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永磁同步电机的双闭环调速系统设计 预览
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作者 胡建秋 丁学明 《电子科技》 2019年第3期21-25,共5页
永磁同步电机因其优越的性能近年来得到了广泛应用。针对双闭环控制器参数整定困难所导致的控制效果不佳的问题,文中提出了基于极点配置和Ramp函数的改进型双闭环PI控制器。从永磁同步电机矢量控制算法的角度出发,建立了速度、电流双闭... 永磁同步电机因其优越的性能近年来得到了广泛应用。针对双闭环控制器参数整定困难所导致的控制效果不佳的问题,文中提出了基于极点配置和Ramp函数的改进型双闭环PI控制器。从永磁同步电机矢量控制算法的角度出发,建立了速度、电流双闭环解耦控制的系统模型,并在此模型下论述了速度环、电流环控制器的设计方法,给出改进后双闭环控制器参数的计算结果。对所研究方法分别进行了计算机仿真和实际试验,结果表明优化后的系统减小了系统过冲,缩短了稳定时间,提高了系统动态响应,具有良好的工程意义。 展开更多
关键词 永磁同步电机 矢量控制 极点配置 Ramp函数 双闭环 PI
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基于极点配置的PMSM位置伺服系统高阶对象的控制器设计 预览
2
作者 费清琪 朱其新 +1 位作者 刘红俐 朱永红 《苏州科技大学学报:自然科学版》 CAS 2019年第3期59-67,共9页
伺服系统的性能与其控制器的设计有着密切的关联。针对永磁同步电机伺服系统,利用d-q坐标系下的数学模型,建立了永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统的高阶传递函数模型。针对高阶系统传递函数特征根会出现不同解的情况,给出了基于极点配置... 伺服系统的性能与其控制器的设计有着密切的关联。针对永磁同步电机伺服系统,利用d-q坐标系下的数学模型,建立了永磁同步电机(PMSM)位置伺服系统的高阶传递函数模型。针对高阶系统传递函数特征根会出现不同解的情况,给出了基于极点配置的PID控制器参数确定方法。仿真实验对比讨论了不同参数选取对系统性能的影响,并给出了大致参数选取范围,在实际工程中具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 PMSM PID控制器 极点配置 系统性能
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基于极点配置的随机时延网络控制器设计 预览
3
作者 刘斌 毛钦 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期66-71,共6页
针对网络控制系统(NCS)的随机短时延问题,在传感器和执行器由时间驱动、离散控制器由事件驱动方式下,将NCS描述为切换系统模型。结合极点配置和特征根连续变化原理,根据时延与增广矩阵特征根最大模长之间的关系,将切换系统进行简化并设... 针对网络控制系统(NCS)的随机短时延问题,在传感器和执行器由时间驱动、离散控制器由事件驱动方式下,将NCS描述为切换系统模型。结合极点配置和特征根连续变化原理,根据时延与增广矩阵特征根最大模长之间的关系,将切换系统进行简化并设计相应的状态反馈控制器。实验结果表明,该控制器求解简单、易于实现,且可根据实际系统性能要求选择控制参数。 展开更多
关键词 网络控制系统 随机时延 切换系统 极点配置 特征根
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直流电机控制系统性能评价及控制优化 预览 被引量:1
4
作者 辛悦夷 李奇达 《自动化仪表》 CAS 2019年第1期90-94,98共6页
随着工厂中控制回路的增多,对控制系统进行性能评价,并对控制器进行优化非常必要。对基于最小方差准则的性能评价方法进行理论研究和算法推导,采用了线性回归算法来评价控制系统的性能。同时,基于直流电动机模型设计极点配置反馈控制器... 随着工厂中控制回路的增多,对控制系统进行性能评价,并对控制器进行优化非常必要。对基于最小方差准则的性能评价方法进行理论研究和算法推导,采用了线性回归算法来评价控制系统的性能。同时,基于直流电动机模型设计极点配置反馈控制器,采用按极点配置设计状态观测器的方法,通过观测器模型设计完成状态反馈,利用被控的状态模型设计极点配置的复合控制器,完成两种设计方法的比较。利用Ackermann公式计算出状态观测器模型,完成系统设计。通过仿真,分析了基于极点配置及状态观测器设计的控制器的性能。对控制系统的性能进行实时评估与优化,对于保障工业生产过程的安全、有效运行具有十分重要的意义。 展开更多
关键词 最小方差 线性回归算法 极点配置 状态观测器 状态反馈 控制律 电机
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基于极点配置与最优控制的磁悬浮系统控制器 预览
5
作者 王翼 张凤登 +2 位作者 吉妍 范鑫怡 张文婷 《软件》 2019年第7期1-7,88共8页
详细介绍了“磁悬浮球实验系统”的结构和工作原理,建立了磁悬浮球实验系统的物理模型,在物理模型的基础上推导出系统状态空间表达式,建立了系统数学模型,以此为依据分析了系统的稳定性、可控性和可观性,并在Matlab/Simulink环境下建立... 详细介绍了“磁悬浮球实验系统”的结构和工作原理,建立了磁悬浮球实验系统的物理模型,在物理模型的基础上推导出系统状态空间表达式,建立了系统数学模型,以此为依据分析了系统的稳定性、可控性和可观性,并在Matlab/Simulink环境下建立了系统仿真模型以研究控制系统动态特性。为了实现对磁悬浮球实验系统的快速稳定控制,提出了极点配置算法与最优控制算法两种控制方法来设计状态反馈控制器,并通过实验仿真分析了控制器和观测器的设计合理性。实验表明,极点配置法可通过改变期望极点来快速改变磁悬浮系统的响应性能,而最优控制法可通过改变Q、R矩阵来改变磁悬浮系统响应性能,两者均可有效控制磁悬浮实验系统。 展开更多
关键词 磁悬浮球实验系统 极点配置 最优控制 SIMULINK仿真 状态反馈控制
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线性自抗扰控制参数整定鲁棒性的根轨迹分析 预览 被引量:1
6
作者 金辉宇 张瑞青 +1 位作者 王雷 高志强 《控制理论与应用》 CSCD 北大核心 2018年第11期1648-1653,共6页
从极点配置和根轨迹的角度研究了二阶线性定常对象的线性自抗扰控制.提出一个新传递函数框图.基于该框图,将线性自抗扰控制的参数整定解释为闭环极点配置问题,控制器带宽、观测器带宽等参数的整定被看作开环极、零点位置的选择.建议用... 从极点配置和根轨迹的角度研究了二阶线性定常对象的线性自抗扰控制.提出一个新传递函数框图.基于该框图,将线性自抗扰控制的参数整定解释为闭环极点配置问题,控制器带宽、观测器带宽等参数的整定被看作开环极、零点位置的选择.建议用根轨迹法研究线性自抗扰控制的鲁棒性.通过分析根轨迹定性说明了观测器带宽可以等于控制器带宽,以及线性自抗扰控制对被控对象参数变化的鲁棒性. 展开更多
关键词 自抗扰控制 参数整定 极点配置 根轨迹 鲁棒性
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条形区域下系统不确定项容忍区间分析 预览 被引量:1
7
作者 姚波 张瑶 《沈阳师范大学学报:自然科学版》 CAS 2018年第2期97-100,共4页
考虑一类线性定常系统。首先,在静态输出反馈垂直条形区域极点配置问题的基础上,提出了控制系统不确定参数单一偏差模型的容忍区间的概念;然后,通过分析线性定常系统不确定参数的波动对系统性能的影响,运用求解数学模型最优值的方法,给... 考虑一类线性定常系统。首先,在静态输出反馈垂直条形区域极点配置问题的基础上,提出了控制系统不确定参数单一偏差模型的容忍区间的概念;然后,通过分析线性定常系统不确定参数的波动对系统性能的影响,运用求解数学模型最优值的方法,给出了垂直条形区域下控制系统不确定参数的容忍区间算法的充分必要条件;进一步;比较线性定常系统各个不确定参数容忍区间的大小,确定了控制系统各不确定参数的容忍区间对该系统性能的影响水平;最后,数值模拟仿真进一步证明了所提结论的科学性和有效性。设计的系统满足了控制系统的可靠性,降低了该线性定常系统的设计成本,为系统设计人员设计出理想的控制系统提供了充分的理论依据。 展开更多
关键词 垂直条形区域 极点配置 不确定参数 容忍区间
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圆盘区域下系统不确定项容忍区间分析 预览 被引量:1
8
作者 张瑶 王福忠 姚波 《沈阳工程学院学报:自然科学版》 2018年第2期188-192,共5页
针对线性系统,基于李雅普诺夫第二方法,提出了静态输出反馈圆盘区域极点配置问题,给出了基于圆盘极点配置的静态输出反馈控制器的设计算法。通过研究系统各参数波动对系统性能的影响程度,提出系统不确定参数容忍区间的概念,分析了系统... 针对线性系统,基于李雅普诺夫第二方法,提出了静态输出反馈圆盘区域极点配置问题,给出了基于圆盘极点配置的静态输出反馈控制器的设计算法。通过研究系统各参数波动对系统性能的影响程度,提出系统不确定参数容忍区间的概念,分析了系统参数变化对系统性能影响,给出了容忍区间的算法。最后,利用Matlab仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 静态输出 极点配置 容忍区间
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基于LPV增益调度技术的4WID电动汽车容错控制 预览
9
作者 刘国海 陈旭芳 张多 《机械设计与制造工程》 2018年第4期60-65,共6页
针对四轮独立驱动电动汽车驱动电机故障,提出了一种基于线性变参数(LPV)增益调度技术的容错控制方法,从而降低执行器故障对车辆运行的影响。首先将执行器左右两侧故障因子作为调度参数,基于LPV凸分解方法,将故障状况下的车辆模型转化为... 针对四轮独立驱动电动汽车驱动电机故障,提出了一种基于线性变参数(LPV)增益调度技术的容错控制方法,从而降低执行器故障对车辆运行的影响。首先将执行器左右两侧故障因子作为调度参数,基于LPV凸分解方法,将故障状况下的车辆模型转化为具有凸多面体结构的LPV模型,并利用线性矩阵不等式技术对凸多面体各个顶点分别设计满足H∞性能和闭环极点配置的控制器;然后利用各顶点设计的反馈控制器综合得到最终LPV容错控制器;最终采用CarSim与MATLAB/Simulink联合仿真的方式,验证了该方法的有效性。结果表明:LPV增益调度技术可以成功地应用于四轮独立驱动电动汽车的容错控制,在存在故障的情况下,仍能保持系统的稳定性和良好的动态性能。 展开更多
关键词 四轮独立驱动电动汽车 线性变参数 H∞控制 极点配置 线性矩阵不等式
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An Improvement on Data-Driven Pole Placement for State Feedback Control and Model Identification 预览
10
作者 Pyone Ei Ei Shwe Shigeru Yamamoto 《智能控制与自动化(英文)》 2017年第3期139-153,共15页
The recently proposed data-driven pole placement method is able to make use of measurement data to simultaneously identify a state space model and derive pole placement state feedback gain. It can achieve this precise... The recently proposed data-driven pole placement method is able to make use of measurement data to simultaneously identify a state space model and derive pole placement state feedback gain. It can achieve this precisely for systems that are linear time-invariant and for which noiseless measurement datasets are available. However, for nonlinear systems, and/or when the only noisy measurement datasets available contain noise, this approach is unable to yield satisfactory results. In this study, we investigated the effect on data-driven pole placement performance of introducing a prefilter to reduce the noise present in datasets. Using numerical simulations of a self-balancing robot, we demonstrated the important role that prefiltering can play in reducing the interference caused by noise. 展开更多
关键词 DATA-DRIVEN Control STATE FEEDBACK POLE PLACEMENT Nonlinear Systems
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基于控制器切换的涡扇发动机转速调节及安全保护 预览
11
作者 孟洋 赵军 《计算技术与自动化》 2017年第2期23-28,共6页
本文通过多个控制器间的切换改善了航空发动机加速过程的动态性能,并在转速过高时加以保护。首先,根据航空发动机控制系统模型利用区域极点配置方法对于每个子系统设计一个H∞输出跟踪控制器,并且设计滞后切换规则,使发动机高压转... 本文通过多个控制器间的切换改善了航空发动机加速过程的动态性能,并在转速过高时加以保护。首先,根据航空发动机控制系统模型利用区域极点配置方法对于每个子系统设计一个H∞输出跟踪控制器,并且设计滞后切换规则,使发动机高压转子转速既能快速跟踪参考加速曲线又能保证较小超调,同时由于滞后切换规则的存在避免频繁切换造成的执行机构不必要的损耗;然后设计安全保护控制器及事件触发的切换机制,在高压转子转速过高时保护转速使其不超过最高转速边界,保证飞行安全;最后通过数例仿真验证了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 切换控制 极点配置 航空发动机 转速调节 安全保护
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一种改进型的状态反馈控制系统设计 预览
12
作者 李琳 《计算技术与自动化》 2017年第2期41-45,共5页
在现代控制理论中,如果一个系统能控,可以进行极点的任意配置,能够改善系统的动态性能,但是会改变原系统的稳态输出幅度,这在实际系统控制系统设计中是不利的。针对这个问题,提出了带内部模型的状态反馈系统,不但可以改善系统的... 在现代控制理论中,如果一个系统能控,可以进行极点的任意配置,能够改善系统的动态性能,但是会改变原系统的稳态输出幅度,这在实际系统控制系统设计中是不利的。针对这个问题,提出了带内部模型的状态反馈系统,不但可以改善系统的动态性能,又能保证系统输出幅度的稳定性。本文首先以一个三阶系统为例,对其用全状态反馈实现极点的任意配置,通过仿真实验验证了引入极点配置后,能改善原系统的动态性能,但是稳态输出幅度从1变成0.14。然后以一个二阶系统为例,根据内模控制原理设计了带内部模型的状态反馈控制系统,最后通过仿真和硬件实验验证了引入内模控制器后系统的动态性能得到改善,而且稳态输出幅度保持不变,始终保持稳态输出的幅度为1。 展开更多
关键词 控制系统 极点配置 内模控制器 动态性能 稳态输出
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基于粒子群优化极点配置的空燃比输出反馈控制 预览
13
作者 何德峰 张露宽 郭海锋 《浙江工业大学学报》 北大核心 2017年第5期551-555,共5页
汽油发动机运行过程中存在油膜湿壁效应,导致汽油机瞬态工况下的空燃比控制精度变差,燃烧性能下降.为了能快速、精确的控制空燃比在理想数值附近,基于燃油油膜子系统状态空间模型,采用极点配置状态反馈控制方法,加入观测器估计状态量,... 汽油发动机运行过程中存在油膜湿壁效应,导致汽油机瞬态工况下的空燃比控制精度变差,燃烧性能下降.为了能快速、精确的控制空燃比在理想数值附近,基于燃油油膜子系统状态空间模型,采用极点配置状态反馈控制方法,加入观测器估计状态量,设计输出反馈控制器.通过粒子群优化算法在线优化极点配置,求得最优极点,实现汽油发动机空燃比的精确控制.最后通过仿真实验,验证了设计的控制器具有较好的跟踪控制效果,满足空燃比控制要求. 展开更多
关键词 空燃比 油膜系统 观测器 极点配置 粒子群优化
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基于负载位置反馈的永磁同步电机驱动柔性负载谐振抑制方法 预览 被引量:2
14
作者 丁有爽 肖曦 《电工技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期96-110,共15页
柔性负载广泛存在于电气传动系统中。根据柔性的成因,伺服系统中柔性负载主要分为柔性关节和柔性连杆两类系统。针对这两类典型的柔性负载系统,首先引用已有的研究成果对其建立了一致的动力学模型。然后将PI调节器应用于系统控制中,由... 柔性负载广泛存在于电气传动系统中。根据柔性的成因,伺服系统中柔性负载主要分为柔性关节和柔性连杆两类系统。针对这两类典型的柔性负载系统,首先引用已有的研究成果对其建立了一致的动力学模型。然后将PI调节器应用于系统控制中,由于自由度有限,谐振抑制效果并不理想。因而,控制系统中需要引入状态反馈。针对谐振抑制的需要,通过增加一个额外的位置传感器对末段位置进行测量,然后将其反馈至控制系统中。针对负载位置反馈策略,分析了其系统性能与参数关系,并采用三种策略对其进行了极点配置。仿真和实验验证了所提出的基于负载位置反馈及其参数整定方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 柔性负载 负载位置反馈 极点配置
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基于非线性扩张状态观测器的位置伺服控制 被引量:1
15
作者 罗鹏 陈强 +1 位作者 周丹 吴鸣 《控制工程》 CSCD 北大核心 2017年第11期2350-2355,共6页
针对部分状态不可测且带有摩擦和外部干扰的机电伺服系统,结合扩张状态观测器和自适应滑模技术,提出一种基于非线性扩张状态观测器的位置伺服控制策略。扩张状态观测器用于准确估计和补偿系统摩擦和外部干扰的影响,同时取消了系统所有... 针对部分状态不可测且带有摩擦和外部干扰的机电伺服系统,结合扩张状态观测器和自适应滑模技术,提出一种基于非线性扩张状态观测器的位置伺服控制策略。扩张状态观测器用于准确估计和补偿系统摩擦和外部干扰的影响,同时取消了系统所有状态完全可测的限制。观测器参数通过极点配置法确定,从而简化观测器的参数整定过程。在此基础上,设计自适应滑模控制器,保证系统位置状态快速稳定地跟踪期望信号。仿真结果表明,该控制器能够改善传统滑模控制容易产生的抖振问题,并提高系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 伺服系统 扩张状态观测器 自适应滑模 极点配置
基于降阶模型的结构声耦合系统的极点配置 预览
16
作者 于丹竹 黎胜 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期361-371,共11页
基于结构声耦合系统的降阶模型实现了水下结构振动和声辐射的极点配置。文中的降阶模型可完全基于结构声耦合系统的振动响应通过实验来获取,可以不需要形成或知道结构的质量阵、阻尼阵、刚度阵和流体的声阻抗矩阵。以水中板结构的振动... 基于结构声耦合系统的降阶模型实现了水下结构振动和声辐射的极点配置。文中的降阶模型可完全基于结构声耦合系统的振动响应通过实验来获取,可以不需要形成或知道结构的质量阵、阻尼阵、刚度阵和流体的声阻抗矩阵。以水中板结构的振动和声辐射为例使用同位的传感器/作动器布置采用输出反馈控制对流体加载下的板的固有频率和阻尼进行了配置,并对不同的控制构型进行了分析和讨论。数值模拟结果表明基于降阶模型进行水下结构振动和声辐射的极点配置是可行的。 展开更多
关键词 极点配置 降阶模型 流固耦合 输出反馈 结构声主动控制
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基于极点配置的永磁同步电机驱动柔性负载PI调节器参数确定方法 被引量:2
17
作者 丁有爽 肖曦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期1225-1238,共14页
柔性负载广泛存在于电气传动系统中。根据柔性的成因,伺服系统中柔性负载主要分为柔性关节、柔性连杆两类系统。针对这两类典型的柔性负载系统,首先引用已有的研究成果对其建立了一致动力学模型。将PI调节器应用于系统控制中,分析了PI... 柔性负载广泛存在于电气传动系统中。根据柔性的成因,伺服系统中柔性负载主要分为柔性关节、柔性连杆两类系统。针对这两类典型的柔性负载系统,首先引用已有的研究成果对其建立了一致动力学模型。将PI调节器应用于系统控制中,分析了PI调节器参数与系统零极点的关系。针对PI调节器参数确定方法,提出了3种基于极点配置的参数确定方法。分析了这3种极点配置策略的应用范围、系统性能与参数关系、优势和劣势等。通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 伺服系统 柔性负载 PI调节器 极点配置
永磁同步电机直接驱动柔性负载控制方法 预览 被引量:2
18
作者 丁有爽 肖曦 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期123-132,共10页
针对太阳能帆板驱动系统中,由于步进电机的步进运动与帆板自身的柔性相互耦合而产生的谐振问题,提出使用永磁同步电机(PMSM)直接驱动柔性负载的方法。根据Lagrange原理,得到柔性负载动力学模型,并与PMSM数学模型结合,得到PMSM驱... 针对太阳能帆板驱动系统中,由于步进电机的步进运动与帆板自身的柔性相互耦合而产生的谐振问题,提出使用永磁同步电机(PMSM)直接驱动柔性负载的方法。根据Lagrange原理,得到柔性负载动力学模型,并与PMSM数学模型结合,得到PMSM驱动柔性负载系统的数学模型。采用双闭环矢量控制策略对PMSM驱动柔性负载系统进行控制,得到此时电流环及转速环开环传递函数。通过与传统PMSM驱动刚性负载系统对比,分析负载柔性对电流环和转速环控制特性的影响。在此基础上,分别使用极点配置方法和传统PI调节器参数确定方法,对控制器中PI调节器参数进行了整定。仿真和实验结果验证了上述分析及参数整定方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 柔性负载 控制器设计 极点配置
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含区域极点配置的舰载机着舰H2/H∞控制 预览 被引量:1
19
作者 汪节 吴文海 +1 位作者 刘锦涛 张杨 《计算机仿真》 北大核心 2017年第12期41-44,共4页
舰载机着舰对控制系统的鲁棒性能等要求很高,同时极点位置对着舰飞行品质具有重要影响。现将极点配置和鲁棒控制相结合,研究了含区域极点配置的舰载机着舰H2/H∞控制。结果显示系统在极点配置、高度偏差纠正、舰尾流抑制、模型摄动... 舰载机着舰对控制系统的鲁棒性能等要求很高,同时极点位置对着舰飞行品质具有重要影响。现将极点配置和鲁棒控制相结合,研究了含区域极点配置的舰载机着舰H2/H∞控制。结果显示系统在极点配置、高度偏差纠正、舰尾流抑制、模型摄动抑制、操纵面响应等方面的控制效果很好,达到着舰规范要求,远优于工程上自动着舰控制结构。着舰阻力曲线反区效应和升降舵直接力效应,会让舰载机动力学有两个非最小相位零点,自动着舰工程上的控制结构只能消除反区效应带来的正零点,而含区域极点配置的H2/H∞控制能彻底地能解决非最小相位的问题。 展开更多
关键词 着舰 极点配置 鲁棒控制 非最小
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四旋翼飞行器极点配置姿态控制器设计 预览 被引量:1
20
作者 肖勇 孙志毅 《太原科技大学学报》 2016年第5期354-358,共5页
针对四旋翼飞行器姿态控制系统具有多变量、干扰敏感、强耦合等特性,将飞行器动力学模型在平衡点处线性化,在满足超调量和调节时间性能指标的情况下,采用了状态反馈极点配置将系统闭环极点配置在期望的位置上,从而实现飞行姿态的平... 针对四旋翼飞行器姿态控制系统具有多变量、干扰敏感、强耦合等特性,将飞行器动力学模型在平衡点处线性化,在满足超调量和调节时间性能指标的情况下,采用了状态反馈极点配置将系统闭环极点配置在期望的位置上,从而实现飞行姿态的平稳控制。为了检验所述算法,通过Matlab软件设计了极点配置控制器,并实现了在四旋翼飞行器实验平台上的稳定控制,证明了该控制算法的有效性及稳定性。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 姿态控制 极点配置
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