基于自抗扰控制器的力矩电机伺服系统控制

自抗扰控制器能将被控对象的内、外“总扰动”进行估计并用前馈补偿的方法将其抵消,适于力矩电机因直接驱动所带来干扰的补偿与控制。针对测量噪声对线性自抗扰控制器观测器带宽的限制,提出了二阶线性自抗扰的相似结构,并结合三阶积分链式微分器对其效果进行了对比仿真验证。力矩电机的控制仿真实验表明,与二阶线性自抗扰算法相比,基于相似结构的改进的力矩电机控制,能在有测量噪声情况下兼顾系统跟踪精度、突加负载时抗扰动性与抗噪性。     

自抗扰控制器在平面电机控制系统中的应用

针对平面电机调速系统在PID控制下控制性能差的问题,文章提出了自抗扰控制方案,在突加负载或扰动时,用自抗扰控制器进行估计、补偿和控制,解决了PID控制中产生的“快速性”与“超调量”之间的矛盾;文章详细描述了自抗扰控制器组成、平面电机速度控制器的搭建,最后在突加负载和摩擦力突变的情况下,通过比较自抗扰控制和PID控制,结果表明:自抗扰控制具有良好的动态性能和鲁棒性。     

机动平台光电跟踪系统的自抗扰控制研究

针对机动平台光电跟踪系统跟踪目标需具备较强动态抗扰能力的问题,提出了一种将包含了非线性跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性状态误差反馈三个环节的结构完整的自抗扰控制器用于光电跟踪伺服系统的速度环的思路。针对某单轴稳定转台设计了二阶自抗扰控制器,并进行了仿真研究。结果表明,该控制器对外扰变化及系统模型不确定性具有良好的鲁棒性和适应性,且能有效抑制系统中存在的非线性因素的影响。     

PID参数自整定方法在热风炉燃烧控制中的应用

热风炉是高炉生产系统中重要的组成部分,其燃烧控制是一个相当重要的部分。但是国内大部分的中小型热风炉参数的设置几乎都采用常规PID,这样受人为因素影响严重,不能达到节约能源和优化控制的目的。因此,运用合适的PID参数自整定方法来代替常规PID整定,对煤气和空气流量进行控制,进而改善热风炉的送风效果显得尤为重要。本文设计了热风炉的燃烧控制方案,然后具体对几种不同的PID自整定方法进行研究,并以工业控制系统中常用的带有时间延迟的一阶模型为例,运用MATLAB对具体的PID自整定方法进行研究与仿真。同时,对仿真结果进行比较,得到了各种自整定方法的控制效果和适用范围。以便将PID自整定方法运用到热风炉的燃烧控制中,进而改善其燃烧效果。     

微型飞行器的自抗扰控制器设计

微型飞行器具有高度的非线性特性,且气动参数具有不确定性,难以建立精确的数学模型;为实现其姿态、速度、以及高度的精确鲁棒控制,基于自抗扰控制方法设计了微型飞行器速度回路和高度回路的控制器。首先建立了微型飞行器的非线性模型,然后利用扩张状态观测器对飞行器状态和气动不确定性因素进行了估计,并通过非线性反馈对模型不确定性部分和状态耦合进行补偿,实现了纵向通道的解耦控制。通过仿真对所设计的控制器进行性能验证,结果表明自抗扰控制器能够实现对微型飞行器的快速稳定控制,且不依赖于精确的飞行器数学模型,具有良好的鲁棒性。     

基于自抗扰技术的无人机自主避障研究

摘要：随着无人机民用化的持续加速, 其应用场景越来越复杂, 自主避障技术成为拓宽应用领域的技术瓶颈. 自主避障技术的突破, 无疑成为无人机更大规模应用必要条件. 自抗扰控制器技术, 是发扬PID控制技术的精髓并吸取现代控制理论思想归纳探索而来. 自抗扰控制器具有的不依赖被控对象精确模型、算法简单、参数易于调节的特点, 使其适合作为无人机自主避障的控制算法来应用. 针对无人机避障中位置给定阶跃信号幅值较大且幅值不定的情况, 传统PID控制器快速性不能很好满足要求且需要重复调节参数, 而自抗扰控制器则具有更好的鲁棒性. 为了更好的实现无人机自主避障, 设计了基于自抗扰控制器的外环位置控制器, 对基于自抗扰的无人机自主避障系统进行仿真和实验研究, 并与传统双环PID控制器进行对比分析, 结果证明外环控制器采用自抗扰控制器的无人机自主避障系统的可行性.     

车载光电稳定跟踪平台自抗扰伺服系统设计

为了提高光电稳定跟踪平台伺服性能,针对车载光电稳定平台的扰动特点,依据自抗扰控制算法的分离特性,提出一种含有积分补偿项的自抗扰控制伺服系统,系统对指令信号安排过渡过程,即采用最速控制方案。实际摇摆测试结果表明:设计的自抗扰控制伺服系统既保证了车载光电稳定平台稳定误差为0.129 mil（1）,又提高了平台的自动跟踪性能,是一种可应用在稳定跟踪平台系统中的理想控制器。     

基于MATLAB的参数自整定模糊PID控制器的两种设计方法

_：鉴于模糊控制技术和PID控制技术在控制领域中的重要表现,在深入学习研究二者的基础上介绍了两种在MATLAB中实现参数自整定模糊PID控制器的方法,同时对两种方法进行了分析比较：一种通过S-Function实现模糊控制对PID控制参数进行在线整定,另一种则通过完全命令行的方式实现模糊整定与PID控制的无缝连接。通过验证,二者都可以取得理想的控制效果,且第二种方法用MATLAB实现复杂的控制算法,因此得以在学校实验室控制实验上得到了完全应用。用MATLAB 实现参数自整定模糊PID控制简单直观、便于操作,是一种比较理想的控制方法。     

一类不确定离散混沌系统的自抗扰控制器与小脑神经网络并行优化控制

针对一类受扰不确定离散非线性混沌系统,提出了基于免疫动态微粒群优化策略的ADRC与CMAC神经网络并行控制方法(ADRC-CMAC).ADRC控制器抑制系统扰动,保证系统的稳定性;CMAC神经网络控制器实现前馈控制保证系统的控制精度和响应速度.利用动态免疫微粒群算法对ADRC-CMAC并行控制器参数进行全局优化.实验结果表明该控制方法具有较快系统的响应速度,较好的抗干扰能力,控制精度高. 关键词： 自抗扰控制器 小脑神经网络 并行控制 混沌系统     

基于自抗扰控制的超导储能变流器设计北大核心CSCD

超导磁储能(SMES)是一种以电磁能的形式储存电能的装置,在提高电力系统稳定性、改善电网电能质量、平滑间歇性能源出力等方面具有广阔的应用前景.本文针对现有SMES控制中存在的不足,将自抗扰控制引入SMES的功率控制方案中.首先介绍了自抗扰控制器的一般设计方法;然后结合SMES的数学模型设计了SMES双闭环自抗扰控制方案;最后在MATLAB/simulink环境中进行仿真,对比了采用传统PI控制和自抗扰控制时SMES的动态性能.仿真结果表明,在功率参考值突变、系统参数变化等工况下,本文所提方法克服了传统PI控制器对SMES功率控制的缺陷,能够快速、无超调地对SMES功率进行控制,并能有效抑制扰动的影响.     

某型光电跟踪系统伺服控制器建模与仿真

以某型地空导弹为背景,采用视觉伺服技术,设计了光电跟踪系统的伺服控制器;系统采用半闭环结构。通过控制对象的分析选择了永磁式直流电机作为执行机构,并建立数学模型;设计了电流环反馈,保证系统的快速响应,并可对电机进行过流保护;位置环采用串联超前校正和PA放大器;通过Bode图分析,本系统符合要求;仿真分析结果表明,本系统具有响应快、超调小等特点,并能够快速平稳的跟踪低频运动的目标。     

模糊自抗扰控制在永磁同步电机调速系统的应用

针对直接转矩调速系统中PID控制器参数鲁棒性差,调速过程中磁链和转矩脉动大的问题,设计了一种基于模糊的改进自抗扰转速控制器;自抗扰策略代替传统的PID控制方法,模糊规则对自抗扰控制算法进行简化,减少待整定参数;与传统的PID控制方法相比,模糊自抗扰控制能提高调速系统的误差估计补偿和抗干扰能力;对比仿真结果,模糊自抗扰控制响应速度快,明显降低了系统在调速过程中的磁链和转矩脉动,表明模糊自抗扰控制具有良好的控制性能,验证了该方法的有效性。     

永磁直线同步电机位置系统的模糊IP控制研究

针对具有电磁推力大、响应快、易于矢量解耦控制的永磁直线同步电机PMLSM,研究高精度位置伺服控制系统的设计,以满足高速加工与高精度微进给加工的需求。考虑被控对象的变化和外界扰动,控制器的参数难于在线修订,设计了一种模糊/积分-比例IP位置控制器。它将具有并联反馈环节的IP控制器与模糊控制器有效结合,根据位置偏差的变化率进行切换,即存在较大输入指令与系统输出偏差较大时采用模糊控制,而系统输出接近于输入指令时则采用IP控制器,从而发挥模糊控制器对变参数系统的自适应性和IP控制器的快速和准确性优势。仿真实验结果表明模糊/IP控制器在稳态精度和动态性能方面优于单纯的IP控制器和模糊控制器,能够满足变参数控制系统的性能指标。     

Optimal Fractional-Order Active Disturbance Rejection Controller Design for PMSM Speed Servo System

In this paper, a fractional-order active disturbance rejection controller (FOADRC), combining a fractional-order proportional derivative (FOPD) controller and an extended state observer (ESO), is proposed for a permanent magnet synchronous motor (PMSM) speed servo system. The global stable region in the parameter (K_p, K_d, μ)-space corresponding to the observer bandwidth ω_o can be obtained by D-decomposition method. To achieve a satisfied tracking and anti-load disturbance performance, an optimal ADRC tuning strategy is proposed. This tuning strategy is applicable to both FOADRC and integer-order active disturbance rejection controller (IOADRC). The tuning method not only meets user-specified frequency-domain indicators but also achieves a time-domain performance index. Simulation and experimental results demonstrate that the proposed FOADRC achieves better speed tracking, and more robustness to external disturbance performances than traditional IOADRC and typical Proportional-Integral-Derivative (PID) controller. For example, the J_ITAE for speed tracking of the designed FOADRC are less than 52.59% and 55.36% of the J_ITAE of IOADRC and PID controller, respectively. Besides, the J_ITAE for anti-load disturbance of the designed FOADRC are less than 17.11% and 52.50% of the J_ITAE of IOADRC and PID controller, respectively.     

大型望远镜交流伺服控制系统综述

本文主要介绍了当前国际上地基大口径望远镜交流伺服控制系统的发展现状,详细论述了望远镜驱动方式的选择、交流永磁同步力矩电机的应用情况、控制系统的硬件组成以及伺服系统的控制策略。讨论了大型望远镜交流伺服控制系统设计的难点及未来发展趋势,为大型望远镜交流伺服控制系统的设计提供一定的参考。     

基于WOA-ESN的电机系统混沌振荡预测

提出一种将鲸鱼优化算法(WOA)与回声状态网络算法(ESN)结合的WOA-ESN预测方法, 并将此方法应用到永磁同步电机(PMSM)的混沌振荡预测, 进行实验仿真并和其他预测算法比较, 证明所提出方法拥有更高的预测精度。     

参数不确定永磁同步电机混沌系统的有限时间稳定控制

针对含有参数不确定性的永磁同步电机混沌系统, 结合主动控制与有限时间稳定控制理论, 提出一种改进的主动有限时间稳定控制器. 该控制器不仅具有较强的鲁棒性, 而且可以通过调整终端吸引子比例系数, 有效地缩短系统的响应时间, 以提高系统的响应能力. 通过仿真实验, 验证了该控制器比传统的控制器的具有更强的鲁棒性和响应能力. 关键词： 永磁同步电机 混沌控制 有限时间稳定 主动控制     

直流无刷伺服电机调速系统设计

针对传感器对直流无刷伺服电机直接进行模拟控制时,存在调速精度不高、电压不匹配及转速波动大等问题,设计了一种PWM变频调速系统。该系统通过ADS8365将来自传感器的模拟信号转换为数字信号,应用TMS320F2812对采集到的数字信号进行相应处理,并通过计算输出相应频率的PWM信号,PWM信号经过光电耦合器进行电平转换后作为电机的控制信号,控制电机的转速。以MEMS陀螺仪为传感器的调速试验证明,能够准确控制电机的转速,并能有效减小转速波动。