DECOUPLING CONTROL OF TWO MOTORS SYSTEM BASED ON NEURAL NETWORK INVERSE SYSTEM

In accordance with the characteristics of two motors system, the unitedmathematic model of two-motors inverter system with v/f variable frequency speed-regulating isgiven. Two-motor inverter system can be decoupled by the neural network invert system, and changedinto a sub-system of speed and a sub-system of tension. Multiple controllers are designed, and goodresults are obtained. Tie system has good static and dynamic performances and high anti-disturbanceof load.

考虑逆变器谐波耦合的牵引传动系统机电耦合振动特性研究

作为牵引传动系统能量转换的关键部件,牵引电机在电气激励作用下会受到各种冲击载荷和周期激振力的作用,从而产生机电耦合振动,威胁牵引传动系统的可靠运行。对此,基于双惯量模型对牵引传动系统机电耦合振动特性开展研究。首先,建立牵引电机的双惯量模型,依据此模型对其固有频率进行计算,并介绍了机械传动系统的同频受迫振动模态。其次,根据逆变器的开关特性,着重分析了脉宽调制(PWM)导致的边带谐波转矩对机电耦合同频共振的影响,探索逆变器的频率耦合产生的间谐波对机电耦合系统的影响。接着,以传递函数的形式对考虑双惯量负载的牵引传动系统进行建模,从频域角度对系统机电耦合共振特性进行理论分析。最后,利用硬件在环测试对所分析结果进行验证。

基于PLC的双速电机运行控制电路改造设计

近年来,双速电机的使用逐渐加深,为提高双速电机运行稳定性,技术人员充分融合PLC技术,对控制电路进行改造,保障双速电机的安全运行。该文将以PLC技术下双速电机运行控制电路的改造为研究课题,展开论述双速电机的运行原理与电路改造过程。同时,不断总结双速电机控制电路的改造经验,完善继电控制系统,发挥系统功能,促进该领域的可持续发展。

探测器阵列高精度二维标定平台控制系统设计

为了实现快速、高精度探测器阵列标定,对探测器阵列高精度二维标定平台控制系统进行了研究,设计了采用单片机控制步进电机加编码器的闭环位移控制系统。介绍了该平台的标定原理和硬、软件控制系统设计,并对控制PID算法进行了研究,最后搭建了标定系统对控制系统进行综合测试。实验结果表明该控制系统有良好的控制能力,平台在600 mm×600 mm的有效行程内定位精度可达-11~12μm,十次单点测试数据变异系数为0.13%,连续模式下平均测量误差为1.65%。该平台设计满足探测器阵列的标定要求,为探测器阵列标定提供了一种有效手段。

二维弹道修正引信磁力矩电机与外弹道模型串联仿真方法

针对二维弹道修正引信系统仿真中弹道模型与电机模型分立,难以反映全弹道不同转速情况下电机发电与控制性能的问题,提出一种基于Simulink的二维弹道修正引信(PGK)弹道与电机串联仿真方法。通过磁力矩电机结构功能分析,建立基于Simulink的磁力矩电机模型,并将电机模型与转角控制模块联立,形成电机控制模型,其输入为电机转速、控制PWM信号,输出为电磁力矩;然后将电机控制模型与外弹道模型联立,由外弹道模型产生电机控制模型所需的输入信号,并将电机输出的电磁力矩作为外弹道模型的输入,形成结合外弹道模型和磁力矩电机模型的串联仿真模型,对全弹道飞行过程中的电机发电性能、电磁力矩变化情况进行仿真分析,仿真结果与实测数据吻合。该模型还可用于磁力矩电机及其滚转角控制参数优化,为二维弹道修正引信样机优化提供参考。

二自由度超声波电机瞬态特性测试研究

多自由度超声波电机具有集成度高、动态响应快等特点,是实现复杂巧妙动作的理想驱动源。为发展其动态控制技术,提出一种新型的基于测速模块的二自由度电机瞬态特性测试系统。首先,介绍瞬态特性测试机构的结构形式和工作原理;其次,阐明瞬态特性的速度测试方法;最后,在两组驱动输入参数下,完成瞬态特性的比对测试。实验证明,设计的系统满足二自由度电机瞬态特性的测试要求,电机的启动与关断响应时间均很短,电机的动态性能较好。

两电机变频系统的支持向量机广义逆内模解耦控制

针对两电机变频系统非线性强耦合的特点,提出基于支持向量机广义逆内模控制的方法。对工作在矢量控制方式下的两电机变频系统数学模型进行广义逆存在性分析,从而得出系统广义逆数学表达式。通过支持向量机来辨识原系统的广义逆系统,然后对复合后所得到的伪线性系统引入了内模控制。该方法结合了支持向量机在小样本上具有良好的非线性建模能力和泛化能力,以及内模控制器易于在线设计的优点,同时兼顾系统的鲁棒稳定性,从而可以有效提高系统的控制效果。仿真和实验结果表明,该方法具有良好的动静态解耦性能,对外界扰动亦有很强的鲁棒稳定性。

基于神经网络广义逆的两电机变频系统内模控制

针对非线性强耦合的两电机变频系统,先利用动态BP神经网络逼近原系统的广义逆系统,然后再对复合后的伪线性系统提出了基于广义逆系统的内模控制方法,证明了闭环系统的鲁棒稳定性。最后基于S7?300PLC的平台,对系统设计做了相关的试验研究。结果表明,神经网络广义逆系统方法,不但能够很好地实现系统的解耦,而且还可以使伪线性化后的子系统开环稳定,引入的内模控制,又保证了系统的控制性能。

两电机同步系统的神经网络逆控制

以多变量、非线性、强耦合的两电机同步控制系统为研究对象,在同步旋转坐标下,建立了两电机同步系统的数学模型,并进行了可逆性分析.采用静态神经网络加积分器构造两电机同步控制系统的逆系统,将此逆系统与原系统相串联构成复合伪线性系统.即两电机同步系统被线性化且已解耦成速度和张力两个相对独立的系统,速度环为y=s-1φ(s)型伪线性子系统,张力环为y=s-2φ(s)型伪线性子系统,再分别设计线性闭环调节器对速度环和张力环进行控制.实验结果证明了采用神经网络逆系统控制方法可以实现两电机同步调速系统的解耦控制.

两电机调速系统的神经网络逆无模型自适应鲁棒解耦控制

为了解决非线性强耦合的多输入/输出的两电机调速系统存在较大负载扰动的问题,提出一种基于神经网络逆(neural network inverse,NNI)的鲁棒解耦控制策略。首先,根据逆系统理论,分析系统的可逆性,利用神经网络逼近原系统逆模型,将强耦合的两电机非线性系统线性化解耦为一伪线性复合系统。其次,针对两电机调速系统中负载扰动的问题,根据动态线性化理论,设计无模型自适应(model-freeadaptive,MFA)补偿控制器;将MFA补偿控制器与伪线性化复合系统相结合,以提高神经网络逆控制的两电机调速系统在负载扰动下的抗扰性能。基于Matlab/Simulink和PLC实验平台进行仿真和实验。实验结果表明:基于神经网络逆系统的MFA鲁棒控制策略不仅能很好地实现两电机转速与张力的解耦,还对负载扰动具有很强的抗扰性能。

基于PLC的两电机同步系统的神经网络逆控制

PLC控制系统以其超高的运行稳定性,结构简单,操作方便,维护费用低廉等诸多优点,使其在工业现场中得到了大量的应用。以多变量、非线性、强耦合的两电机同步控制系统为研究对象,采用静态神经网络加积分器来构造两电机同步控制系统的逆系统,将此逆系统与原系统相串联构成复合伪线性系统。即两电机同步系统被线性化且已解耦成速度和张力两个相对独立的系统,再分别设计线性闭环调节器对速度环和张力环进行控制。实验结果证明了将神经网络逆系统方法与现在工业中主流控制器PLC相结合,可以实现两电机同步调速系统的解耦控制,发挥其经济、社会效益,是一项很有意义的工作。

两电机变频系统神经网络广义逆内模控制

为了提高非线性强耦合的两电机变频调速系统的解耦控制性能和鲁棒性能,提出了基于神经网络广义逆系统的二自由度内模控制方法。先对原系统数学模型进行广义逆存在性分析,进而推导出原系统的广义逆数学模型,再用动态神经网络逼近广义逆模型,从而串接在原系统之前组成广义伪线性复合系统,实现系统的解耦线性化与开环稳定,有利于系统的综合。然后对广义伪线性系统引入二自由度内模控制,保证系统的鲁棒稳定性。最后基于S7-300的平台,做了相关的试验研究。结果表明,该方法不但能够很好地实现系统的解耦,而且当系统存在建模误差和负载扰动的情况时,仍能使系统保持高性能的控制。

两电机系统模糊PID支持向量机逆控制

为提高两电机变频系统的鲁棒性及解耦性能,尝试支持向量机逆模型与模糊PID控制相结合的控制策略。先由支持向量机逼近两电机系统逆模型,再将其与两电机系统串接,从而实现系统的解耦线性化,然后引入模糊PID闭环控制以消除建模误差。最后基于由PLC及变频器搭建的多电机变频系统进行了相关试验研究,结果表明:支持向量机逆控制较好地实现了系统的解耦与线性化,引入的模糊PID控制具有较好的同步响应特性,保证了系统高性能控制。

CPLD器件在两相混合式步进电动机驱动器中的应用

文章详细介绍了一种以 Xilinx公司生产的 CPL D器件 XC95 36为核心来产生电机绕组参考电流 ,进而实现具有绕组电流补偿功能的两相混合式步进电动机 10细分和 5 0细分运行方式的方法。实践证明 ,该方法可以有效地提高两相混合式步进电动机系统的运行效果。

采煤机截割部双电机机械串接驱动的同步性研究

基于动力学理论,建立了采煤机截割部双电机机械串接系统的动力学模型,分析了截割部工作机构在交变载荷、阶跃载荷和冲击载荷作用下,系统刚度、双电动机间连接刚度和双电机的机械特性差异对电机同步性的影响,证实了连接刚度的增大对双电动机的同步运行有显著的影响,系统刚度和双电机的机械特性差异对同步性影响不大。

零序谐波驱动六相PMSM双电机串联系统研究

研究了一种基于零序谐波驱动的双Y移30°永磁同步电动机(PMSM)双电机串联系统,分析了零序谐波驱动串联系统的工作原理,建立了两台PMSM定子绕组串联联结的相序转换关系,给出了串联系统的独立解耦矢量控制方法,并通过电机变速、变载运行的仿真研究,验证了该串联系统的可行性。

带驱动直流电机两轮机器人运动系统仿真

在两轮轮式机器人运动学特性以及直流电机系统的实际响应特性的基础上,分析了实际机器人的各个子系统。根据两轮机器人运动学特性建立了机器人运动模块,采用简化了的直流电机系统模型建立了电机及驱动模块,建立了给定限幅模块。这些模块构成了完整的带双闭环驱动直流电机系统的两轮机器人运动仿真系统。以RoboCup足球机器人系统作为验证平台,将提出的仿真系统、只采用理想运动学模型的仿真系统、带有二阶电机系统模型的仿真系统和实际系统四者的运行结果进行了对比。实验表明提出的仿真系统能更为有效地反映实际系统的运行情况,可以用于实际系统控制算法的仿真设计。

双机拖动系统的鲁棒调节器的设计

在线性系统设计中,需要设计一种调节器使系统具有闭环系统稳定且达到无差调节的性质,在系统参数发生微小扰动时,仍然要求保持这两种性质。设计具有这种性质的调节器的问题,称为鲁棒调节器问题。本文以双机拖动调速系统为例,说明鲁棒调节器的结构及设计方法,这种方法在鲁棒调节器设计中起着重要作用。

基于内含传感器的两电机调速系统神经网络左逆张力辨识

针对两电机调速系统高精度张力传感器价格昂贵、安装要求高、材料和环境限制多的问题,提出基于"内含传感器"的神经网络左逆张力软测量方法。为实现两电机调速系统张力辨识,基于"内含传感器"的概念,建立"内含传感器"张力子系统,并证明其数学模型的左可逆性。考虑到逆系统模型较为复杂,存在参数时变的特点,采用BP神经网络精确逼近张力左逆模型,并串联在原系统之后,实现张力的辨识。基于两电机实验平台,对张力辨识效果进行仿真及实验验证,研究结果表明,该策略能够快速、精确地跟踪张力实际值,且易于实现。

基于GA-RBF神经网络逆的两电机同步控制

以多变量、非线性、强耦合的两电机同步控制系统为研究对象,提出了基于遗传算法的径向基函数(GA-RBF)神经网络逆的两电机同步控制方法。根据给定的性能指标,采用遗传算法对RBF神经中心进行优化,在此基础上串联RBF神经网络逆与两电机系统,构建复合伪线性系统。这一复杂控制对象即可解耦成转速与张力两个线性子系统,进而通过设计线性闭环调节器实现了解耦控制。实验结果表明,采用GA-RBF神经网络逆的两电机系统,对速度和张力实现了较好的解耦控制,且具有较强的抗干扰能力。