检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2023年第10期44卷 1-12页

作者：刘雅琪拓卫晓李醒飞王天宇何梦洁天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 深海技术科学太湖实验室无锡214000

基于惯性参考单元的视轴稳定方式是克服运动载体光电跟瞄系统外部扰动,实现微弧度甚至亚微弧度级跟瞄的主要技术手段。惯性参考单元的初始校准需要构建以电涡流线位移传感器作为角位置反馈元件的闭环控制回路,角位置控制精度是影响光电... 详细信息

基于惯性参考单元的视轴稳定方式是克服运动载体光电跟瞄系统外部扰动,实现微弧度甚至亚微弧度级跟瞄的主要技术手段。惯性参考单元的初始校准需要构建以电涡流线位移传感器作为角位置反馈元件的闭环控制回路,角位置控制精度是影响光电跟瞄系统指向精度的主要因素。为了解决惯性参考单元系统位置控制面临的基座扰动、传感器噪声等问题,提出基于频段估计的变增益pi控制方法。设计改进扰动观测器,降低中低频传感噪声对控制精度的影响,设计频段估计器实现外部扰动频段的细分,据此动态调节控制器增益。仿真和实验结果表明,基于VGpi-IDOB控制算法能够有效提高系统的位置控制精度,无输入条件下,系统的静态输出均方根较pi控制降低了67.3%;15 Hz,1 mrad正弦输入,20 Hz,0.097 mrad扰动作用下,VGpi-IDOB的位置控制精度相较pi控制提升了72%。

关键词：惯性参考单元变增益pi控制频段估计指向精度

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基于动态转矩反馈的机械臂柔性系统振动抑制

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电气传动 2023年第4期53卷 9-14页

作者：李佩颖夏加宽万成超沈阳工业大学电气工程学院辽宁沈阳110870 沈阳裕衡驱动科技有限公司辽宁沈阳110027

针对机械臂关节伺服系统由于谐波减速器、齿皮带等柔性环节的存在使系统发生机械振动现象,建立了考虑刚度系数变化和大减速比的数学模型,分析机械谐振产生机理,提出了一种动态转矩反馈的控制策略,由扰动观测器实时观测动态转矩构成动转... 详细信息

针对机械臂关节伺服系统由于谐波减速器、齿皮带等柔性环节的存在使系统发生机械振动现象,建立了考虑刚度系数变化和大减速比的数学模型,分析机械谐振产生机理,提出了一种动态转矩反馈的控制策略,由扰动观测器实时观测动态转矩构成动转矩闭环。为进一步抑制振动现象,增强系统鲁棒性和抗扰能力,研究了随动态转矩实时调整的转速变增益pi控制方法。仿真表明,采用动态转矩反馈的转速变增益pi控制策略能够很好地抑制机械振动且有较强的抗扰能力和动态响应性能。

关键词：机械谐振变增益pi控制动态转矩反馈扰动观测器

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柔性关节机械臂伺服系统振动抑制研究

柔性关节机械臂伺服系统振动抑制研究

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作者：李佩颖沈阳工业大学

学位级别：硕士

电驱动机械臂广泛应用于搬运、焊接、钣金折弯、医疗等领域。其由关节伺服系统进行驱动,实现机械臂的运行。然而关节处由于柔性环节的存在导致系统存在振动现象,严重影响了位置控制精度。本文针对机械臂关节柔性带来的机械振动问题进行... 详细信息

电驱动机械臂广泛应用于搬运、焊接、钣金折弯、医疗等领域。其由关节伺服系统进行驱动,实现机械臂的运行。然而关节处由于柔性环节的存在导致系统存在振动现象,严重影响了位置控制精度。本文针对机械臂关节柔性带来的机械振动问题进行了研究。分析了柔性关节机械臂垂直运动和水平运动时负载转矩变化规律,建立了考虑变刚度系数和大减速比的柔性关节机械臂伺服系统数学模型,通过系统控制框图和传递函数,采用频域分析法和机电等效电路法分析了产生系统振动的原因。分析了刚度系数、转动惯量等参数对系统振动的影响程度。针对柔性环节存在带来系统振动问题,提出了基于动态转矩反馈的振动抑制策略。基于频域法给出了带有柔性环节伺服系统的转速环控制器参数整定规则,位置环控制器采用比例速度前馈的复合控制策略并基于工程法给出了位置环控制器参数的整定规则。在原有三环控制的基础上,通过所设计的轴转矩降维观测器获取实时轴转矩,电磁转矩与轴转矩作差构成动态转矩,动态转矩经反馈系数反馈至转速环输出,引入动态转矩控制器构成动转矩闭环,实现四环控制。推导了引入动态转矩反馈控制后电磁转矩到电机转速的传递函数,分析了振动抑制机理。通过模型搭建及仿真结果表明,采用本文提出的动态转矩反馈的振动抑制控制策略能够大大减小由柔性环节带来系统振动的问题。针对机械臂在垂直运动过程中存在负载转矩实时变化特点带来转速波动依然较大的问题,在原有引入动态转矩反馈控制策略基础上,采用了以动态转矩作为调整依据的转速环变增益pi控制方法。通过转速环轴转矩扰动模型,基于频域法得出了轴转矩与转速环pi控制器参数的关系,设计了转速环变增益pi控制器并给出了pi参数的调整策略。通过仿真分析验证,振动抑制效果明显,抗扰能力强,位置控制误差小,满足系统运行需求。

关键词：柔性关节机械臂机械振动动态转矩反馈降维观测器变增益pi控制

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风力发电机组偏航系统控制算法仿真设计

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东方汽轮机 2021年第4期 70-74页

作者：彭定杰兰杰林淑东方电气新能科技(成都)有限公司四川成都610036 东方电气风电股份有限公司四川德阳618000

为有效进行偏航迎风控制,提高对风精度,偏航系统控制算法已成为一项重要研究工作.文章在分析传统风向标偏航控制算法功率损失的基础上,对偏航控制系统模型进行了分析,提出了基于变增益pi控制的偏航系统控制算法.以FD93H模型为例,通过仿... 详细信息

为有效进行偏航迎风控制,提高对风精度,偏航系统控制算法已成为一项重要研究工作.文章在分析传统风向标偏航控制算法功率损失的基础上,对偏航控制系统模型进行了分析,提出了基于变增益pi控制的偏航系统控制算法.以FD93H模型为例,通过仿真,结果表明该算法具有稳定性,提高了对风精度,增加了系统的输出功率.

关键词：偏航控制变增益pi控制风力发电机组稳定性

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基于差分进化算法的风电机组主控参数优化

基于差分进化算法的风电机组主控参数优化

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作者：高洋华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

风电机组出现超速故障或者功率不稳定问题,威胁到了电力系统的安全稳定运行。超速故障容易在风电机组过渡区内发生。在额定风速以上的运行区间,变桨控制不及时会影响风电机组输出功率稳定性。以5 MW双馈式风电机组为研究对象,建立仿真... 详细信息

风电机组出现超速故障或者功率不稳定问题,威胁到了电力系统的安全稳定运行。超速故障容易在风电机组过渡区内发生。在额定风速以上的运行区间,变桨控制不及时会影响风电机组输出功率稳定性。以5 MW双馈式风电机组为研究对象,建立仿真模型。通过GHBladed软件的模型线性化功能模块,在每个风速点导出风电机组转矩-转速传递函数模型和桨距角-转速传递函数模型,并经过MATLAB系统辨识得到三阶传递函数模型。利用所得到的三阶传递函数模型与pi控制器组成闭环系统。以闭环系统的超调量、调节时间和控制能量组成适应度函数,并利用差分进化算法寻求适应度函数的最优解。那么这个最优解所对应的pi控制器参数就是所求值。在每个风速点的最优pi控制器参数之间进行线性插值,组成变增益转矩pi控制器和变增益变桨pi控制器。利用所得到的控制器,在Visual Studio中编写外部控制器程序,并带入GHBladed软件中进行仿真计算。研究结果表明,在过渡区内,阵风工况下,优化后的发电机转速偏离额定值0.92%,而优化前的发电机转速偏离量为2.85%,在平均风速为10m/s的湍流风工况下,优化后的发电机转速标准差较优化前降低了 32.93%。在额定风速以上的运行区间内,阵风工况下,优化后的输出功率很快恢复到额定值附近,而且最大偏离量较优化前小,在平均风速为16 m/s、1 8 m/s、2 0 m/s的湍流风工况下,优化后的输出功率标准差较优化前分别降低23.31%、22.78%、18.32%。优化后的控制器对风速波动具有良好的鲁棒性,稳定了过渡区内的发电机转速,并使得在额定风速以上的运行区间内,风电机组输出功率更加平滑。

关键词：风电机组变增益pi控制差分进化算法功率控制过渡区控制

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基于GH Bladed风电机组控制器参数整定与优化

基于GH Bladed风电机组控制器参数整定与优化

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作者：王伟华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

目前,国内外大型风电机组控制器中仍主要采用pi控制算法。由于风力发电系统的非线性和参数时变等特点,机组线性模型不易获得。在各个风速工作点的线性化模型参数变化较大,基于某个风速点模型整定的pi参数无法在整个工作范围都取得最优... 详细信息

目前,国内外大型风电机组控制器中仍主要采用pi控制算法。由于风力发电系统的非线性和参数时变等特点,机组线性模型不易获得。在各个风速工作点的线性化模型参数变化较大,基于某个风速点模型整定的pi参数无法在整个工作范围都取得最优控制效果。针对风力发电机组控制器参数在设计和优化过程中不易计算与整定的问题。本课题根据不同风速点先应用Bladed软件对风电机组模型进行线性化处理,获取用于pi参数整定的线性化模型,然后应用免疫遗传算法分别整定出各个风速点的最优pi参数;再根据多组变桨控制器pi参数与桨距角之间变化规律,通过变增益pi控制自适应调整pi参数,仿真结果表明了本课题采用的参数整定与优化方法的优越性。随着风力发电机组不断向大型化发展,风湍流、风剪切、塔影等效应使得整个桨叶扫掠平面内风速差异明显增大,风轮气动载荷不均衡也给风电机组造成很大疲劳载荷和振动。采用基于坐标变换的独立变桨控制可实现载荷反馈控制,有效的改善风轮气动载荷不均衡的问题。目前已在国外大型风电机组应用的独立变桨距控制策略多采用3独立pi控制环结构,为解决多组pi参数的综合优化问题。本课题通过正交实验分析各个pi控制器参数对系统性能指标的影响趋势及影响程度,然后在正交实验的基础上采用免疫遗传算法对独立变桨控制器pi参数进行优化。为了提高风力发电机组控制算法仿真的可信性,同时降低控制器的设计和分析难度,本课题最后结合Bladed外控制器、Matlab引擎技术和命名管道技术开发了Matlab与Bladed联合仿真平台,对基于坐标变换的独立变桨控制器进行仿真与验证。仿真结果表明所建立的独立变桨控制器pi参数综合优化方法对独立变桨控制系统的多个耦合控制器pi参数具有非常好的综合优化效果。

关键词：风电机组 Bladed 变增益pi控制整定优化免疫遗传算法

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交流永磁同步电机高刚性控制方法研究

交流永磁同步电机高刚性控制方法研究

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作者：关欣华中科技大学

学位级别：硕士

由于具有结构简单、控制性能优异的优点,永磁同步电机近年来得到广泛应用。本文针对永磁同步电机伺服系统的动态响应性能问题,以加快响应速度,增强转速环的抗扰动能力为目标,进行永磁同步电机高刚性控制方法研究。首先,由于永磁同步电... 详细信息

由于具有结构简单、控制性能优异的优点,永磁同步电机近年来得到广泛应用。本文针对永磁同步电机伺服系统的动态响应性能问题,以加快响应速度,增强转速环的抗扰动能力为目标,进行永磁同步电机高刚性控制方法研究。首先,由于永磁同步电机伺服系统的性能和调节器参数相关,设计合理的控制参数是实现高刚性控制的重要条件。通过分析系统各环节的数学模型,介绍了时域和频域性能指标的确定原则;同时,考虑到伺服系统转动惯量对转速响应速度的影响,文中研究了两种转动惯量的离线辨识方法,以较为准确地获取转动惯量参数。基于上述分析,推导出了pi参数的整定公式。其次,为了减小负载转矩扰动对于转速输出的影响,增强系统刚性,对负载转矩扰动下的伺服系统转速扰动模型进行了分析。根据扰动模型的频域特性和转速pi调节器参数之间的关系,提出了转速变增益pi控制策略以实现对扰动的抑制。此外,根据Kalman滤波算法设计了负载转矩观测器,负载转矩观测结果作为前馈补偿部分可用于提升伺服系统的抗扰动能力。考虑到工程应用,讨论了参数误差对于控制效果的影响,并对负载转矩观测的实时性进行了简要分析。最后,借助FPGA硬件实现了负载转矩观测器,确保了负载转矩扰动观测的实时性,其他改进控制算法则主要由ARM微处理器实现。通过优化永磁同步电机伺服系统电流环和转速环的pi调节器参数,电流、转速响应速度得到了提高。采用基于负载转矩观测的变增益pi控制策略能够减小转速波动、缩短调节时间。仿真和物理实验结果证明了上述控制方法在工程应用中的可行性和有效性。

关键词：永磁同步电机高刚性控制 pi参数整定变增益pi控制负载转矩观测

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基于自动代码生成的EPS电机电流跟随控制研究

基于自动代码生成的EPS电机电流跟随控制研究

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作者：杨洪福吉林大学

学位级别：硕士

相对液压助力转向，EPS除了在空间和油耗方面具有优势外，重要的是能在低速时改善转向轻便型，高速时改善操舵感觉和力输入横摆稳定性。为更好地实现EPS功能，需要对EPS控制方式进行研究和改善。基于自动代码生成技术的开发模式和传统... 详细信息

相对液压助力转向，EPS除了在空间和油耗方面具有优势外，重要的是能在低速时改善转向轻便型，高速时改善操舵感觉和力输入横摆稳定性。为更好地实现EPS功能，需要对EPS控制方式进行研究和改善。基于自动代码生成技术的开发模式和传统开发模式相比，能有效提高研发效率，缩短开发周期。Matlab2006a支持Freescale HC12系列芯片的自动代码生成，但提供的驱动模块种类较少，本文开发出了适合MC9S12XDP512芯片的CAN、PWM、ECT等驱动模块。在此基础上，通过图形化编程开发，探讨了EPS控制方法。实践表明，与传统裸板编程方法相比，该开发方法加快了设计进度，提高了研发效率。固定piD参数控制方法，不能达到期望的助力电机电流跟随控制效果。目标电流发生较大改变时，要求电机能快速响应，这时需要较大P值，较小I值；稳态时，需要电机电流波动小，这时较小P值，较大I值的控制效果较好。本文采用变增益pi控制方法，使pi参数值能随着误差大小变化。模糊pi控制不需要系统精确模型，能实现pi参数值随误差大小变化，但是利用Simulink模糊模块实现变增益pi控制，生成代码量大。为达到相同跟随效果，降低代码数量，本文利用模糊编辑器获取pi参数随误差大小变化的曲线，通过查表实现变增益pi控制。试验结果表明，与固定piD参数控制相比，变增益pi控制能实现较好的电机电流跟随控制效果。转向系统惯量对助力效果影响较大，当驾驶员突然转向时，可感到明显的转向滞后。由于系统惯性力矩和角加速度有关，为克服系统惯量对操舵力的影响，可加入以转向盘角加速度为输入量的补偿控制，但在实际试验中，角加速度信号中干扰噪声所占比重较大，这使该方法可行性降低。突然转向时系统惯量会引起操舵力突变，通过观察，这时力矩频率较高成份所占比重较大，力矩微分能获取操舵力矩高频成份。台架试验表明，连续往复转向时，力矩微分和角加速度在时域上有明显相关性，而且，和角加速度信号相比，力矩微分中干扰噪声明显减少。为此本文采用力矩微分进行惯性补偿，并提出一种补偿增益确定方法：连续往复转向时，通过力矩微分值和惯性力矩的对应关系，依据力矩和电流关系曲线，获取力矩微分值和补偿电流关系曲线，进而获取补偿系数。EPS台架试验表明，用力矩微分进行惯性补偿能有效降低系统惯性对操舵力的影响。

关键词：自动代码生成变增益pi控制力矩微分惯性补偿电流跟随

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感应电机变增益pi速度控制器的设计

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电气传动 2009年第9期39卷 14-20页

作者：盛洁波李建军湖南工学院基础课教学部湖南衡阳421002

针对感应电机无速度传感器间接磁场定向控制系统,利用感应电机的时变参数模型的降阶处理,提出了一种非线性鲁棒高增益观测器,这一观测器只需要电机的定子电压和电流,能同时观测电机的状态量和转子时间常数等参数,鲁棒性好,计算量少,易... 详细信息

针对感应电机无速度传感器间接磁场定向控制系统,利用感应电机的时变参数模型的降阶处理,提出了一种非线性鲁棒高增益观测器,这一观测器只需要电机的定子电压和电流,能同时观测电机的状态量和转子时间常数等参数,鲁棒性好,计算量少,易于适时在线实现。为减少系统在启动阶段的超调,提出了一种变增益的pi速度控制器,该方法简单,不但能实现piD参数的在线调整,而且工程实现简单。仿真和试验验证了本方案的可行性。

关键词：感应电机磁场定向控制高增益观测器参数辨识变增益pi控制

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混合动力特种车APU控制系统开发

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车辆与动力技术 2007年第3期 32-36页

作者：陈锐罗禹贡马士奔清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 中国北方车辆研究所北京100072

本文设计的辅助动力单元(APU)控制系统采用恒压控制的结构.首先优化了柴油发动机工作区域,之后设计了发动机转速变增益pi控制器和发电机调压器.最终在APU试验台架上的试验结果验证了发动机转速控制器的能够对发动机实际工作点有很好的... 详细信息

本文设计的辅助动力单元(APU)控制系统采用恒压控制的结构.首先优化了柴油发动机工作区域,之后设计了发动机转速变增益pi控制器和发电机调压器.最终在APU试验台架上的试验结果验证了发动机转速控制器的能够对发动机实际工作点有很好的控制效果,并且APU的功率响应特性和输出电压的稳定性均能满足车载特种用电设备的要求.

关键词：串联混合动力车特种车辆辅助动力单元变增益pi控制

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