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基于模糊自学习的交流直线伺服系统滑模变结构控制 被引量:25
1
作者 孙宜标 郭庆鼎 孙艳娜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期52-56,共5页
针对直接驱动直线式交流伺服系统,提出了一种基于模糊自学习的滑模变结构控制方案。在常规的滑模控制中引入模糊自学习方法,在不影响滑模控制系统完全鲁棒性的情况下,有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振。仿真结果表明该方案对系统... 针对直接驱动直线式交流伺服系统,提出了一种基于模糊自学习的滑模变结构控制方案。在常规的滑模控制中引入模糊自学习方法,在不影响滑模控制系统完全鲁棒性的情况下,有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振。仿真结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,抖振得到了明显的抑制。系统具有良好的动、静态性能。 展开更多
关键词 交流直线伺服系统 滑模变结构控制 模糊控制 自学习
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基于滑模和神经网络的永磁直线伺服系统控制 被引量:11
2
作者 孙宜标 郭庆鼎 孙荣斌 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2002年第5期399-404,共6页
针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略 .该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾 .滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能 ;神经网络... 针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略 .该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾 .滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能 ;神经网络输出反馈控制器对系统参数变化和阻力扰动 (包括直线电机的端部效应力 )进行很大程度的抑制 ,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 。 展开更多
关键词 永磁直线伺服系统 直线伺服 直接驱动 端部效应 双自由度控制 滑模控制 神经网络控制
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周期性输入的直线伺服系统改进重复控制 被引量:5
3
作者 赵希梅 孙显峰 +1 位作者 刘浩 李洪谊 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期112-116,共5页
针对直线电机驱动的凸轮加工随动系统实际加工应用中,要求系统既要对周期性输入信号具有跟踪能力,又要对周期性扰动具有抑制能力。对这一问题,根据基于内模原理的重复控制理论设计实用性强的插入型重复控制器,来消除由周期性输入的基波... 针对直线电机驱动的凸轮加工随动系统实际加工应用中,要求系统既要对周期性输入信号具有跟踪能力,又要对周期性扰动具有抑制能力。对这一问题,根据基于内模原理的重复控制理论设计实用性强的插入型重复控制器,来消除由周期性输入的基波和谐波所引起的误差,以便减小系统周期性稳态跟踪误差。为进一步改善控制器的性能,有效地增加运行带宽,设计改进的插入型重复控制器,减小系统的跟踪误差,使得系统的跟踪性能得到更好的改善。最后,对直线伺服电机驱动的凸轮加工中心进行了仿真研究,结果表明所提出的控制方案提高了系统跟踪性能和鲁棒性能,既有效地抑制系统周期性扰动的影响,又对周期性输入信号实现准确跟踪。 展开更多
关键词 直线伺服系统 周期信号 重复控制器 插入型重复控制器 跟踪误差
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基于DSP的全数字直线伺服系统设计 被引量:11
4
作者 林健 左健民 +1 位作者 刘坤 宋丽蓉 《微电机》 北大核心 2008年第6期84-86,共3页
根据数控机床对直接驱动直线电机的要求,介绍了一种以DSP为控制器和智能功率模块驱动的直线电动机全数字交流伺服系统。详细说明了驱动器的硬件结构、控制电路、功率逆变器电路,阐述了电动机控制策略,分析了电流中断子程序、初始定位中... 根据数控机床对直接驱动直线电机的要求,介绍了一种以DSP为控制器和智能功率模块驱动的直线电动机全数字交流伺服系统。详细说明了驱动器的硬件结构、控制电路、功率逆变器电路,阐述了电动机控制策略,分析了电流中断子程序、初始定位中断子程序和回零中断子程序的流程。由于系统硬件精简,大部分功能都通过软件实现,因而具有充分的柔性。 展开更多
关键词 直线伺服系统 数字信号处理器 智能功率模块 交流伺服系统 软件设计
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基于模型扰动抑制的直线伺服系统设计 被引量:6
5
作者 郭庆鼎 张凤 王飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第5期83-85,58,共4页
针对高精度、微进给永磁直线交流同步电机 (PMLSM )驱动系统 ,采用基于模型的扰动抑制 (MBDA)方法 ,对诸如摩擦力、切削力、负载变动之类的扰动进行抑制。MBDA是利用一个与系统并行的标称模型 ,通过输出反馈 ,将系统输出与标称模型输出... 针对高精度、微进给永磁直线交流同步电机 (PMLSM )驱动系统 ,采用基于模型的扰动抑制 (MBDA)方法 ,对诸如摩擦力、切削力、负载变动之类的扰动进行抑制。MBDA是利用一个与系统并行的标称模型 ,通过输出反馈 ,将系统输出与标称模型输出进行比较 ,得出误差信号 ,并通过设计一个补偿器将误差信号反馈给被控对象的输入端 ,从而实现扰动抑制。同时 ,针对速度环设计了积分 -比例 (IP)控制器 ,以满足系统快速跟踪指令的要求 ,并且其具有较强的抗扰动能力。仿真结果表明 ,该控制方法响应速度快 。 展开更多
关键词 扰动抑制 直线伺服系统 IP速度控制器 设计
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基于遗传神经网络的直线伺服系统定位误差补偿 被引量:10
6
作者 林健 汪木兰 李宏胜 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2011年第2期86-88,92,共4页
针对数控直线伺服系统的定位误差补偿,采用激光干涉仪测量工作台的定位误差,建立基于RBF算法的神经网络误差模型。提出遗传算法的训练方案优化RBF的网络参数,为了评价优化后RBF网络预测的精度,运用部分误差样本进行训练和仿真。构建了以... 针对数控直线伺服系统的定位误差补偿,采用激光干涉仪测量工作台的定位误差,建立基于RBF算法的神经网络误差模型。提出遗传算法的训练方案优化RBF的网络参数,为了评价优化后RBF网络预测的精度,运用部分误差样本进行训练和仿真。构建了以DSP为核心的直线电机定位误差实验平台,根据误差校正值进行误差实时补偿实验。仿真和实验结果表明:经过遗传算法训练的神经网络模型对工作台的误差具有良好的学习能力和泛化能力,工作台定位精度显著提高。 展开更多
关键词 直线伺服系统 定位误差 径向基函数神经网络 遗传算法
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基于神经元补偿的直线伺服系统全程滑模控制 被引量:4
7
作者 孙宜标 郭庆鼎 孙一丹 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2002年第6期473-476,共4页
针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种基于神经元补偿控制的全程滑模变结构控制策略 .该控制策略是使控制系统从开始就处于所设计的滑动模态上并将其保持 ,解决了以往变结构控制系统中能达阶段的鲁棒性问题 .通过神经元控制的... 针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种基于神经元补偿控制的全程滑模变结构控制策略 .该控制策略是使控制系统从开始就处于所设计的滑动模态上并将其保持 ,解决了以往变结构控制系统中能达阶段的鲁棒性问题 .通过神经元控制的补偿作用 ,削弱了滑模控制引起的抖振 .仿真实验结果表明 ,该策略对系统参数变化和负载扰动等不确定因素具有很强的鲁棒性 。 展开更多
关键词 神经元补偿 直线伺服系统 全程滑模控制 人工神经元 变结构控制
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永磁直线伺服系统H_∞鲁棒控制 被引量:10
8
作者 蓝益鹏 郭庆鼎 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2004年第3期281-283,共3页
针对永磁直线伺服系统设计提出H∞鲁棒控制的有效方法.在建立系统状态空间模型的基础上,将直线伺服系统设计归结为标准的H∞控制问题;基于Riccati不等式的处理方法,通过求Riccati不等式的对称正定解得到H∞控制器,以保证系统的鲁棒性.... 针对永磁直线伺服系统设计提出H∞鲁棒控制的有效方法.在建立系统状态空间模型的基础上,将直线伺服系统设计归结为标准的H∞控制问题;基于Riccati不等式的处理方法,通过求Riccati不等式的对称正定解得到H∞控制器,以保证系统的鲁棒性.仿真实验结果表明,用该方法设计的控制系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定的效果,满足对高性能永磁直线伺服系统控制的要求. 展开更多
关键词 直线伺服系统 鲁棒控制 RICCATI不等式 H∞控制器
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永磁同步直线伺服系统的纹波推力补偿 被引量:2
9
作者 卢少武 唐小琦 +1 位作者 周凤星 解传宁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期106-110,共5页
针对纹波推力对永磁同步直线伺服系统的影响,提出了一种纹波推力补偿策略:基于纹波推力自适应补偿的永磁同步直线伺服系统位置控制。在这种控制策略中,首先采用快速傅里叶变换分析推力电流来离线提取纹波推力的特征频率,有利于纹波推力... 针对纹波推力对永磁同步直线伺服系统的影响,提出了一种纹波推力补偿策略:基于纹波推力自适应补偿的永磁同步直线伺服系统位置控制。在这种控制策略中,首先采用快速傅里叶变换分析推力电流来离线提取纹波推力的特征频率,有利于纹波推力数学模型的简化,再通过递推最小二乘算法在线辨识纹波推力的模型参数,结合纹波推力的特征频率和模型参数,动态地实现了纹波推力的精确估计,最后将纹波推力估计模型直接作用于永磁同步直线伺服系统,对推力电流进行前馈补偿控制,从而实时抑制纹波推力。实验结果表明,采用所提的补偿策略,最大位置跟踪波动误差从补偿前的50μm左右下降到补偿后的不足20μm,位置控制性能得到明显改善,对高性能永磁同步直线伺服系统的抗扰动策略研究具有重要的理论和现实意义。 展开更多
关键词 永磁同步直线伺服系统 纹波推力 快速傅里叶变换 递推最小二乘算法 实时补偿
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基于迭代学习的直线伺服系统离散变结构控制 被引量:5
10
作者 孙宜标 王桂宏 郭庆鼎 《组合机床与自动化加工技术》 2007年第3期37-40,共4页
直线电机在执行重复性的跟踪控制任务时,负载扰动、端部效应力及摩擦力会呈现周期性变化。为了提高永磁直线伺服系统的跟踪精度与抗扰性能,消除上述不确定因素的影响,采用离散变结构控制(DVSC)和迭代学习控制(ILC)相结合的位置跟踪控制... 直线电机在执行重复性的跟踪控制任务时,负载扰动、端部效应力及摩擦力会呈现周期性变化。为了提高永磁直线伺服系统的跟踪精度与抗扰性能,消除上述不确定因素的影响,采用离散变结构控制(DVSC)和迭代学习控制(ILC)相结合的位置跟踪控制策略。并利用迭代学习控制算法来调整变结构控制器的参数,削弱抖振,提高稳态精度。理论分析与仿真结果表明,该方案在保证直线伺服系统快速精确跟踪性能的同时,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 直线伺服系统 离散变结构控制 迭代学习控制 LYAPUNOV稳定性
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机床用直线伺服系统改进型ADRC设计 被引量:3
11
作者 刘春芳 臧斌 王丽梅 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第4期65-68,71,共5页
针对永磁直线电机伺服系统存在纹波推力扰动、负载扰动、摩擦力扰动和其他不确定性扰动,文章提出了一种双闭环改进型自抗扰控制器优化设计方法。针对永磁直线同步电机(PMLSM)系统,设计了速度环和位置环自抗扰控制器,并对一阶自抗扰控制... 针对永磁直线电机伺服系统存在纹波推力扰动、负载扰动、摩擦力扰动和其他不确定性扰动,文章提出了一种双闭环改进型自抗扰控制器优化设计方法。针对永磁直线同步电机(PMLSM)系统,设计了速度环和位置环自抗扰控制器,并对一阶自抗扰控制器(ADRC)进行了优化,在保证控制器性能的前提下,省略掉ADRC模型中的非线性跟踪微分器(TD)环节,同时为有效降低模型复杂程度,减小算法计算量,采用线性比例调节代替非线性状态反馈控制律(NLSEF),实现了永磁直线同步电机的改进型双闭环自抗扰控制。仿真结果表明,该自抗扰控制器能够很好的解决强耦合和非线性问题,能够提高系统的响应速度,减小稳态误差且无超调,对负载扰动、电机参数变化具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 自抗扰控制器 数控机床 直线伺服系统 抗干扰 扩张状态观测器 双闭环控制 鲁棒性
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交流永磁直线伺服系统的神经网络—滑模双自由度控制 被引量:11
12
作者 孙宜标 郭庆鼎 《电气传动》 北大核心 2002年第1期19-23,共5页
文章针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略。该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾。采用滑模控制方法设计输入控制器 ,保证系统对给定的快... 文章针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统 ,提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略。该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾。采用滑模控制方法设计输入控制器 ,保证系统对给定的快速跟踪性能 ;输出反馈控制器采用神经网络来实现 ,对系统参数变化和阻力扰动 (包括直线电机端部效应引起的推力波动 )进行很大程度的抑制。并可以消除扰动引起的滑模控制抖振对系统稳态性能的影响。同时 ,滑模控制的快速性又能大大加快神经网络的收敛速度。仿真实验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 交流永磁直线伺服系统 神经网络 滑模双自由度控制
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交流直线伺服系统的模糊滑模变结构控制 被引量:4
13
作者 孙宜标 郭庆鼎 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2002年第4期317-321,共5页
针对直接驱动的交流直线伺服系统,提出了一种模糊滑模变结构控制方案.在常规的滑模控制中引入模糊控制,可以有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振,而不牺牲滑模控制系统对参数变化和负载扰动的强鲁棒性.模糊滑模控制策略消除了永磁直线... 针对直接驱动的交流直线伺服系统,提出了一种模糊滑模变结构控制方案.在常规的滑模控制中引入模糊控制,可以有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振,而不牺牲滑模控制系统对参数变化和负载扰动的强鲁棒性.模糊滑模控制策略消除了永磁直线同步电机的端部效应引起的推力波动,大大地提高了伺服系统的定位精度.仿真结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,并具有良好的动、静态性能. 展开更多
关键词 交流直线伺服系统 永磁直线同步电动机 直接驱动 滑模变结构控制 模糊控制
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一种高响应数模混合式直线伺服系统 被引量:1
14
作者 常雪峰 陈幼平 +2 位作者 艾武 杜志强 周祖德 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第24期2600-2603,共4页
为了满足短行程高速往复直线运动中高精度、快响应的要求,提出了一种基于DSP和直线电机的高响应数模混合式直线伺服系统。分析了直流直线电机的数学模型和控制系统,给出了位置闭环复合控制器的设计,实验结果表明伺服系统的性能达到了设... 为了满足短行程高速往复直线运动中高精度、快响应的要求,提出了一种基于DSP和直线电机的高响应数模混合式直线伺服系统。分析了直流直线电机的数学模型和控制系统,给出了位置闭环复合控制器的设计,实验结果表明伺服系统的性能达到了设计要求。 展开更多
关键词 直线伺服系统 直线电机 前馈控制 模糊PID控制
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基于LQR指标的直线伺服系统最优PID控制器设计 被引量:4
15
作者 黄世涛 冯之敬 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2006年第10期33-35,共3页
由音圈电动机驱动的直线伺服系统是实现非圆截面类零件数控车削加工的关键。基于二次型性能指标(LQR)设计了直线伺服系统的最优PID控制器。首先给出了直线伺服系统的双闭环PID控制结构,其次研究了基于二次型性能指标的数字PID参数最优... 由音圈电动机驱动的直线伺服系统是实现非圆截面类零件数控车削加工的关键。基于二次型性能指标(LQR)设计了直线伺服系统的最优PID控制器。首先给出了直线伺服系统的双闭环PID控制结构,其次研究了基于二次型性能指标的数字PID参数最优整定方法,最后通过仿真实验验证了该控制方法的有效性。 展开更多
关键词 PID控制 最优控制 直线伺服系统 非圆加工
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基于神经网络推力观测器的滑模控制在抑制直线伺服系统推力波动中的应用 被引量:4
16
作者 孙宜标 郭庆鼎 《电气传动》 北大核心 2002年第3期18-21,共4页
文章针对直接驱动交流直线伺服系统低速时存在的推力波动问题 ,提出了一种滑模控制方案。通过一种新型的神经网络负载推力观测器和扰动前馈补偿的设计 ,理论分析表明可有效地削弱推力波动及滑模控制产生的抖振。仿真结果证明该方案不但... 文章针对直接驱动交流直线伺服系统低速时存在的推力波动问题 ,提出了一种滑模控制方案。通过一种新型的神经网络负载推力观测器和扰动前馈补偿的设计 ,理论分析表明可有效地削弱推力波动及滑模控制产生的抖振。仿真结果证明该方案不但解决了永磁直线同步机的推力波动问题 ,而且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 神经网络 推力观测器 滑模控制 直线伺服系统 推力波动
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永磁直线伺服系统H_∞鲁棒控制的综合与分析 被引量:3
17
作者 朱国昕 郭庆鼎 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期1-3,共3页
基于鲁棒控制理论对永磁直线伺服系统进行综合与分析,在建立系统状态空间模型的基础上,将直线伺服系统的综合问题归结为标准的H∞控制问题,通过求R iccati不等式的对称正定解得到H∞控制器,以保证系统的鲁棒性;同时,分析了采用H∞控制... 基于鲁棒控制理论对永磁直线伺服系统进行综合与分析,在建立系统状态空间模型的基础上,将直线伺服系统的综合问题归结为标准的H∞控制问题,通过求R iccati不等式的对称正定解得到H∞控制器,以保证系统的鲁棒性;同时,分析了采用H∞控制器的系统性能。仿真实验结果表明,用该方法设计的控制系统具有良好的抑制扰动和跟踪给定效果,满足对高性能直线伺服系统控制的要求。 展开更多
关键词 鲁棒控制 直线伺服系统 H∞控制器
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数控机床直线伺服系统反推滑模控制的研究 被引量:3
18
作者 杨俊友 关丽荣 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2009年第12期45-47,50,共4页
针对高速高精数控机床直线伺服系统,考虑参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响,设计自适应反推滑模控制器(ABSMC)。由系统位置、速度误差建立滑模面,利用反推理论推导出反推滑模控制律。实际应用中不确定确... 针对高速高精数控机床直线伺服系统,考虑参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响,设计自适应反推滑模控制器(ABSMC)。由系统位置、速度误差建立滑模面,利用反推理论推导出反推滑模控制律。实际应用中不确定确界未知,通过设计自适应律修正不确定确界观测值。经分析验证,并与反推滑模控制相比,自适应反推滑模算法在保证系统全局一致渐进稳定情况下,能很好抑制不确定因素对系统性能的影响,对参考指令位置跟踪鲁棒性强,同时抖振得到明显削弱。 展开更多
关键词 数控机床 直线伺服系统 反推滑模控制
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基于干扰观测器的快速刀具直线伺服系统的增量滑模控制 被引量:1
19
作者 周磊 许艺严 +2 位作者 刘新成 万其 林健 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2021年第11期79-83,共5页
针对快速刀具直线伺服系统在实际加工过程中存在参数变化、摩擦力、切削力等不确定性干扰,为提高系统在周期性输入信号作用下的跟踪精度,提出一种基于干扰观测器的增量滑模控制方法。设计干扰观测器对不确定性干扰进行有效估计和抑制,... 针对快速刀具直线伺服系统在实际加工过程中存在参数变化、摩擦力、切削力等不确定性干扰,为提高系统在周期性输入信号作用下的跟踪精度,提出一种基于干扰观测器的增量滑模控制方法。设计干扰观测器对不确定性干扰进行有效估计和抑制,在增量滑模控制中通过将上一时刻控制量叠加到当前控制量中实现增量式控制,从而较好地降低抖振。仿真结果表明:与传统滑模控制方法相比,采用基于干扰观测器的增量滑模控制方法有效解决了快速刀具直线伺服系统在周期性干扰作用下的跟踪问题,提高了系统的跟踪精度和抗干扰性能。 展开更多
关键词 快速刀具直线伺服系统 干扰观测器 增量滑模控制 跟踪精度 抗干扰性能
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永磁直线伺服系统的l_1速度控制器设计 被引量:1
20
作者 孙宜标 孙晓雨 +1 位作者 董婷 夏加宽 《组合机床与自动化加工技术》 2008年第10期48-51,共4页
永磁直线伺服系统具有高速、高响应和直接驱动等优点,但负载扰动及系统参数变化会降低系统的伺服性能,为了削弱上述不确定性因素的影响,采用l1控制方法设计速度控制器。基于直线电机离散模型,利用youla参数化法将l1速度控制器设计转化... 永磁直线伺服系统具有高速、高响应和直接驱动等优点,但负载扰动及系统参数变化会降低系统的伺服性能,为了削弱上述不确定性因素的影响,采用l1控制方法设计速度控制器。基于直线电机离散模型,利用youla参数化法将l1速度控制器设计转化为匹配模型最优控制器Q的设计。从给定的控制器阶数出发,将无限维的l1问题转化为有限维的线性规划问题。仿真结果表明,该控制策略不仅具有良好的快速跟踪性能,而且对系统参数变化和外部扰动具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁直线伺服系统 l1控制 给定阶控制器 匹配模型
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