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PMSM伺服系统的PID控制器设计及仿真 被引量:17
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作者 仇国庆 罗宣林 +2 位作者 王平 吴迪 杨志龙 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期259-262,共4页
分析了基于矢量控制的永磁同步电机(PMSM)数学模型,确定了交流伺服系统的电流环、速度环、位置环三闭环控制方案。采用结构简单、适应范围广和鲁棒性强的PID控制器实现系统的整定,给出了各环节参数的具体整定步骤。用Matlab对三闭环控... 分析了基于矢量控制的永磁同步电机(PMSM)数学模型,确定了交流伺服系统的电流环、速度环、位置环三闭环控制方案。采用结构简单、适应范围广和鲁棒性强的PID控制器实现系统的整定,给出了各环节参数的具体整定步骤。用Matlab对三闭环控制系统进行仿真,提出多环控制系统设计的要点。结果表明,位置伺服系统无超调、响应快、稳定性良好。 展开更多
关键词 矢量控制 PMSM PID控制器 仿真
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基于前馈控制的交流伺服系统高速定位控制 被引量:21
2
作者 郝双晖 蔡一 +2 位作者 郑伟峰 刘杰 郝明晖 《微特电机》 北大核心 2010年第2期35-37,40,共4页
在要求高速、快响应的交流伺服定位系统中,采用普通PID控制很难实现高速定位。在位置环、速度环和电流环的三闭环PID伺服控制系统的基础上,引入电流环和速度环的前馈控制来提高定位控制的性能。通过仿真验证了前馈控制在指令信号跟踪方... 在要求高速、快响应的交流伺服定位系统中,采用普通PID控制很难实现高速定位。在位置环、速度环和电流环的三闭环PID伺服控制系统的基础上,引入电流环和速度环的前馈控制来提高定位控制的性能。通过仿真验证了前馈控制在指令信号跟踪方面的良好效果,然后设计出试验系统,进行了与普通PID伺服控制系统的对比试验。结果表明,引入前馈控制的PID伺服控制系统可以实现交流伺服系统的高速定位控制。 展开更多
关键词 前馈控制 高速定位 交流伺服 PID控制
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超导磁体失超检测电路的设计 被引量:10
3
作者 方进 丘明 +4 位作者 范瑜 魏斌 逯文佳 王艺新 杨艳芳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期239-247,共9页
超导磁体的失超检测与保护是超导电力技术实用化的一个重要课题。为了实现对超导储能混合磁体的失超检测与保护,本论文根据混合磁体的特点及结构,在现有有源功率检测的基础上,提出了一种针对超导混合磁体的电压校正电路,通过对混合超导... 超导磁体的失超检测与保护是超导电力技术实用化的一个重要课题。为了实现对超导储能混合磁体的失超检测与保护,本论文根据混合磁体的特点及结构,在现有有源功率检测的基础上,提出了一种针对超导混合磁体的电压校正电路,通过对混合超导磁体上产生的失超信号进行隔离、放大、滤波以及比较等,实现失超信号的检测。设计并完成了失超检测系统硬件电路的制作与调试。通过搭建高温超导线圈的实验装置,在高温超导储能磁体上进行失超检测的实验研究,得出了电压矫正前后的线圈电压波形。给线圈分别以不同速度充电,研究充电速度对阀值电压、失超的起始点及临界电流的影响。实验线圈电压波形表明,该失超检测系统能及时、有效地检测超导混合磁体失超的发生。 展开更多
关键词 有源功率检测法 超导储能 失超检测 电压隔离校正
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基于转动惯量辨识的交流伺服系统自适应扰动观测器设计 被引量:17
4
作者 陈炜 郭照升 +1 位作者 夏长亮 谷鑫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期34-42,共9页
在交流伺服系统中,负载转矩及系统转动惯量的变化所引起的扰动将会影响伺服系统的动态性能。本文提出一种基于转动惯量辨识的自适应扰动观测器,以系统运动方程为算法模型,选取包含转动惯量和负载转矩信息且具有较高独立性的待辨识系数... 在交流伺服系统中,负载转矩及系统转动惯量的变化所引起的扰动将会影响伺服系统的动态性能。本文提出一种基于转动惯量辨识的自适应扰动观测器,以系统运动方程为算法模型,选取包含转动惯量和负载转矩信息且具有较高独立性的待辨识系数作为可调参数,解决辨识过程中因参数耦合的影响而导致算法收敛速度慢以及辨识初期出现波动的问题;同时对负载变化时的辨识结果波动问题进行分析,通过合理选择参数,很好地抑制了该波动。仿真和实验表明:该扰动观测器能够快速准确地实现对转动惯量和扰动转矩的同时辨识,将该扰动观测器与伺服系统矢量控制相结合,可以有效提高系统的动态性能。 展开更多
关键词 自适应系统 扰动观测器 转动惯量 负载转矩 交流伺服系统
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永磁同步电动机伺服系统自校正零相位误差跟踪控制 被引量:8
5
作者 曲永印 赵希梅 +1 位作者 郭庆鼎 张志锋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期60-64,共5页
针对基于零相位误差跟踪控制器(ZPETC)的永磁同步电动机伺服系统易受系统参数变化的影响,本文采用递推最小二乘法对永磁交流伺服系统的转动惯量和粘滞摩擦系数进行了在线估计,并利用根据辨识得到的转动惯量与粘滞摩擦系数对ZPETC进行在... 针对基于零相位误差跟踪控制器(ZPETC)的永磁同步电动机伺服系统易受系统参数变化的影响,本文采用递推最小二乘法对永磁交流伺服系统的转动惯量和粘滞摩擦系数进行了在线估计,并利用根据辨识得到的转动惯量与粘滞摩擦系数对ZPETC进行在线调整,使系统在参数变化时仍然具有良好的跟踪性能。为了克服负载转矩突变对伺服系统的不良影响,还设计了一个参数可以根据辨识得到的转动惯量和粘滞摩擦系数自动更新的负载观测器,该观测器可以使系统在参数变化时仍然能够精确地观测系统的负载转矩,进行精确的前馈补偿,从而大大提高了伺服系统的抗干扰性能。仿真结果表明,此控制方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时,对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 零相位误差跟踪控制器 参数辨识 自校正控制 负载观测器
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基于数字前置滤波器优化的ZPETC在伺服跟踪控制中的应用 被引量:13
6
作者 赵希梅 郭庆鼎 孙宜标 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期30-34,共5页
在高精度伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差。为改善ZPETC的... 在高精度伺服跟踪控制系统中,为使输出响应能完整地跟踪输入指令,不仅要求输出与输入之间的相位差为零,而且要求幅值一致,通常采用零相位误差跟踪控制器(ZPETC)作为前馈控制器,补偿相位误差,但同时也产生一定的增益误差。为改善ZPETC的跟踪性能,提出一种基于L2?范数优化的前馈控制器设计方案,通过选取适当的目标函数,设计出最优的数字前置滤波器(DPF),将此滤波器与ZPETC串联构造成新的前馈控制器。仿真结果表明,采用本文提出的优化设计方案,既补偿了相位误差,又改善了系统的增益性能,从而提高了系统的跟踪精度。 展开更多
关键词 数字前置滤波器 零相位误差跟踪控制器 L2-范数 优化设计 前馈控制
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为提高轮廓加工精度采用DOB和ZPETC的直线伺服鲁棒跟踪控制 被引量:41
7
作者 赵希梅 郭庆鼎 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期111-114,126,共5页
为了提高轮廓加工精度,本文针对高精度直线伺服系统,提出了一种将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器(DOB)相结合的鲁棒跟踪控制策略。ZPETC作为前馈跟踪控制器,保证了快速性,使系统实现准确跟踪;基于DOB的鲁棒反馈控制器补偿了... 为了提高轮廓加工精度,本文针对高精度直线伺服系统,提出了一种将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器(DOB)相结合的鲁棒跟踪控制策略。ZPETC作为前馈跟踪控制器,保证了快速性,使系统实现准确跟踪;基于DOB的鲁棒反馈控制器补偿了外部扰动、未建模动态、系统参数变化和机械非线性等,保证了系统的强鲁棒性能。仿真结果表明了所提出的控制方案是有效的,既能实现完好跟踪,又有较强的鲁棒性能。从而有效地减小了轮廓误差,提高了轮廓加工精度。 展开更多
关键词 干扰观测器 直线伺服 零相位跟踪控制 跟随控制 轮廓控制
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永磁直线同步伺服电机的零相位二自由度H_∞鲁棒跟踪控制 被引量:13
8
作者 赵希梅 郭庆鼎 孙宜标 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期32-37,共6页
针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动伺服系统,提出了一种将零相位误差跟踪控制(ZPETC)和H∞鲁棒控制相结合的二自由度鲁棒跟踪控制策略,以解决系统的快速而精确的跟踪控制性能和抗扰性能之间的矛盾。零相位误差跟踪控制器保证了... 针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动伺服系统,提出了一种将零相位误差跟踪控制(ZPETC)和H∞鲁棒控制相结合的二自由度鲁棒跟踪控制策略,以解决系统的快速而精确的跟踪控制性能和抗扰性能之间的矛盾。零相位误差跟踪控制器保证了快速性,使系统实现准确跟踪;而H∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响,保证了系统具有较强的鲁棒性能。仿真结果表明,该方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时,对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁直线同步伺服电机 二自由度控制 零相位误差跟踪控制 H-鲁棒控制
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数控机床多轴联动伺服电机的零相位自适应鲁棒交叉耦合控制 被引量:25
9
作者 赵希梅 郭庆鼎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期129-133,共5页
针对驱动多轴联动数控机床的高精度永磁同步电动机交流伺服系统,在分析系统轮廓误差的基础上,提出了将零相位误差跟踪控制器(zero phase error tracking controller,ZPETC)、自适应鲁棒控制器(adaptive robust controller,ARC)和交叉耦... 针对驱动多轴联动数控机床的高精度永磁同步电动机交流伺服系统,在分析系统轮廓误差的基础上,提出了将零相位误差跟踪控制器(zero phase error tracking controller,ZPETC)、自适应鲁棒控制器(adaptive robust controller,ARC)和交叉耦合控制器(cross coupling controller,CCC)相结合的控制策略。ZPETC提高了系统动态响应的快速性,消除系统的滞后现象,实现准确跟踪;ARC克服系统参数变化、负载扰动等不确定性因素的影响,增强系统的品质鲁棒性和稳定性;CCC用以消除各轴之间的增益参数和动态参数不匹配的影响。仿真分析表明所提出的控制方案有效,可提高零件的轮廓加工精度。 展开更多
关键词 轮廓误差 零相位误差跟踪控制 自适应鲁棒控制 交叉耦合控制 数字控制
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永磁直线同步电动机的滑模-H_∞鲁棒跟踪控制 被引量:32
10
作者 田艳丰 郭庆鼎 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期1-5,11,共6页
针对永磁直线同步电动机(PMLSM)提出一种将H∞鲁棒控制和滑模控制相结合的鲁棒跟踪控制策略,该控制策略解决了系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾。滑模跟踪控制器保证了快速跟踪性能;而H∞抗扰控制器抑制了闭环系统内的各种扰动(包括负... 针对永磁直线同步电动机(PMLSM)提出一种将H∞鲁棒控制和滑模控制相结合的鲁棒跟踪控制策略,该控制策略解决了系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾。滑模跟踪控制器保证了快速跟踪性能;而H∞抗扰控制器抑制了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),并可以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。 展开更多
关键词 永磁直线同步电动机 滑模控制 H∞鲁棒控制 端部效应
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倒立摆的模型和控制问题 被引量:5
11
作者 王广雄 张静 +1 位作者 罗晶 许万平 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期247-249,262,共4页
小车-倒摆系统常用四阶的运动方程来描述。但如果小车是交流伺服电机来驱动的,交流伺服电机需要和它的控制系统构成一个闭环系统才能工作,使小车的运动受到约束,系统的动态方程退化成为二阶。文中对该系统的特性作了详尽的分析,并指出... 小车-倒摆系统常用四阶的运动方程来描述。但如果小车是交流伺服电机来驱动的,交流伺服电机需要和它的控制系统构成一个闭环系统才能工作,使小车的运动受到约束,系统的动态方程退化成为二阶。文中对该系统的特性作了详尽的分析,并指出这样的实验装置适合于研究二阶不稳定对象的镇定问题。 展开更多
关键词 倒立摆 实验装置 交流伺服电机 数学模型
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基于反馈线性化的交流直线永磁同步伺服电动机速度跟踪控制 被引量:32
12
作者 张纯明 郭庆鼎 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期5-9,共5页
根据三相交流直线永磁同步伺服电动机的非线性动态数学模型 ,采用状态反馈线性化的方法 ,建立三相交流直线永磁同步电动机闭环系统动态的输入 -输出数学模型。通过该线性化模型设计速度跟踪控制律 ,在保证整个闭环系统稳定的情况下 ,提... 根据三相交流直线永磁同步伺服电动机的非线性动态数学模型 ,采用状态反馈线性化的方法 ,建立三相交流直线永磁同步电动机闭环系统动态的输入 -输出数学模型。通过该线性化模型设计速度跟踪控制律 ,在保证整个闭环系统稳定的情况下 ,提高速度跟踪的快速性和精确性。最后 ,通过MATLAB 5 3进行计算机仿真实验研究 ,结果表明线性化后的系统模型是简单适用的 。 展开更多
关键词 交流直线永磁同步伺服电动机 反馈线性化 速度跟踪控制
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交流伺服系统光电编码器信号处理电路设计与实现 被引量:9
13
作者 史敬灼 王秀丽 徐殿国 《微特电机》 北大核心 2007年第11期18-19,55,共3页
介绍了应用于数字化交流伺服系统的光电编码器信号处理电路的设计与实现。该设计基于电机控制专用DSP,实现了光电编码器模拟与数字输出信号的采集、细分及编码传输等功能。实践证明,该设计性能可靠、精度高。
关键词 交流伺服 光电编码器 信号处理 Manchester编码
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基于干扰观测器的龙门移动式镗铣加工中心同步控制 被引量:5
14
作者 郭庆鼎 赵希梅 翁秀华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第9期88-91,共4页
针对龙门移动式镗铣加工中心同步传动不一致性问题进行研究,应用干扰观测器来抑制加工中心双直线电机驱动的X轴方向上由于外部力矩干扰以及模型参数变化等因素造成的不同步现象。此外,还针对Y轴方向上的由于刀架位置变化导致的X轴方向... 针对龙门移动式镗铣加工中心同步传动不一致性问题进行研究,应用干扰观测器来抑制加工中心双直线电机驱动的X轴方向上由于外部力矩干扰以及模型参数变化等因素造成的不同步现象。此外,还针对Y轴方向上的由于刀架位置变化导致的X轴方向上的不同步进行了负载动态补偿。仿真结果表明,此种控制方案是十分有效的,具有较强的鲁棒性,动态过程同步误差小,从而能够较好地满足被控对象对高精度的要求。 展开更多
关键词 龙门移动式镗铣加工中心 同步传动 干扰观测器 直线电机 负载动态补偿
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基于QFT的双直线电机鲁棒同步控制 被引量:5
15
作者 孙宜标 李萌萌 郭庆鼎 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2008年第3期249-252,292,共5页
针对龙门移动式镗铣床双直线电机的同步进给问题,提出了将交叉耦合控制器和QFT(定量反馈理论)鲁棒控制器相结合的控制策略.由于两个子系统之间存在机械耦合,因此利用交叉耦合控制器来增加两轴之间的匹配程度,以减小位移同步误差;把QFT... 针对龙门移动式镗铣床双直线电机的同步进给问题,提出了将交叉耦合控制器和QFT(定量反馈理论)鲁棒控制器相结合的控制策略.由于两个子系统之间存在机械耦合,因此利用交叉耦合控制器来增加两轴之间的匹配程度,以减小位移同步误差;把QFT鲁棒控制器作为子系统速度控制器,以解决电机参数变化和其他扰动等不确定性因素对同步精度的影响.仿真结果表明,所提出的控制方案是有效的,提高了系统的同步精度. 展开更多
关键词 直线电机 交叉耦合控制 QFT控制 同步进给 鲁棒控制
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交流数字伺服系统的智能力矩控制 被引量:4
16
作者 邓忠华 李叶松 +1 位作者 程善美 秦忆 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1994年第2期27-30,共4页
本文提出了一种交流永磁同步伺服电机的数字式交流伺服系统的高性能电流控制方案。该方案采用数字式智能力矩控制和滑模变结构力矩控制器,得到了平稳的直轴电流响应和快速且平稳的交轴电流响应,减少了交轴电流的脉动,因而可改善系统... 本文提出了一种交流永磁同步伺服电机的数字式交流伺服系统的高性能电流控制方案。该方案采用数字式智能力矩控制和滑模变结构力矩控制器,得到了平稳的直轴电流响应和快速且平稳的交轴电流响应,减少了交轴电流的脉动,因而可改善系统的速度和位置控制性能。数字仿真和实验结果证明了该方案的有效性和实用性。 展开更多
关键词 交流 伺服电动机 转矩控制 智能化
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基于ZPETC和DOB的永磁直线同步电机的鲁棒跟踪控制 被引量:12
17
作者 赵希梅 郭庆鼎 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第30期60-63,共4页
针对高精度永磁直线同步电机直接驱动伺服系统,提出了一种将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器(DOB)相结合的鲁棒跟踪控制策略,以提高系统的跟踪性能和鲁棒性能。ZPETC作为前馈跟踪控制器,保证了快速性,使系统实现准确跟踪;基于... 针对高精度永磁直线同步电机直接驱动伺服系统,提出了一种将零相位误差跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器(DOB)相结合的鲁棒跟踪控制策略,以提高系统的跟踪性能和鲁棒性能。ZPETC作为前馈跟踪控制器,保证了快速性,使系统实现准确跟踪;基于DOB的鲁棒反馈控制器补偿了外部扰动、未建模动态、系统参数变化和机械非线性等,保证了系统的强鲁棒性。仿真结果表明,所提出的控制方案在保证系统实现完好跟踪的同时,又具有较强的鲁棒性,从而改善了数控机床进给系统的定位精度,进而提高了轮廓加工精度。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 干扰观测器 零相位跟踪控制 补偿控制
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通过直线伺服鲁棒跟踪控制方法提高轮廓加工精度 被引量:4
18
作者 赵希梅 郭庆鼎 陈冬兰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期166-169,共4页
为了减小零件加工的轮廓误差,提出了一种采用直线伺服驱动的零相位跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器 (DOB)相结合的鲁棒跟踪控制策略。零相位误差跟踪控制器作为前馈跟踪控制器,提高了快速性,使系统实现准确跟踪;基于干扰观测器的鲁棒反... 为了减小零件加工的轮廓误差,提出了一种采用直线伺服驱动的零相位跟踪控制器(ZPETC)和干扰观测器 (DOB)相结合的鲁棒跟踪控制策略。零相位误差跟踪控制器作为前馈跟踪控制器,提高了快速性,使系统实现准确跟踪;基于干扰观测器的鲁棒反馈控制器补偿了外部扰动、未建模动态、系统参数变化和机械非线性等不确定因素,并根据预测到的干扰信息对各轴进行补偿以消除干扰对系统的影响,从而保证了系统的强鲁棒性能。仿真结果表明所提出的控制方案是有效的,既能实现完好跟踪,又有较强的鲁棒性能,从而提高了轮廓加工精度。 展开更多
关键词 干扰观测器 直线伺服 零相位跟踪控制 跟随控制 轮廓控制
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基于预测控制的PID调节位置跟踪系统的设计 被引量:4
19
作者 霍炬 曹贵奇 杨明 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期127-129,144,共4页
通过对预测控制和传统的PID闭环控制的分析和研究,提出了将先进的预测控制算法和经典的PID闭环控制相结合,构成软硬件结合的双层控制的思想。建立了一个三轴仿真系统中的交流伺服电机模型,并将控制算法应用于系统的单轴进行了控制实验研... 通过对预测控制和传统的PID闭环控制的分析和研究,提出了将先进的预测控制算法和经典的PID闭环控制相结合,构成软硬件结合的双层控制的思想。建立了一个三轴仿真系统中的交流伺服电机模型,并将控制算法应用于系统的单轴进行了控制实验研究.结果表明,该双层控制策略比PID控制算法使系统在跟踪特性、稳定性和鲁棒性等方面都有了提高. 展开更多
关键词 交流伺服电机 预测控制 PID调节位置跟踪系统 设计 计算机控制系统
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全数字化交流伺服系统控制环分析 被引量:8
20
作者 万山明 吴芳 黄声华 《微电机》 北大核心 2006年第7期55-58,共4页
介绍了一种基于DSP的全数字化交流伺服系统。从永磁同步电机的数学模型出发,研究了电流的无静差控制和空间矢量PWM方法以及速度和位置的控制方法,介绍了系统的硬件实现,给出了实验结果。
关键词 交流伺服电动机 数字化 电流环 控制系统 PWM
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