考虑未知惯量与不平衡力矩的四电机同步驱动伺服系统容错控制

1

作者 辛洪敏 蔡明洁 王保防 《电机与控制应用》 2024年第6期98-106,共9页

针对四电机伺服系统中单个电机的故障,提出了一种基于命令滤波反步法的容错控制方案。首先,建立带有未知惯量和不平衡力矩的故障伺服系统动力学模型;随后,采用命令滤波反步技术进行控制器设计,构建误差补偿系统提高控制精度;此外,利用... 针对四电机伺服系统中单个电机的故障,提出了一种基于命令滤波反步法的容错控制方案。首先,建立带有未知惯量和不平衡力矩的故障伺服系统动力学模型;随后,采用命令滤波反步技术进行控制器设计,构建误差补偿系统提高控制精度;此外,利用神经网络处理故障电机引起的非线性扰动,并设计同步误差信号实现系统的同步控制;最后,基于Lyapunov稳定性理论证明单电机故障情况下闭环系统的稳定性,设计仿真验证了所提控制方法的有效性及优越性。 展开更多

关键词 四电机伺服系统 命令滤波反步法 容错控制 神经网络

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基于转速差调节和模型预测控制的双电机伺服系统消隙控制 被引量：10

2

作者 张珍珍 彭超 邵仕泉 《微电机》 2017年第1期54-58,共5页

针对双电机伺服系统,提出一种基于转速差调节和模型预测控制的消隙控制方法。该方法将偏置力矩的施加转换为转速差调节,并利用转速差调节器对双电机进行消隙协调控制,利用模型预测控制提高系统的控制性能。首先,分析了双电机伺服系统结... 针对双电机伺服系统,提出一种基于转速差调节和模型预测控制的消隙控制方法。该方法将偏置力矩的施加转换为转速差调节,并利用转速差调节器对双电机进行消隙协调控制,利用模型预测控制提高系统的控制性能。首先,分析了双电机伺服系统结构及其工作原理;然后设计了基于转角输出跟踪误差的转速差调节器和基于双电机伺服系统简化模型的模型预测控制器。最后,通过仿真实验验证了该控制方法能够有效地提高双电机伺服系统的响应速度及控制精度。 展开更多

关键词 双电机伺服系统 消隙 转速差 模型预测控制 简化模型

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一种永磁同步电机伺服系统双内核控制结构设计 被引量：1

3

作者 徐东 王田苗 +1 位作者 刘敬猛 魏洪兴 《电子技术应用》 北大核心 2008年第10期131-133,137,共4页

针对永磁同步电机伺服系统的控制要求,设计了一种DSP+FPGA的双内核控制结构。在充分考虑DSP和FPGA的芯片特点和资源的基础上,合理划分了系统的控制任务,基于总线空间和分级中断的通信方式实现了内核之间的数据交换。双内核的控制结构简... 针对永磁同步电机伺服系统的控制要求,设计了一种DSP+FPGA的双内核控制结构。在充分考虑DSP和FPGA的芯片特点和资源的基础上,合理划分了系统的控制任务,基于总线空间和分级中断的通信方式实现了内核之间的数据交换。双内核的控制结构简化了系统电路,进一步提高了全数字化程度,增强了系统的稳定性,为伺服系统的设计提供了一种新的方法。 展开更多

关键词 永磁同步电机伺服系统 双内核 DSP FPGA

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基于命令滤波的多电机协同控制设计及多轴辊压系统应用

4

作者 史狄 孙吉华 +4 位作者 接道良 梁延刚 陆彬盛 陈煜华 辛洪敏 《微特电机》 2024年第7期62-66,共5页

针对多电机同步驱动的调速及伺服系统高精度协同控制问题,设计了基于命令滤波反步技术及虚拟主轴同步控制策略的高性能协同控制方法。结合永磁同步电机动力学模型与直轴电流闭环为0的矢量控制策略,构建交直轴解耦的简化多电机模型。基... 针对多电机同步驱动的调速及伺服系统高精度协同控制问题,设计了基于命令滤波反步技术及虚拟主轴同步控制策略的高性能协同控制方法。结合永磁同步电机动力学模型与直轴电流闭环为0的矢量控制策略,构建交直轴解耦的简化多电机模型。基于命令滤波反步技术,设计多电机协同控制器,避免传统反步法控制器设计过程中的项数爆炸问题。进一步采用虚拟主轴同步控制策略设计多个电机之间的同步反馈信号,避免“伺服打架”现象产生的额外能量损耗及机械结构损伤。将所设计控制方法应用在烟草多轴辊压系统中,通过实际生产数据验证了所提方法的有效性与优越性。 展开更多

关键词 多电机伺服系统 命令滤波 反步法 多轴运动控制系统

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输入受限时电机伺服系统渐近跟踪控制 被引量：1

5

作者 董振乐 姚建勇 马大为 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1405-1410,共6页

参数不确定性、不确定非线性(特别是非线性摩擦)以及输入受限等非线性问题在电机伺服系统中广泛存在,针对以上诸多问题,建立了包含连续可微摩擦模型的系统数学模型,提出了一种基于误差符号积分鲁棒控制器的新型控制方法。该方法能实现... 参数不确定性、不确定非线性(特别是非线性摩擦)以及输入受限等非线性问题在电机伺服系统中广泛存在,针对以上诸多问题,建立了包含连续可微摩擦模型的系统数学模型,提出了一种基于误差符号积分鲁棒控制器的新型控制方法。该方法能实现在输入受限时和外干扰作用下的渐近跟踪。采用Lyapunov函数从理论上证明控制器的渐近稳定性。仿真对比结果表明,该控制方法在输入受限时展现了优良的跟踪精度和响应速度,且具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 控制科学与技术 电机伺服系统 误差符号积分鲁棒 输入受限 渐近跟踪 建模不确定性 连续摩擦补偿

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带有积分环节的双电机伺服系统的改进DMC算法

6

作者 潘红光 高海南 +1 位作者 王再英 王绪民 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2017年第4期590-597,共8页

带有积分环节的双电机伺服系统在实际应用中是十分重要并具有代表性的系统。针对包含积分环节的测控地面站伺服系统,文中提出了一种带有前馈补偿的改进动态矩阵控制(DMC,Dynamic Matrix Control)算法来提高已有PID算法的控制性能。首先... 带有积分环节的双电机伺服系统在实际应用中是十分重要并具有代表性的系统。针对包含积分环节的测控地面站伺服系统,文中提出了一种带有前馈补偿的改进动态矩阵控制(DMC,Dynamic Matrix Control)算法来提高已有PID算法的控制性能。首先,通过重构动态矩阵和移位矩阵来预测带有积分环节系统的未来输出;其次,当系统中存在扰动时,通过加入前馈补偿来提高响应速度和动态控制性能;最后,通过一个仿真实例验证了文中所提算法的有效性。 展开更多

关键词 动态矩阵控制 双电机伺服系统 前馈补偿 积分环节

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直线电机伺服系统的无模型自适应控制

7

作者 曹荣敏 洛宏伟 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2012年第5期39-44,共6页

针对直线电机对扰动和系统参数变化的敏感性和由于摩擦力和推力脉动使系统具有明显的非线性特性,设计了基于C-SPACE实时仿真系统的无模型控制器,用Matlab/Simulink搭建了控制算法,并进行了硬件在回路仿真,采用基于紧格式线性化方法的无... 针对直线电机对扰动和系统参数变化的敏感性和由于摩擦力和推力脉动使系统具有明显的非线性特性,设计了基于C-SPACE实时仿真系统的无模型控制器,用Matlab/Simulink搭建了控制算法,并进行了硬件在回路仿真,采用基于紧格式线性化方法的无模型自适应控制方法,对应用C-SPACE实时仿真系统进行了算法分析。此外,对无模型控制算法和常规PID算法进行了分析比较,实验结果表明,无模型自适应控制算法在控制直线电机时的控制效果都要优于PID控制,比PID算法更为简洁化。 展开更多

关键词 直线电机伺服系统 无模型自适应控制 非线性 硬件在回路仿真

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基于键图的电机伺服系统的建模与仿真 被引量：4

8

作者 赵轶 张百海 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期1509-1511,1515,共4页

研究电机伺服系统的键图建模方法。使用20-sim软件建立了系统动力部分的键图模型,并使用SIDOPS+语言建立了控制器的模型,对电机伺服系统的阶跃响应和启动过程进行仿真。仿真结果表明,键图建模方法适用于多能量范畴的复杂机电系统的设计... 研究电机伺服系统的键图建模方法。使用20-sim软件建立了系统动力部分的键图模型,并使用SIDOPS+语言建立了控制器的模型,对电机伺服系统的阶跃响应和启动过程进行仿真。仿真结果表明,键图建模方法适用于多能量范畴的复杂机电系统的设计与分析。 展开更多

关键词 键图 建模 电机伺服系统 20-SIM

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含摩擦的双电机伺服系统快速终端滑模控制 被引量：6

9

作者 赵威 任雪梅 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期119-123,共5页

针对含LuGre稳态摩擦力的双电机伺服系统,通过引入含速度项的指数函数,提出一种连续可微的LuGre稳态摩擦模型,解决了原有模型不可微的缺点,该模型能够有效刻画Stribeck现象、库伦摩擦、粘滞摩擦等多种摩擦特征;为了进一步解决系统的同... 针对含LuGre稳态摩擦力的双电机伺服系统,通过引入含速度项的指数函数,提出一种连续可微的LuGre稳态摩擦模型,解决了原有模型不可微的缺点,该模型能够有效刻画Stribeck现象、库伦摩擦、粘滞摩擦等多种摩擦特征;为了进一步解决系统的同步和跟踪问题,基于该连续可微摩擦模型,引入表征同步率的可变系数设计了可变系数的快速终端滑模控制器,并运用Lyapunov方法证明了在给定控制律下,系统能够实现先同步控制后跟踪控制.仿真结果表明提出的控制方法具有快速收敛速度和高跟踪精度. 展开更多

关键词 双电机伺服系统 快速终端滑模 连续LuGre摩擦模型 跟踪控制 同步控制

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电机伺服系统快速自适应抗扰控制 被引量：11

10

作者 方靖荃 邓文翔 +2 位作者 姚建勇 陈久辉 王鹏飞 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期44-52,共9页

为实现电机伺服系统在参数不确定性和未建模干扰共同作用下的高精度运动控制,提出一种基于有限时间参数估计的快速自适应抗扰控制(FADRC)方法。针对参数不确定性,通过引入一阶低通滤波运算和辅助中间变量,构造一种由跟踪误差、参数估计... 为实现电机伺服系统在参数不确定性和未建模干扰共同作用下的高精度运动控制,提出一种基于有限时间参数估计的快速自适应抗扰控制(FADRC)方法。针对参数不确定性,通过引入一阶低通滤波运算和辅助中间变量,构造一种由跟踪误差、参数估计误差和系统状态估计误差复合驱动的新型参数自适应律,实现未知参数的在线快速更新;针对未建模干扰,设计扩张状态观测器(ESO)进行估计并由前馈项补偿;此外,借助反馈鲁棒项保证系统整体鲁棒性。基于Lyapunov稳定性理论的分析表明,所提出的控制方法可保证快速的参数估计性能和优异的跟踪控制效果。搭建了电动伺服实验平台进行测试,测试结果表明:相比基于传统自适应律的控制方法,所提出的新型控制方法的参数估计收敛速度提高约80%,跟踪误差最大值减小约13.8%。该方法可为实际机电系统的高精度伺服控制和快速参数辨识提供参考。 展开更多

关键词 电机伺服系统 参数不确定性 未建模干扰 快速自适应 扩张状态观测器

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基于Sugeno型模糊神经网络和互补滑模控制器的双直线电机伺服系统同步控制 被引量：22

11

作者 金鸿雁 赵希梅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第13期2726-2733,共8页

针对高精密直驱龙门定位平台的双直线电机伺服系统的位置同步控制问题,提出一种Sugeno 型模糊神经网络(SFNN)同步补偿器和互补滑模控制器(CSMC)相结合的控制方法。建立了含有参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性的永磁直线同步电机(PM... 针对高精密直驱龙门定位平台的双直线电机伺服系统的位置同步控制问题,提出一种Sugeno 型模糊神经网络(SFNN)同步补偿器和互补滑模控制器(CSMC)相结合的控制方法。建立了含有参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性的永磁直线同步电机(PMLSM)动态模型,采用广义滑模面和互补滑模面相结合的方式来设计CSMC。CSMC 可有效抑制参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性的影响,削弱传统滑模控制器(SMC)存在的抖振现象,减小系统的跟踪误差,实现高精度位置跟踪。同时,利用SFNN 同步补偿器解决双直线电机间动态参数不匹配问题及耦合现象,SFNN 同步补偿器可对每个轴进行误差补偿,从而减小位置同步误差,保证系统实现同步控制。实验结果表明,该控制方法可明显减小系统的跟踪误差和同步误差,进而改善轮廓加工精度。 展开更多

关键词 双直线电机伺服系统 Sugeno型模糊神经网络 互补滑模控制器 不确定性 同步控制

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工件质量对机床工作台直线电机伺服系统响应性能的影响研究 被引量：1

12

作者 彭振洲 熊静琪 +1 位作者 张荃莹 王李立 《机床与液压》 北大核心 2014年第10期6-11,共6页

数控机床工作台在运行时其承载的工件质量往往不同且变化范围大,工件质量的变化会对其直线电机伺服系统的性能造成较大影响。分析数控机床工作台直线电机伺服系统在带动不同质量工件的情况下所产生的超调量和调整时间,发现系统超调量随... 数控机床工作台在运行时其承载的工件质量往往不同且变化范围大,工件质量的变化会对其直线电机伺服系统的性能造成较大影响。分析数控机床工作台直线电机伺服系统在带动不同质量工件的情况下所产生的超调量和调整时间,发现系统超调量随工件质量的增加成单调增的关系;在工件质量一定的情况下采用非线性PID控制来抑制超调量,缩短调整时间,找到非线性PID控制的参数Kd与工件质量之间的对应关系,并进行线性拟合,对非线性PID控制的参数进行调整,使在不同工件质量的情况下均能达到较好的响应性能。 展开更多

关键词 直线电机伺服系统 质量变化 位置控制 变参数非线性PID控制

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双电机驱动伺服系统的自抗扰控制策略 被引量：4

13

作者 郑宁 《计算机仿真》 北大核心 2017年第6期376-380,共5页

针对存在齿隙等非线性控制问题的双电机驱动伺服系统,一般的补偿方法是利用多电机共同施加偏置力矩,但完全抑制齿隙对伺服系统的影响则需要更为深入的控制策略。通过分析双电机驱动伺服系统模型,采用自抗扰控制策略,将齿隙非线性对伺服... 针对存在齿隙等非线性控制问题的双电机驱动伺服系统,一般的补偿方法是利用多电机共同施加偏置力矩,但完全抑制齿隙对伺服系统的影响则需要更为深入的控制策略。通过分析双电机驱动伺服系统模型,采用自抗扰控制策略,将齿隙非线性对伺服系统产生的影响作为系统的外部扰动,双电机伺服系统的外部扰动和内部不确定性视为扩张状态,进行观测估计并补偿抑制。通过与经典PID控制的仿真数据进行比较,阐明所提出的控制策略可以使系统快速、稳定地跟踪参考输入,系统具有更优良的动态性能。 展开更多

关键词 齿隙非线性补偿 自抗扰控制 双电机驱动伺服系统

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永磁直线同步电机伺服系统鲁棒反步控制器设计 被引量：4

14

作者 陈志翔 高钦和 +1 位作者 谭立龙 牛海龙 《电机与控制应用》 北大核心 2017年第11期32-37,共6页

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统强鲁棒性、高控制精度的要求,提出一种鲁棒反步控制器。为了解决常规PID跟踪精度不高、参数调节难度大及鲁棒性差的问题,将自适应控制与反步控制结合。利用自适应机制实时估计系统的扰动,去除了反... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统强鲁棒性、高控制精度的要求,提出一种鲁棒反步控制器。为了解决常规PID跟踪精度不高、参数调节难度大及鲁棒性差的问题,将自适应控制与反步控制结合。利用自适应机制实时估计系统的扰动,去除了反步控制设计过程中对外界扰动上界的要求,同时克服了控制律高频抖振的问题。同时,分析了闭环反馈系统中高频噪声的特性以及对系统的不利影响,使用低通滤波器来抑制高频噪声。最后,在Googol公司的试验平台上,通过与一种改进的PID对比,验证了设计的鲁棒反步控制器的可行性以及抑制高频噪声的有效性,可为先进控制理论的工程化提供参考。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机伺服系统 自适应控制 反步 高频噪声

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多电机伺服系统特征模型的滤波算法设计

15

作者 张翠艳 高熠 吴益飞 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第7期34-37,42,共5页

针对多电机驱动伺服系统特征模型中含有测量噪声的问题,设计了一种强跟踪滤波算法。以四电机驱动伺服系统为对象,建立了四电机驱动伺服系统动力学模型、基于特征建模理论的含测量噪声特征模型,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法作为特... 针对多电机驱动伺服系统特征模型中含有测量噪声的问题,设计了一种强跟踪滤波算法。以四电机驱动伺服系统为对象,建立了四电机驱动伺服系统动力学模型、基于特征建模理论的含测量噪声特征模型,并采用带遗忘因子的递推最小二乘法作为特征参数辨识算法,带积分的黄金分割控制律作为系统控制律。针对特征模型中的测量噪声,这里设计了一种强跟踪滤波算法,通过跟踪测量噪声,解决了由测量噪声引起的特征参数收敛缓慢的问题,有效滤除了系统中测量噪声的影响。仿真结果表明,所设计的滤波算法能有效抑制特征模型中的测量噪声,与传统扩展卡尔曼滤波相比能提供更强的抑制噪声能力。 展开更多

关键词 四电机驱动伺服系统 测量噪声 特征模型 强跟踪滤波算法

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BP-PID控制器在双电机消隙伺服系统中的应用 被引量：2

16

作者 王轩 《现代信息科技》 2020年第3期161-163,共3页

为了更好地改进伺服系统性能表现,文章以某双电机消隙伺服系统为背景,首先分析了齿隙对伺服系统性能的影响。然后针对经典PID控制器的局限性,尝试将BP神经网络与经典PID控制器结合在一起,设计了BP-PID控制器。最后通过Matlab/Simulink... 为了更好地改进伺服系统性能表现,文章以某双电机消隙伺服系统为背景,首先分析了齿隙对伺服系统性能的影响。然后针对经典PID控制器的局限性,尝试将BP神经网络与经典PID控制器结合在一起,设计了BP-PID控制器。最后通过Matlab/Simulink仿真结果验证了BP-PID控制器使双电机驱动消隙伺服系统的性能表现得到明显改善。 展开更多

关键词 双电机伺服系统 齿隙 BP神经网络 仿真

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直线伺服系统的鲁棒保性能控制研究 被引量：13

17

作者 陈一秀 王永初 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第24期174-178,共5页

对具有不确定性的直线电机伺服系统进行鲁棒控制。把一矢量控制的永磁直线电机构成一个三环系统,在速度环和电流环内采用IP速度控制器和状态反馈控制器,以实现电机的高精度快速进给,并抑制外部扰动对系统的影响。为了保证对于所有允许... 对具有不确定性的直线电机伺服系统进行鲁棒控制。把一矢量控制的永磁直线电机构成一个三环系统,在速度环和电流环内采用IP速度控制器和状态反馈控制器,以实现电机的高精度快速进给,并抑制外部扰动对系统的影响。为了保证对于所有允许的参数不确定性,系统都具有所期望的性能,采用保性能控制方法设计其最优状态反馈保性能控制器。对电机在两种最恶劣情况下作了仿真实验。结果表明,和传统的方法相比,用该方法设计的直线伺服系统具有性能鲁棒性,当参数变化时,系统具有较好的抗扰性和跟踪性能。 展开更多

关键词 直线电机伺服系统 不确定性 状态反馈控制器 保性能控制 性能鲁棒性

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直线伺服系统的双目标非脆弱控制器的设计及仿真 被引量：2

18

作者 黄宜庆 黄友锐 章魁 《智能系统学报》 2009年第1期85-90,共6页

针对直线伺服系统中存在的多种不确定性,提出一种双目标非脆弱控制器的控制方法.从系统的区域极点配置和保性能控制2种控制目标出发,利用LMI方法推导出鲁棒状态反馈控制器的存在条件,同时考虑直线伺服系统中,控制器增益存在的加性摄动,... 针对直线伺服系统中存在的多种不确定性,提出一种双目标非脆弱控制器的控制方法.从系统的区域极点配置和保性能控制2种控制目标出发,利用LMI方法推导出鲁棒状态反馈控制器的存在条件,同时考虑直线伺服系统中,控制器增益存在的加性摄动,设计出的控制器实现了系统2种性能指标的优化.并给出具体的算例说明了设计方法的可行性,仿真实验结果表明该控制方法具有很强的鲁棒性. 展开更多

关键词 区域极点配置 保性能控制 直线电机伺服系统 非脆弱控制器

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钢管倒棱机伺服系统的开发与设计 被引量：2

19

作者 张超 谷立臣 赵永平 《重型机械》 2005年第5期49-52,共4页

本文介绍了西安重型机械研究所开发的钢管倒棱机的工作原理及结构特点。根据不同的进给伺服系统阐述了倒棱机进给控制的电机伺服系统和电液伺服系统结构。该类设备技术上处于国内领先水平。

关键词 钢管倒棱机 电液伺服系统 电机伺服系统

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机电设备中伺服系统的作用

20

作者 张佳琳 《科技创新与应用》 2012年第19期106-106,共1页

伺服系统的重要性不言而喻,一个功能过关,性能较强的伺服系统使得驱动更加快速,简单,准确。伴随技术的革新,以及工业范围的不断提升,伺服很有发展前途,成为新时代交流数字化的重要方法,成效显著。拖动系统的发展趋势是用交流伺服驱动取... 伺服系统的重要性不言而喻,一个功能过关,性能较强的伺服系统使得驱动更加快速,简单,准确。伴随技术的革新,以及工业范围的不断提升,伺服很有发展前途,成为新时代交流数字化的重要方法,成效显著。拖动系统的发展趋势是用交流伺服驱动取代传统的液压、直流、步进和AC变频调速驱动,这样系统就能获得全新的工作体验,其中,周期变得更短,生产效率更高,稳定性更突出,寿命也更长。 展开更多

关键词 伺服系统电机 机电设备 作用

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