Application of Single Neuron Adaptive PID Regulators with Auto-tuning Gain in Industrial Parameter(Pressure)Closed-loop Process Control Systems

A type of single neuron adaptive PID regulator with auto-tuning gain is proposed and applied to the work control of fans, waterpumps and air-pressers etc. in Handan Iron & Steel Compel China. The robusthess of induStrial parameter closed-loop process controlsystems is improved, and the work quality of the systems bettered.

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。

单相级联H桥整流器平方电压反馈控制算法

以单相级联H桥整流器为研究对象,对其控制策略进行了研究。首先在采用双闭环控制策略的基础上,构建了dq前馈解耦模型,并通过二阶广义积分算法改善了虚拟交流分量对系统的影响,实现了网侧电流对电压相位、频率的快速精确追踪。其次,对传统电压平衡控制算法进行了改进,通过对功率平衡关系的定义,将输出电压平方作为控制信号,增强了系统自适应能力,提高了系统在投切载时的动态性能。最后,基于MATLAB/Simulink软件进行仿真,验证了所提策略的正确性和有效性。

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。

单相级联H桥整流器电压平衡与纹波抑制策略研究

对传统单相级联H桥整流器主电路加以改进,增加了功率解耦桥臂,建立了数学模型,并对电压平衡和纹波抑制策略进行了研究。首先,整体回路采用双闭环控制,通过二阶广义积分方法优化了基波信号的提取方案;其次,对系统功率平衡关系进行推导,建立网侧电流和电容电压平方的一次关系模型,并引入可变比例环节,有效提升系统抵御参数变化的鲁棒性;然后,采用独立式Buck型有源功率解耦控制策略,通过运算实时分配解耦桥臂开关管占空比,设计自适应选频器分离二次纹波信号,实现对直流母线二次纹波电压脉动的抑制。最后,基于Matlab/Simulink软件进行试验验证,所提方法能够有效地解决电压平衡和二次纹波功率抑制问题。

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.

双闭环直流调速系统设计

在电气传动领域,直流调速系统因其宽广的调速范围、高精度的控制能力、出色的动态响应及易控性而被广泛应用。为提升此类系统的控制精度与稳定性,文章依托Simulink仿真平台开展了双闭环直流调速系统的数字化设计探讨。借助Simulink环境,文章构建并优化了数字化控制器模型,对整个调速控制系统进行了详尽的设计与调试,旨在实现更高水准的控制性能。

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。

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。

采用国产芯片的高档同步电主轴驱动电路的设计方法

本文主要阐述了应用全部由国产芯片组成的三闭环数字交流同步电主轴设计,采用预处理数据储存的方式,使单片机快速实时计算的任务提前计算完成,并以数据表的格式固化在驱动器的存储器中,从而可使用低档芯片实现高速化、高性能的功能,使普通国产芯片同样能实现与进口高速芯片相媲美的数字交流伺服控制,在我国电主轴行业中解决了进口芯片紧张的问题,并介绍了控制系统采用的硬件结构和实现方法。

Profibus-DP总线在印染拉幅定形机电气控制系统上的应用

对印染拉幅定形机的电气控制系统进行概述。该系统采用先进的西门子Profibus-DP总线通信技术,配备丹佛斯FC302变频器构成速度闭环控制方式。通过信号级联输出方式,实现各传动单元之间的速度同步,提高速度信号的实时性和精确度。此外,介绍了风机变频器和温控表所采用的Modbus总线通信方式,该通信方式实现了更好的设备数据整合与数据交换。

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。

单闭环与去磁控制相协调的DFIG高电压穿越控制策略研究

双馈感应风力发电机(DFIG)高电压穿越(HVRT)过程中,传统的网侧换流器(GSC)双闭环控制中,不仅外环对DC-link电压振荡反应有延时,且对内环的补偿也有一定的滞后效应;此外,传统的转子侧换流器(RSC)控制对其容量利用率较低,在HVRT时,存在向转子注入无功不足等问题。针对上述情况,本文提出一种单闭环控制与去磁控制相协调的HVRT控制方案。仿真结果表明,GSC单闭环与RSC去磁相协调的HVRT控制策略,不仅有效抑制了HVRT过程中DC-link电压的波动,克服了传统控制的弊端,而且在保证功率平衡及RSC容量完全利用的状态下向转子侧注入了无功,提高了RSC利用率,成功实现DFIG的故障穿越。

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。

基于Proteus和单片机的电子系统课程设计教学实践

阐述电子系统课程设计课程的实践教学,采用Proteus仿真软件和单片机相结合的方式进行直流电机闭环调速系统的分析,提高仿真设计、硬件设计、软件设计的教学能力。

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。

单片机稳恒控制半导体激光器功率研究

为了提高半导体激光器的整体性能,需要对其功率稳定性控制方法展开研究,提出一种利用单片机实现半导体激光器功率稳恒控制的方法,该方法设计了定功率闭环控制电路和定电压开环控制电路,在半导体激光器运行过程中利用上述电路实现闭、开环控制,通过脉冲电源控制半导体激光器中的脉冲电流,在此基础上利用ATmega16单片机调整电路电流,划分半导体激光器的输出功率区域,在不同区域中利用PID控制器展开功率稳恒控制。实验结果表明,所提方法的激光功率稳定度高、抗干扰性强、功率控制效果好。

超高速电机模型预测控制的静差消除双闭环控制策略研究

三矢量模型预测控制不仅可实现交直轴电流的无差拍控制,还具有良好的稳态性能。但应用于高基频低载波比的超高速电机控制系统时,仍存在电流跟踪静差、计算量大等缺陷。文中首先对传统三矢量模型预测控制进行等效控制集优化,在不影响控制性能的情况下,能够大大降低算法复杂度。同时,为提高预测电流误差消除的快速性,提出一种电流预测静差消除双闭环控制策略。设计自适应加权数据选择器,交直轴电流预测误差经自适应加权数据选择器后,通过调节器对逆变器模型角度进行补偿,从而形成内环;外环则由交直流预测电流跟踪误差反馈至电流给定值构成。在该双闭环控制系统中,内环实现了纯延时误差的全补偿,并优化非纯延时误差在交直轴上的分布;外环则能完全消除分布优化后的内环预测误差。仿真分析和实验结果证明了所提控制策略的可行性和有效性。

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。