无刷直流电机自适应模糊控制的研究

无刷直流电机(BLDCM)的高性能控制研究始终是运动控制领域中的一个重要研究方向,模糊自适应方法的提出为 BLDCM 控制系统的设计带来了全新的思路。基于BLDCM 数学模型,利用结合自适应策略的模糊控制方法,实现转动惯量变化情形下转速的快速跟踪控制,并通过李亚普诺夫函数证明了速度控制器的稳定性。基于模块化建模工具 Matlab/Simulink 建立 BLDCM 控制系统模型,采用dSPACE 实时仿真环境自动生成控制回路的实时代码,构建便捷高效的在线实时控制平台。仿真及实验结果证明:控制系统运行平稳,自适应模糊策略具有良好的静、动态特性。

自适应反步法感应电机控制器的设计和仿真研究

基于静止d-q坐标系下的感应电机数学模型,在参数不能确定的情况下,通过位置、速度、磁链和线圈电流信号,采用非线性反步法设计了感应电机的自适应位置控制器,该控制器不依赖于电机参数。基于MATLAB/Simulink仿真平台,建立感应电机位置控制系统仿真模型。仿真结果表明:用该方法设计的控制器得到的位置跟踪误差迅速渐近趋于零,达到了较好的位置控制性能。

基于Matlab的开关磁阻电机控制系统仿真建模研究

在分析开关磁阻电机(SRM)数学模型的基础上,提出了SRM控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,建立独立的功能模块,如电机本体模块、速度控制模块、电流控制模块、转角选择模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建SRM控制系统的仿真模型。系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用角位置控制与电流斩波控制相结合的方法,保证了SRM在低速或高速运行时都可获得满意的性能。仿真结果证明了该SRM建模方法的合理性、有效性,为实际电机控制系统的设计和调试提供了新的思路。

感应电机Backstepping控制方法及dSPACE实时仿真研究

感应电机的高性能控制研究始终是非线性控制领域中的一个重要研究方向,Backstepping控制方法的提出为感应电机控制系统的非线性设计带来了全新的思路。利用本质上是非线性反馈控制的Backstepping方法,在转子磁链和电机转速不可测的情形下,实现感应电机部分状态反馈的位置渐近跟踪,且确保系统中的所有信号的有界性。该方法通过建立磁链、转速观测器,设计全局定义的控制律,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等的特点。基于dSPACE的在线仿真结果表明:系统运行平稳,转速、磁链不可获知时,仍可有效渐近跟踪期望的参考位置,具有较优的伺服跟踪特性。

感应电动机无源性控制方法研究

从控制的角度,针对高性能感应电动机转矩、速度、位置跟踪控制中的稳定性、鲁棒性、自适应性等问题,结合近年来为解决这些问题所提出的无源性控制方法和理论进行了系统地综述和分析,指出了现有各种方法的优缺点,并提出了今后无源性控制方法的研究方向。

基于C MEX S-函数永磁同步电机控制系统仿真建模研究

在分析永磁同步电机(PMSM)数学模型的基础上,利用C语言编写S-函数,提出了PMSM控制系统仿真建模的新方法。在Matlab/Simulink中,构造CMEXS-函数的三类简化结构,建立独立的功能模块,如PMSM本体模块、速度控制模块、电流滞环控制模块等,再进行功能模块的有机整合,搭建PMSM控制系统快速高效的仿真模型,为提高复杂系统模型的仿真速度、硬件控制器的设计与调试提供了新的思路。PMSM系统采用双闭环控制:速度环采用PI控制,电流环采用滞环电流控制。仿真结果证明了采用CMEXS-函数方式建模的快速性和有效性。

基于感应加热电流的温度控制模型研究

介绍了基于脉冲密度调制(PDM)的感应加热电源的拓扑结构及其工作原理。根据感应加热的电磁原理,运用数学、物理学方法,研究分析了感应加热过程中各种发热效应的产生原理,推导出被加热工件的温度与感应电流和加热时间之间的数学关系,并建立了温度模型。根据该温度控制模型和对被加热工件的预期加热温度,通过数字信号处理器(DSP)的实时运算,辨识出所需感应电流和加热时间,实现通过对感应加热电源谐振电流的在线调控,达到对工件温度的间接控制。为实现无温度传感器的温度精确控制,简化系统结构,降低装置成本和提高系统可靠性提供了有效的理论依据。

模糊多参考模型自适应控制及仿真研究

将模糊理论应用于参考模型的选择,提出一种将模糊选择和自适应控制相结合的模糊多参考模型自适应控制算法。此方法通过模糊规则选取合适的参考模型,能克服传统自适应算法中由于系统参数跳变而带来的控制困难,并且具有较好的鲁棒性能。在无刷直流电机调速系统模型中的仿真表明,此方法控制的无刷直流电机在电机参考转速和负载转矩变化的情况下仍具有良好的动态性能和控制精度。

感应电机自适应无源性控制方法及dSPACE实时仿真研究

利用本质上是非线性反馈控制的无源性控制 (PBC)方法与自适应控制相结合 ,实现负载转矩时变未知情形下磁链、转速的渐近跟踪 ,并可有效抑制由定、转子电阻变化引起的跟踪误差 .该方法从能量角度分析电机控制系统 ,确定不必抵消的“无功力” ,设计全局定义的控制律 ,具有形式简单、无奇异点、鲁棒性好等的特点 .基于dSPACE的在线仿真结果表明 :系统运行平稳 ,负载转矩时变未知时 ,仍可有效渐近跟踪期望的转子磁链和参考转速 。

基于FPGA的CMAC-PID控制器的研究

CMAC是一种局部学习神经网络,结构简单,收敛速度快;PID是目前应用最为广泛的控制算法。结合二者的优点,采用并行方式形成CMAC-PID控制器,进行了Matlab仿真实验。基于VHDL设计该控制器,重点在于CMAC的在线学习算法实现和控制器模块的闭环仿真测试。在FPGA上实现了该控制器,实验结果表明,该控制器运算速度快、精度高,具有较强的抗干扰性,是实现IP控制模块或单片智能控制的一种新的有效途径。

基于模型参考自适应方法的对偶控制方法研究

针对未知参数随机系统,基于模型参考自适应方法和双准则函数,设计了具有控制和学习作用的对偶控制器.通过控制器的学习作用提高了控制精度,有效地减少了启动时的超调.仿真结果表明,设计的控制器能够具有较好的跟踪性能.

离散时间系统的滑模控制器设计与仿真研究

针对不确定性离散时间系统,分析和设计了一类变结构控制器。当存在外界干扰和不确定性时,系统状态也是全局有界稳定的。一个新的切换面作为系统的输出信号被提出,特别用来设计滑模控制器。系统状态一旦进入到准滑动模态,就对设备参数变化和外界干扰显示出强的鲁棒性,因为控制器的设计完全考虑了边界层的影响。外推法被用来估计不确定离散时间系统的不确定值。两种方法均有效地消除了系统的抖振,确保了系统的稳定性,且保证了变结构控制系统良好的品质。最后,仿真结果证实了所提出方法的有效性。

基于反步法的永磁同步电机输出反馈控制系统研究

针对永磁同步电机 (PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性 ,采用积分反步法讨论了精确的位置跟踪控制问题 .在已知电机模型的精确参数情况下 ,假定只有转子位置可测 .设计了速度和定子电流的非线性观测器 ,提出了输出反馈控制器的设计方法 ,在保证定子电流跟踪参考电流的前提下 ,实现了位置的精确跟踪控制 .通过构造适当的Lyapunov函数 ,证明了所设计的控制系统的全局稳定性 .仿真结果表明 ,用该方法设计的PMSM控制系统滤波跟踪误差迅速以指数规律收敛到零 .

船舶锚机控制系统量子粒子群优化PID算法的研究

由于船舶锚机起锚锚链受力连续变化,且力与链索的速度存在动态耦合,提出了基于量子粒子群优化PID算法对锚链张力进行寻优,通过编制PLC算法程序,控制变频器调速使锚机输出相应的速度,实现了锚机的自动控制。仿真结果表明,该船舶锚机系统运行良好,具有一定的应用价值。

基于智能控制技术的家居系统的研究

家居系统是一个复杂的多变量系统,具有非线性时变及变量之间动态耦合,不易建立精确的数学方程,将PLC控制技术和基于平均速度的粒子群优化模糊PID算法相结合,通过电力载波线组网,采用组态技术,实现家居智能控制。实验表明,该系统能够根据环境变化实时动态地开窗通风、启动窗帘调光及开启空调调温等,使家居温度稳定,环境舒适,而且界面简单易操作,方便在线修改,推广价值良好。

基于Jitterbug的网络控制系统时延补偿的研究

目前控制系统调度策略和控制性能两者的最优化是一个难题。由瑞典Lund学院开发的Jitterbug工具箱,提供了一个分析网络控制系统时延的平台,可以对各种时延情况下的线性闭环控制系统提供静态的性能预估分析。本文基于Jitterbug内部模块特性,利用其特定的调度策略和性能指标函数,针对一类网络控制系统,导出了该实时闭环控制系统的性能优化时延需求,并进行了时延补偿分析。

PSPWM控制超声电源的研究

传统超声电源的功率调节有整流侧、直流侧和逆变侧三种调节方式,其中,逆变侧调功以硬开关PWM(脉宽调制)控制方式为主,功率器件工作于硬开关状态,开关损耗大,EMI较大,系统效率低。文中阐述了一种采用软开关PSPWM(移相脉宽调制)逆变侧调功的功率调节方式,对其工作原理、工作过程及逆变器的输出电压电流波形、功率进行数学分析,并利用Psp ice软件进行仿真。结果表明,采用软开关PSPWM的控制策略,可以实现逆变器输出功率的调节,同时开关器件在零电压开通和关断,实现ZVS软开关,大大减小开关器件的功率损耗,提高了系统的效率,在超声电源研制应用中具有一定的可行性。

基于NS-2的网络控制系统仿真研究及实现

基于网络仿真软件NS-2的编程通用性强和功能可扩展的特点,该文探讨了在信息调度下利用NS软件进行网络控制系统仿真的方法和设计实现过程。在此问题中,充分利用了NS-2仿真中的离散事件驱动方式,实现了网络控制系统的变速率采样模式。利用NS-2中类C++的语言环境实现了变速率采样模式下控制系统微分方程的实时求解,并结合在网络信道容量有限而对控制系统信息进行调度的假设下,进一步仿真验证了保持控制系统稳定和进行变速率采样的控制算法。最后展示了仿真研究的结果。

新型冲齿机数字控制系统的研究

介绍一种主轴(冲齿)采用交流变频调速,进给(牵料)采用交流伺服驱动的新型两轴数控冲齿机。新型冲齿机利用可编程序控制器(PLC)作主控制器,LCD触摸显示屏作为人—机界面,通过软件编程和数据通讯,彻底改变了传统冲齿机冲齿—牵料机构的机械耦合刚性连接方式,实现了两轴同步驱动和工艺参数的柔性化调整。

自适应积分反步法永磁同步电机伺服控制器的设计

针对永磁同步电机(PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性以及参数的不确定性,利用非线性积分反步法设计了自适应积分反步控制器,在补偿参数不确定性影响的同时,实现了PMSM高性能位置跟踪控制.基于Matlab建立了系统的仿真模型并实施仿真.仿真结果表明,用该方法设计的PMSM控制系统,滤波跟踪误差能以指数规律迅速收敛到零,并且具有很强的抗负载扰动能力.