交流电机调速系统的分数阶PIλ控制

主要讨论了分数阶PIλ控制方法并将其应用到交流电机调速系统中.介绍了分数阶PI控制器的设计,并利用Tustin算子生成函数将分数阶微积分由S域变换到Z域,利用连分式方法展开,实现了分数阶PIλ控制器的离散化.将其应用到交流电机调速系统,对分数阶控制器和传统整数阶PID控制器控制特性进行实验对比,研究结果表明:分数阶PIλ控制器相比传统整数阶PID控制器具有更好的控制效果.     

一种模糊自适应粒子群优化算法的分数阶PI~λD~μ控制器设计

针对分数阶PI~λD~μ控制器待设计参数多,整定复杂问题,采用模糊自适应粒子群优化算法(Fuzzy Adaptive Particle Swarm Optimization,FAPSO)设计分数阶PI~λD~μ控制器参数.采用模糊规则的方法对惯性权重及位置更新进行了模糊逻辑处理.仿真结果表明,与传统的PSO算法比较,采用FAPSO方法所设计的分数阶PI~λD~μ控制器,具有更好控制品质和更强的鲁棒性.     

基于遗传算法的分数阶PI~λD~μ控制器参数分级整定

针对交流电机振动抑制问题,提出基于遗传算法的分数阶PIλDμ控制器参数分级整定策略.通过遗传算法对整数阶PID控制器整定,获得一组控制参数;固定这组控制参数,再利用遗传算法对分数阶PIλDμ控制器进行阶次寻优.仿真结果表明,在PID控制器三系数不变的条件下,通过调整控制器的积分与微分阶次,分数阶PIλDμ控制器与整数阶PID控制器相比,动态性能指标均有所改善;所提出的分级整定策略对分数阶PIλDμ控制器参数确定是有效的.在不增加任何系统结构复杂性的前提下,改善了交流电机的振动抑制特性.     

基于遗传算法的分数阶PI^λD^μ控制器参数分级整定

针对交流电机振动抑制问题,提出基于遗传算法的分数阶PIλDμ控制器参数分级整定策略. 通过遗传算法对整数阶PID控制器整定,获得一组控制参数;固定这组控制参数,再利用遗传算法对分数阶PIλDμ控制器进行阶次寻优. 仿真结果表明,在PID控制器三系数不变的条件下,通过调整控制器的积分与微分阶次,分数阶PIλDμ控制器与整数阶PID控制器相比,动态性能指标均有所改善;所提出的分级整定策略对分数阶PIλDμ控制器参数确定是有效的. 在不增加任何系统结构复杂性的前提下,改善了交流电机的振动抑制特性.     

遗传算法在变频交流电机控制中的应用研究

交流异步电动机具有很强的非线性特性,因此在调速控制中控制器的参数很难达到最优化.采用矢量控制后交流电机的调速性能可以和直流电机媲美.但变频交流电机矢量控制系统存在3个PI环,同时交流电机本身具有很强的非线性.由此可知调节3个控制器的参数使系统的调速性能达到最优存在很大的困难.文中建立了电机的仿真模型,在此基础上采用遗传算法对转速闭环控制器的参数进行了优化,并将优化的控制器参数与非优化的控制器参数的控制效果进行了仿真对比,结果表明取得了良好的效果.     

基于神经网络的分数阶PIα控制器的设计与实现

分数阶控制器与传统PID控制器相比具有更好的适应性,并且为更好地调节分数阶控制系统性能提供了可能性.然而,由于分数阶控制器引入了两个附加的参数α和β,从而使分数阶PIαDβ控制器参数的确定变得更加困难.为了改进这一问题和进一步提高分数阶PIαDβ控制器对系统不确定性的适应能力,文章简明且不失一般性地提出了一种基于神经网络的参数自调整分数阶PIα控制器.讨论了所采用的离散化方法和分数阶控制器的设计方法,对神经网络结构和控制器参数自调节方法给出了详细论述.实验结果表明,所设计的控制器不仅保持了常规分数阶PIα控制器的特性,而且还具备了更好的适应性和参数自调节能力.     

分数阶神经网络控制器自顶向下优化方法

研究了分数阶PIλ控制器中自顶向下优化BP神经网络的方法.介绍分数阶PIλ控制器的设计,提出自顶向下优化BP神经网络的算法,实现对控制器中相关参数的调节.实验结果表明,自顶向下的优化方法通过合并、删除某些隐节点达到了简化网络结构的目的.     

分数阶干扰观测器在电机调速系统中的应用

针对交流电机调速系统是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统,电机参数的变化、非线性、不确定性等因素不仅引起转矩脉动和误差,同时也引起线性PI控制器性能下降的特点,提出了一种PI控制和分数阶干扰观测器相结合的控制方法.这种方法通过构造分数阶干扰观测器来预测该结构系统中的各种干扰,并根据预测到干扰信息进行补偿以抑制干扰对系统的影响.仿真实验表明,这种控制方法具有较强的适应性和稳定性.     

分数阶干扰观测器在电机调速系统中的应用

针对交流电机调速系统是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统,电机参数的变化、非线性、不确定性等因素不仅引起转矩脉动和误差,同时也引起线性PI控制器性能下降的特点,提出了一种PI控制和分数阶干扰观测器相结合的控制方法．这种方法通过构造分数阶干扰观测器来预测该结构系统中的各种干扰,并根据预测到干扰信息进行补偿以抑制干扰对系统的影响．仿真实验表明,这种控制方法具有较强的适应性和稳定性．     

未知负载和转子电阻的交流感应电机自适应控制

基于自适应观测控制器设计了三相交流感应电机调速系统,该控制器在未知电机转子电阻和负载及不需要测量磁链情况下,可同时且不受限制地单独控制电机转速(转矩)和磁链.控制器只测量转速、电压和电流信号自适应估计磁链和未知参数.用该控制方法设计了两相坐标轴磁场定向电机模型,系统不存在非线性,因此适合离散化和DSP系统的数字实现.     

高速永磁同步电机调速系统扰动抑制策略

为了提高高速离心压缩机驱动电机调速系统的抗扰性能,提出自适应非奇异终端滑模控制的无模型控制方法。设计自适应非奇异终端滑模控制律,引入速度误差变量,采用非奇异终端滑模面,使系统状态变量根据距离平衡点自适应调节,建立无模型超局部模型,设计速度控制器。以额定功率60 kW、额定转速45 000 r·min^-1的高速离心压缩机系统为对象,对方案的控制效果进行了验证。仿真结果表明：在电机参数发生摄动、负载产生扰动时,该方法可以有效提高系统抗干扰性,减小电机转速波动。     

基于ESO的PMSG风力发电系统无源自抗扰控制

为实现直驱式永磁同步风力发电系统在低风速下的最大功率追踪,提高风能的利用率,提出了无源自抗扰转速控制策略.利用基于能量成形、PCHD的原理以及扩张状态观测器(ESO)技术,设计出基于ESO的无源电流控制器,同时通过基于反双曲正弦函数的ESO对系统扰动项进行实时性观测并补偿.针对速度调节器响应速度慢、抗负载能力差的问题,设计了基于反双曲正弦函数的速度控制器并得到期望的定子电流.仿真结果表明,该控制方法能保证系统稳定运行,具有较强的转速跟踪性、抗负载能力以及鲁棒性,同时具有较小的电磁转矩脉动.     

基于Sinamics S120小功率城轨模拟牵引系统的设计

构建了2.2 kW交流异步电机的城市轨道模拟牵引系统,该系统以西门子PLC S7-300作为控制器,SINAMICS S120作为驱动装置,通过PROFIBUS-DP总线完成各部分之间的通信.实现了在小功率条件下对城市轨道牵引系统运行工况的模拟,并对牵引电机的特性参数进行了采集与分析.     

凿岩机器人液压系统自抗扰控制研究

给出凿岩机器人关节驱动液压系统的数学模型，对其进行降阶近似，使用自抗扰控制方法设计二阶控制器，并在不确定环境下进行仿真研究。结果表明，该控制器对于系统参数摄动和大负载干扰具有理想的鲁棒能力，控制过程快速、平滑，稳态精度高。     

牵引电机传动系统振动与噪声分数阶控制研究

项目类型：联合资助基金项目／面上项目 项目编号：60870009 项目摘要：当前振动控制的主流方法是主、被动和一体化振动控制,这些振动控制方法需要减振材料与减振装置的配合．有别于这些振动控制方法,本项目从控制律角度探讨分数阶控制与牵引电机传动系统振动及辐射噪声抑制的机理,实现对牵引电机运行过程中激振作用的有效抑制．     

直流电动机调速系统的状态反馈控制仿真

介绍了状态反馈控制器的设计原理与方法，建立了直流电动机的数学模型，并采用MATLAB软件对直流电机调速系统的状态反馈控制进行了仿真．结果表明：将SFC控制器应用于直流电动机的调速系统中，可以改善系统的动态性能，使电机带动负载以期望的角速度转动．     

基于模型扰动抑制的直线伺服电机滑模鲁棒控制

针对直接驱动的交流永磁直线电机直接驱动伺服系统,提出一种将模型扰动抑制方法和滑模控制相结合构成的鲁棒跟踪控制策略.滑模控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能;而模型扰动抑制补偿器在很大程度上抑制了速度闭环系统内的各种扰动(包括负载及直线电机的端部效应力等),从而削弱滑模控制的抖振对系统稳态性能的影响.仿真结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

基于模型扰动抑制的直线伺服电机滑模鲁棒控制

针对直接驱动的交流永磁直线电机直接驱动伺服系统,提出一种将模型扰动抑制方法和滑模控制相结合构成的鲁棒跟踪控制策略.滑模控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能;而模型扰动抑制补偿器在很大程度上抑制了速度闭环系统内的各种扰动（包括负载及直线电机的端部效应力等）,从而削弱滑模控制的抖振对系统稳态性能的影响.仿真结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

基于负载转矩观测器的PMSM鲁棒无源控制

从能量角度出发,将永磁同步电机看作是有能量输入和输出端口的装置.按照端口受控耗散哈密顿系统对其建模,利用互联和阻尼配置的能量配置方法,设计无源控制器.针对无源控制下的系统受到干扰时稳定性较弱,结合鲁棒控制技术,设计鲁棒无源控制器,以提高控制品质.系统转速调节采用滑模控制器,同时由负载转矩观测器估计实际转矩,增强系统抗负载扰动能力.仿真结果表明了该控制方法的有效性.     

齿轮传动比对动车组牵引特性的影响

为了解决CRH3-350动车组运行过程中出现的齿轮箱渗油问题,对动车组牵引特性和控制方法进行了分析.通过改变齿轮传动比和动车组牵引特性控制曲线,可以改变牵引电机转速.Maflab/Simulink仿真结果表明,齿轮传动比的减小可以降低牵引电机转速,而牵引电机输出转矩和电流也能满足动车组运行要求.