入构建参数观测器,实时观测接触器的动态吸力、弹簧反力、动铁心速度及位移。在此基础上,构造双闭环控制结构,外环采用模糊控制逐次调节超程前吸力裕量,内环将吸力裕量与实时弹簧反力叠加用作参考吸力,进行吸力闭环控制,实现外环动铁心合闸速度的逐次迭代优化。将观测位移与触头开距进行实时比较,一旦动铁心运动到超程阶段时,增大吸力参考,使电磁吸力快速增加,实现触头的低速大吸力合闸,以压制动铁心反弹,尽量抑制触头弹跳,并兼顾可靠合闸。通过仿真与实验验证了方案的可行性,该控制策略对依靠电磁力进行操动的电磁及永磁开关的合闸优化具有一定意义。

基于双环自适应滑模控制的高速列车运行追踪

针对列车高速运行跟踪控制问题,提出了一种基于双环结构的RBF神经网络自适应滑模控制算法。首先系统结构分为位移与速度控制子系统,防止列车因单个控制器故障而失控;在此基础上采用积分滑模控制,加强控制器的鲁棒性;同时在速度子系统中引入参数自适应算法与RBF神经网络自适应算法削弱列车受到基本阻力、附加阻力以及不确定性阻力带来的影响;最后通过Lyapunov稳定性分析证明系统的稳定性。通过仿真实验结果表明,位移误差在[-3.3×10^(-4),1.9×10^(-4)]范围以内,速度误差在[-2.1×10^(-2),3.1×10^(-2)]范围以内,该算法可以实现对列车的速度与位移精确追踪。

基于频域分析的PMSM双闭环PI控制器整定方法

以永磁同步电机(PMSM)双闭环调速系统为对象,在对其数学模型进行合理简化的基础上,综合考虑了逆变器开关周期、电流和速度滤波等环节的影响,给出了一种在频域进行PI控制器参数设计的整定方法。通过建立双环的数学模型,得到关于开环频域特征量的解析式,根据电流环在中低频段的特性以及转速环中阻尼系数难以精确测定的问题,分析推导了电流环和转速环PI参数简化设计的方法。利用工程经验将闭环时域指标转化开环频域特征量,并结合各类约束条件合理界定其取值范围,由此得到的PI控制器可以兼顾快速性和稳态跟踪能力。仿真和实物实验验证了整定方法的可行性,该方法确立了双环控制器参数与其对应的开环截止频率和相位裕度的解析式,并明确了开环频域特征量与闭环时域指标的关系,具有较强的工程参考和应用价值。

基于二自由度PI的微型涡喷发动机转速闭环控制

针对传统PI控制无法使微型涡喷发动机的扰动抑制性能与设定值跟踪性能同时最佳的问题,开展了微型涡喷发动机二自由度(Two-Degree-of-Freedom, 2-DOF)PI控制研究。首先基于Speedgoat实时目标机搭建了快速原型试验系统。根据发动机开环试验数据辨识得到不同稳态点下的传递函数模型,在此基础上设计了2-DOF PI控制器,并进行仿真验证。最后将控制算法部署至Speedgoat中开展实物试验。结果表明,设计的2-DOF PI控制器能够使微型涡喷发动机的扰动抑制性能与设定值跟踪性能同时最佳,并在发动机较大的工作范围内有良好的控制性能。

感应电机模型预测直接速度控制

传统的模型预测转矩控制具有原理简单、动态响应快和控制灵活等优点,在感应电机高性能控制中得到了广泛研究。但是,现有方法一般通过转速外环来得到转矩参考指令,而转矩和磁链跟踪则通过内环的模型预测控制来实现。这种双闭环级联结构虽然保证了系统的稳定性,但存在内外环互相影响、调试参数较多等缺点。针对上述问题,舍去了传统控制方案中的双闭环串联结构,提出一种仅包括单个控制回路的模型预测直接速度控制方法。通过在价值函数中引入定子磁链误差和转子转速误差,实现了对不同时间尺度的转速和磁链的同时控制,具有结构简单、调试参数少等优点。另外,通过引入负载转矩观测器,提高了转速控制的稳态性能。相比传统模型预测转矩控制,提出的模型预测直接速度控制转矩和转速脉动显著减小,另外在全速范围具有更小的电流谐波,其有效性通过试验进行了验证。

基于改进遗传算法的直流电机双闭环调速系统控制参数整定

直流电机的双闭环控制被广泛应用于直流拖动系统,采用的控制器是传统的PI控制器。在工程应用中,通常采用人工整定PI控制器的参数,往往不能得到最优的控制参数。同时,许多研究采用智能群算法进行整定。针对直流电机双闭环系统的PI参数整定,提出了一种基于改进遗传算法的参数整定方法。与传统遗传算法相比,改进遗传算法的整定效果更佳,具有较快的响应速度、较好的稳定性和较小的超调,更适用于对直流电机双闭环调速系统的控制参数进行整定。

基于MATLAB的双闭环直流调速系统的设计与仿真

基于Matlab对双闭环直流调速系统进行了设计与实现,介绍了双闭环直流调速系统的原理及结构,通过实例对双闭环直流调速系统进行设计合适的控制策略,并使用Matlab进行仿真、建模和分析,其中转速调节器和电流调节器均采用带有限幅作用的PI调节器,然后通过实验的方法来验证所设计的双闭环直流调速系统的合理性和准确性.实验结果表明,基于Matlab的双闭环直流调速系统具有一定的抗负载扰动的能力,通过仿真实验的方法验证,所设计的双闭环直流调速系统能实现无静差调速.

基于YOLOv5和状态反馈的内燃机转速自动闭环跟踪控制

为了减少内燃机转速自动闭环跟踪控制时间,提出基于YOLOv5和状态反馈的内燃机转速自动闭环跟踪控制方法。通过传感器采集内燃机的转速信息,并结合对应的下降沿关系分析变化信息;分析内燃机的电机结构图,通过电机参数获得转速上限;基于YOLOv5跟踪闭环信息,建构自动闭环策略,通过状态反馈控制转速闭环流程;结合YOLOv5和状态反馈,实现内燃机转速自动闭环跟踪控制。实验结果表明,本文方法的转速跟踪控制收敛时间为13.7s,具有较快的收敛速度。

自动络筒机的关键技术及发展趋势

为了促进自动络筒机的技术进步,分析自动络筒机高效插管、管纱高速生头及输送、高速卷绕、纱线张力闭环控制等关键技术的工作原理及应用效果,总结其发展趋势;阐明可通过CCD和视觉检测技术、管纱自动翻转和中间等待位技术提高插管速度,槽筒卷绕技术需解决高速卷绕与纱线疵点的关系以及管纱脱圈等问题,精密卷绕系统需降低摆动电机的制造成本,栅式张力控制机构和非旋转式陶瓷张力盘控制机构可解决张力部分缠回丝问题,纱线捻接技术需开发新型捻接器并提高品种适应性,固定式气圈控制器因结构简单、成本低被广泛采用,精密定长专家系统能解决非相同因素造成的长度误差修正问题,通过数字化智能化控制技术提高单锭质量可减小挡车工工作量、提高筒纱成形质量。指出:自动络筒机是智能化纺纱车间的关键设备,必须适应“无人工厂”“黑灯工厂”的发展趋势;人工智能将倒逼传统纺织制造业向柔性化、数字化、智能化方向加速转型。

全变频冷冻站及其控制策略-Hartman Loop^(TM)介绍

现在,主流冷冻机制造商都向市场推出了系列完整的离心式水冷变频冷冻机,大家正在接受全变频冷冻站的概念即冷冻站中的冷冻机、水泵和冷却塔风扇全部变频调速。此文目的是为正在评估全变频冷冻站技术的设计师和机电经理们提供一些有用信息,帮助他们有效的完成这项技术。

变转速变排量双动力源泵阀协同电液系统特性分析

针对起重机阀控系统响应快但能耗大,泵控系统效率高但控制精度低的问题,提出了一种变转速变排量双动力源泵阀协同的多执行元件电液系统。首先,提出了一种多模式控制策略,即在单动作微动模式下,其中一个动力源卸荷,由于系统小流量时动态响应较慢,因此小流量时采用双变量模式控制系统,通过阀芯位置自适应调节和动力源的压力闭环控制,实现了流量精准匹配的目的;其次,在单动作快速运动模式下,双动力源合流驱动单执行元件,通过控制电液动力源相关参数,补偿了因负载变化引起的泵泄漏量,以实时控制执行元件速度;在复合快速运动模式下,双动力源分流单独驱动多执行元件,通过调节单个动力源的相关参数来实时控制各执行元件速度,以及实现系统流量比例分流的目的;然后,建立了系统AMESim-Simulink的联合仿真模型与试验平台;最后,对该系统在同一设定压差下的不同设定流量的控制特性进行了仿真和试验分析。研究结果表明:该系统能实现负载变化时对流量的补偿目的,并且该系统与定转速变排量泵阀协同液压系统相比,在单动作微动模式下的流量控制精度优化了约14.76%,动态响应时间减少了约0.12 s;在单动作快速运动模式下,流量变化减小了约6.21%,系统能耗降低约了13.94 kJ;在复合快速运动模式下,系统能耗降低了约50.31 kJ;同时,该系统比传统抗流量饱和负载敏感系统具有更好的流量稳定性。

特钢棒材轧制控制及应用

结合韶钢特钢棒材生产线运用的主要功能进行介绍,通过对速度级联调速、速度补偿、微张力控制、活套控制等功能实现进行阐述,为生产实践提供参考,减少生产事故,提高产量和产品质量。

考虑机组稳定约束的风机一次调频控制策略

新能源高占比电力系统迫切需要风电机组参与一次调频。对于一类基于风轮动能释放的风机一次调频控制,由于风轮转速降低且电磁功率调节服务于电网调频,其设计关键在于协调自身稳定与电网支撑。现有研究通过将输出电磁功率设定为与风轮转速正相关的变量来提升调频风机的稳定性,但其实质上不是闭环反馈控制。该文发现面对实际湍流风速,风机在渐弱阵风阶段启动调频依然存在失稳风险。为克服变化风速下调频风机的失稳问题,该文首先分析变化风速下参与一次调频风机的稳定边界及其失稳机理;此基础上,提出附加闭环转速控制环节的风机参与一次调频改进策略。最后,基于含风电的电力系统动模实验平台,验证该文提出的改进策略能够有效保证变化风速下参与一次调频风机的稳定运行。

外部常值干扰下的永磁同步电机速度环滑模控制方法

为提升永磁同步电机(PMSM)的抗干扰能力和运行稳定性,提出外部常值干扰下的PMSM速度环滑模控制方法,在静止和旋转2种坐标系下对PMSM的动力学特性进行分析。通过外部常值扰动补偿观测器估算转矩观测结果,并将其转换成补偿电流,同时估算外部常值干扰的扰动量,并将结果反馈至速度控制器中。速度控制器依据补偿电流的计算结果和转子位置的估计结果完成对PMSM电流环、速度环的控制。测试结果表明,此方法可精准估计干扰扰动量和转子的位置,实现对PMSM速度环、电流环的有效控制,同时可降低控制电流的脉动,满足控制标准。

PMSM齿槽转矩引起的转速谐波数学模型与最小化方法

针对矢量控制下永磁同步电机齿槽转矩引起转速谐波的机理复杂,及当前齿槽转矩抑制方法会增加控制系统复杂性等问题,推导矢量控制下齿槽转矩引起的转速谐波数学模型,提出基于PI控制器参数整定的转速谐波最小化方法。首先,通过分析矢量控制下齿槽转矩到电机转速的闭环传递机理,推导了齿槽转矩到电机转速的闭环传递函数,构建齿槽转矩引起的转速谐波数学模型。其次,以推导的数学模型建立目标函数,采用遗传算法寻优出使得齿槽转矩引起的转速谐波幅值最小的PI参数。最后,通过仿真和实验对所推导数学模型的准确性和所提转速谐波最小化方法的有效性进行验证。结果表明,基于数学模型寻优出的速度波动最小PI参数可使齿槽转矩引起的电机转速谐波幅值降低20%以上。

基于双闭环PID控制的拨禾链转速控制系统研究

为了解决玉米收获机割台拨禾链转速缺乏自动控制系统,引起玉米茎秆被推倒的问题,以收获机车速为参考值,使用拨禾链转速与扭矩为反馈值,设计了一种基于双闭环PID控制的拨禾链转速控制系统。经过对关键参数的计算,使用AMESim软件进行了系统建模,并进行了仿真。仿真结果表明,双闭环PID控制系统对转速信号的阶跃响应时间最大为0.87s,最大超调量2.63%;控制系统受到拨禾链阻力矩阶跃信号影响时,转速最大下降6.34%;拨禾链系统的消耗功率相对于纯机械传动降低5.3%。该控制方法为玉米收获机拨禾链系统的设计提供了新的思路。

高速线材裂纹原因分析与控制

对鞍钢股份有限公司线材厂2#线近几年来生产盘条产生裂纹的原因进行了分析,发现坯料遗传、轧辊缺陷、导卫刮磨和轧槽充满是导致裂纹产生的主要原因。通过采用细化钢坯裂纹标准、精准控制轧辊使用、改变导卫摩擦方式、细化铁型尺寸等控制措施,2022—2023年2#线生产作业区生产冷镦钢开裂率降低15%,初验合格率达到95%以上,废次降率达到0.5%,弹簧钢表面裂纹可控制在30μm以下,产线过程控制能力有效提高。

基于RESO和复合滑模的永磁同步电动机调速控制

针对永磁同步电动机存在建模误差、参数和负载变化等内外干扰问题,提出一种基于降阶扩张状态观测器的复合滑模调速策略.首先,基于永磁同步电动机的状态空间模型,考虑到光电编码器可测量永磁同步电动机的转速信号,只需要设计观测器对系统的总干扰进行估计和消除,并分析降阶扩张状态观测器的性能;接着,引入滑模控制,设计滑模面和控制律,提高系统的抗干扰能力,并用Lyapunov方法证明控制器的稳定性;最后,基于DSP芯片TMS320F28335为控制核心和MATLAB环境下的控制模块,搭建半实物调速控制系统平台,并与传统PI控制和线性自抗扰控制进行对比验证.结果表明,所提出的复合滑模控制策略相较于传统方法在加载时转速变化量减少了60%以上,具有优越的抗干扰和调速性能.