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一种永磁交流伺服系统速度抗干扰控制算法研究
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作者 刘欢 郝中洋 +1 位作者 张晓敏 王新浩 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2024年第6期47-55,共9页
速度控制器是伺服控制系统中极为重要的一个环节,其性能是衡量整个控制系统的重要因素。在实际工程中,永磁交流伺服系统中往往存在大量的干扰,传统PID控制算法难以取得满意的控制效果。为提高永磁交流伺服系统的抗干扰控制性能,文章设... 速度控制器是伺服控制系统中极为重要的一个环节,其性能是衡量整个控制系统的重要因素。在实际工程中,永磁交流伺服系统中往往存在大量的干扰,传统PID控制算法难以取得满意的控制效果。为提高永磁交流伺服系统的抗干扰控制性能,文章设计了基于扩张状态观测器的速度抗干扰控制算法。首先,设计扩张状态观测器,在对旋转变压器解调的同时,实时准确的估计干扰,并加以前馈补偿。然后,设计非奇异终端滑模控制器,实现了转速的高精度抗扰控制。仿真和实验结果表明,该控制算法的速度控制误差相比传统PID控制器减少了64%以上。因此,该控制算法性能优于传统的PID控制器,在实际工程中可以提高永磁交流伺服系统的抗干扰性能和控制精度。 展开更多
关键词 永磁交流伺服系统 旋转变压器 扩张状态观测器 前馈补偿 抗干扰控制
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永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合振动特性分析 被引量:11
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作者 林利红 陈小安 +1 位作者 周伟 缪莹赟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期48-53,共6页
为了研究永磁交流伺服精密驱动系统中存在的多物理过程、多参量复杂耦合关系,提出了对该系统进行机电耦合振动特性分析的观点。从全局机电耦合的角度,对永磁交流伺服精密驱动系统进行了机电耦合分析,将该系统归纳为三质量两轴系统,建立... 为了研究永磁交流伺服精密驱动系统中存在的多物理过程、多参量复杂耦合关系,提出了对该系统进行机电耦合振动特性分析的观点。从全局机电耦合的角度,对永磁交流伺服精密驱动系统进行了机电耦合分析,将该系统归纳为三质量两轴系统,建立了三质量两轴系统的机电耦合振动数学模型和仿真模型,仿真分析了由于电流调节器参数、阻尼、谐波扰动、间隙以及负载扰动等因素引起的系统机电耦合振动动态过程,并通过实验验证了机电耦合振动仿真模型的正确性。该机电耦合振动特性分析对提高系统的动态性能具有重要的意义。 展开更多
关键词 精密传动 永磁交流伺服精密驱动系统 机电耦合 振动
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稀土永磁电机正进入大发展的新时期 被引量:32
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作者 唐任远 赵清 周挺 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2011年第1期1-8,30,共9页
稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析,列出各自的特点及适用场合,给出其与传... 稀土永磁电机作为节能减排、绿色能源及信息化等领域的发展焦点已成为众人研究的对象.针对永磁风力发电机、超高效永磁同步电动机、交流永磁伺服电动机和特种永磁电机等已研究电机进行介绍和分析,列出各自的特点及适用场合,给出其与传统电机的性能对比结果.由于用户对电机性能的要求日益增高,电机结构日益新颖多样,因此,增加了设计及研究的复杂性.通过多耦合系统、多学科知识的整合,永磁电机的性能得到了进一步的优化,并且将会得到更大的发展. 展开更多
关键词 永磁风力发电机 混合励磁发电机 超高效永磁同步电动机 变频调速永磁电动机 交流永磁伺服电动机 盘式永磁电机 无铁芯永磁电动机 横向磁通永磁电机
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基于遗传整定的永磁交流伺服系统模糊免疫PID控制器 被引量:18
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作者 史婷娜 张典林 +2 位作者 夏长亮 陈炜 万健如 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第7期45-50,共6页
提出了一种基于遗传整定的模糊免疫PID控制器,并将其应用于永磁交流伺服系统之中。该控制方法将生物免疫反馈机理与模糊控制相结合,由一个常规的PID控制器和一个免疫型比例控制器顺序串联实现,其中免疫比例控制器的非线性函数由模糊推... 提出了一种基于遗传整定的模糊免疫PID控制器,并将其应用于永磁交流伺服系统之中。该控制方法将生物免疫反馈机理与模糊控制相结合,由一个常规的PID控制器和一个免疫型比例控制器顺序串联实现,其中免疫比例控制器的非线性函数由模糊推理实现,PID及免疫比例控制器中的参数由遗传算法实现自寻优。利用功能强大的仿真工具Matlab/Simulink对交流伺服系统进行仿真,控制器算法简单,易于实现。结果表明,该控制方法具有响应速度快、鲁棒性强等优点,显著提高了系统性能。 展开更多
关键词 模糊免疫PID 遗传算法 永磁交流伺服系统 免疫反馈 模糊推理
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永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合动力学分析 被引量:5
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作者 林利红 陈小安 +1 位作者 周伟 缪莹赟 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1132-1137,共6页
对永磁交流伺服精密驱动系统进行动力学分析时,必须考虑系统的机电耦合影响。从机电能量转换的角度,根据系统的全局耦合分析和局部耦合分析,建立了该系统全局耦合关系图和永磁同步电动机精密传动装置子系统局部机电耦合关系图,然后采用... 对永磁交流伺服精密驱动系统进行动力学分析时,必须考虑系统的机电耦合影响。从机电能量转换的角度,根据系统的全局耦合分析和局部耦合分析,建立了该系统全局耦合关系图和永磁同步电动机精密传动装置子系统局部机电耦合关系图,然后采用拉格朗日麦克斯韦方程建立了永磁同步电动机精密传动装置子系统的物理模型和数学模型,推导了该子系统的动力学方程,并利用该模型进行了算例分析。结果表明,该模型是正确的,这为该系统的实验研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 精密传动 永磁交流伺服精密驱动系统 机电耦合 动力学
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基于卡尔曼滤波器的交流伺服系统自适应滑模控制 被引量:23
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作者 邓永停 李洪文 +1 位作者 王建立 贾建禄 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期2088-2095,共8页
为了减小负载转矩扰动和系统参数摄动对永磁同步电机控制系统的影响,提出了一种基于卡尔曼滤波器的自适应滑模速度控制器。该控制器由自适应律估计参数摄动项,用卡尔曼滤波器估计外部扰动项。设计了含积分作用的滑模面,以保证电机转速... 为了减小负载转矩扰动和系统参数摄动对永磁同步电机控制系统的影响,提出了一种基于卡尔曼滤波器的自适应滑模速度控制器。该控制器由自适应律估计参数摄动项,用卡尔曼滤波器估计外部扰动项。设计了含积分作用的滑模面,以保证电机转速的无静差跟踪;采用了指数趋近律,以提高趋近速度并削弱抖振。卡尔曼滤波器估计得到的系统外部扰动前馈补偿至控制器的输出,用于有效降低滑模控制器的不连续切换项造成的系统抖振。实验结果显示:跟踪设定的600r/min转速时,控制器稳态转速精度达到±1r/min。电机在以600r/min稳速运行时,设计的控制器在1.6N·m的外部转矩扰动下的最大转速波动比传统PI控制器的转速波动减小了2%。仿真分析和实验数据表明基于卡尔曼滤波器的自适应滑模控制器对交流伺服控制系统具有较强的抗扰动性、鲁棒性以及良好的稳态性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 交流伺服系统 自适应滑模控制 卡尔曼滤波器 转速控制
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基于永磁交流伺服同步驱动的拉床控制系统 被引量:8
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作者 邓雄飞 胡旭东 +2 位作者 鲁文其 刘虎 王玮 《机电工程》 CAS 2014年第1期32-37,共6页
目前国内的拉床多采用液压驱动,针对其存在加工质量(精度和光洁度)不佳、能源浪费和环境污染等的问题,在技术成熟和性能优越的永磁交流伺服系统的基础上,设计了一款基于永磁交流伺服系统同步驱动的拉床系统。首先给出了电伺服同步驱动... 目前国内的拉床多采用液压驱动,针对其存在加工质量(精度和光洁度)不佳、能源浪费和环境污染等的问题,在技术成熟和性能优越的永磁交流伺服系统的基础上,设计了一款基于永磁交流伺服系统同步驱动的拉床系统。首先给出了电伺服同步驱动的立式内拉床的机构图,并对该机构图的性能特点进行了分析。重点阐述了主溜板伺服同步驱动系统、调刀伺服驱动系统和拉床控制系统软件设计方案,并采用共享指令的同步控制策略来确保拉床同步性能。最后,以立式内拉床为对象,在20 t的负载力下进行了试验测试。测试结果表明,设计的基于永磁交流伺服同步驱动的拉床控制系统具有成本低、可行性好、同步性能测试稳定、加工精度高等优点,对国内拉床的发展具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 永磁交流伺服系统 控制系统 立式内拉床 同步驱动 调刀伺服
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大型望远镜交流伺服控制系统综述 被引量:13
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作者 邓永停 李洪文 王建立 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第6期895-908,共14页
本文主要介绍了当前国际上地基大口径望远镜交流伺服控制系统的发展现状,详细论述了望远镜驱动方式的选择、交流永磁同步力矩电机的应用情况、控制系统的硬件组成以及伺服系统的控制策略。讨论了大型望远镜交流伺服控制系统设计的难点... 本文主要介绍了当前国际上地基大口径望远镜交流伺服控制系统的发展现状,详细论述了望远镜驱动方式的选择、交流永磁同步力矩电机的应用情况、控制系统的硬件组成以及伺服系统的控制策略。讨论了大型望远镜交流伺服控制系统设计的难点及未来发展趋势,为大型望远镜交流伺服控制系统的设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 大型望远镜 交流伺服系统 永磁同步力矩电机 综述
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新型200 kN双电机螺旋副直驱式回转头压力机运动学和动力学研究 被引量:7
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作者 贾先 赵升吨 +1 位作者 范淑琴 谭栓斌 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第8期1205-1211,共7页
提出新型200 kN双电机螺旋副直驱式回转头压力机的设计方案,基于两个独立的开关磁通交流伺服电机来直接驱动两个螺母独立运动。分析了该新型压力机工作时的运动学和动力学特性,并论述了其换模工况与冲压工况的工作内涵与设计要点。最后... 提出新型200 kN双电机螺旋副直驱式回转头压力机的设计方案,基于两个独立的开关磁通交流伺服电机来直接驱动两个螺母独立运动。分析了该新型压力机工作时的运动学和动力学特性,并论述了其换模工况与冲压工况的工作内涵与设计要点。最后,建立了该新型压力机主传动系统在完成刻印与冲压两种工艺需求时的动力学和运动学分析模型,以及针对公称压力200 kN的回转头压力机两个开关磁通电机的额定转速与额定转矩的设计计算,并运用MATLAB软件进行仿真模拟,对设计结果进行了工程验证。 展开更多
关键词 回转头压力机 交流伺服 开关磁通永磁同步电机 丝杠螺母副 运动学分析
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仿人机器人一体化关节微小型伺服控制器的研制 被引量:4
10
作者 王宏佳 杨明 +1 位作者 贵献国 徐殿国 《高技术通讯》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期294-298,共5页
对仿人机器人一体化关节驱动的技术要求,基于永磁同步电机(PMSM)的矢量控制原理,从电机驱动、电源系统、电流采样和印刷电路板等方面进行了创新性、微小型化设计,研制出了两种可用于机器人关节驱动的微小型高性能伺服控制器,给出... 对仿人机器人一体化关节驱动的技术要求,基于永磁同步电机(PMSM)的矢量控制原理,从电机驱动、电源系统、电流采样和印刷电路板等方面进行了创新性、微小型化设计,研制出了两种可用于机器人关节驱动的微小型高性能伺服控制器,给出了各部分功能模块的设计方法和解决方案。实验结果表明,所设计的伺服控制器的体积、重量满足微小型化要求,而且控制速度、精度高,具有很强的通用性、可扩展性和可移植性,适用于多种机器人控制,对于微小型驱动控制技术的自主创新及产业化具有重要的理论和实践价值。 展开更多
关键词 一体化关节驱动 微小型伺服控制器 交流伺服系统 永磁同步电机(PMSM) 矢量控制
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永磁同步电机宽范围最大转矩控制 被引量:14
11
作者 赵云 李叶松 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期45-50,共6页
提出一种永磁同步电机新的宽范围弱磁控制策略,根据电机在不同转速段运行时的转矩特性,考虑逆变器的输出电压能力及电机的电流约束条件,以输出最大转矩为目标,分析得出全速范围内的电流矢量控制算法。该方法将全速段分为四个运行区间,... 提出一种永磁同步电机新的宽范围弱磁控制策略,根据电机在不同转速段运行时的转矩特性,考虑逆变器的输出电压能力及电机的电流约束条件,以输出最大转矩为目标,分析得出全速范围内的电流矢量控制算法。该方法将全速段分为四个运行区间,可实现恒转矩运行与弱磁控制的快速平滑过渡,使系统在额定转速以下具有恒转矩输出,在高速运行时实现恒功率特性。仿真及实验结果表明,提出的方法可有效拓宽电机的转速运行范围,具有较快的动态响应性能。 展开更多
关键词 交流永磁同步电机 伺服系统 弱磁控制 最大转矩控制
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永磁直线电动机加速度反馈位置控制系统研究 被引量:7
12
作者 李庆雷 王先逵 石忠东 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2000年第6期27-29,共3页
分析了永磁交流同步直线电动机的数学模型 ,提出了基于扰动观测器的加速度反馈位置伺服控制系统 。
关键词 位置控制系统 扰动观测器 永磁电机 加速度反馈
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永磁同步电机交流伺服系统检测电路 被引量:6
13
作者 凌有铸 刘丙友 《机电工程》 CAS 2007年第6期52-54,共3页
交流伺服系统检测电路由电流、电压、转速及位置检测电路组成。讨论了伺服电机的直流母线电压、电机定子相电流及转速与位置信号的检测电路。从检测电路获取的电流、电压、转速及位置信号为系统的控制提供依据,从而使系统能够获得好的性... 交流伺服系统检测电路由电流、电压、转速及位置检测电路组成。讨论了伺服电机的直流母线电压、电机定子相电流及转速与位置信号的检测电路。从检测电路获取的电流、电压、转速及位置信号为系统的控制提供依据,从而使系统能够获得好的性能,为进一步发展研究提供了依据。 展开更多
关键词 交流伺服 检测电路 永磁同步电机
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基于以太网的嵌入式交流伺服驱动系统实现 被引量:4
14
作者 王方方 易灵芝 +1 位作者 陈海燕 陆启湘 《计算机工程》 CAS CSCD 2012年第13期218-220,227,共4页
针对传统CAN总线、RS232、RS485的传输速度与信号易受干扰等问题,提出用现场可编程门阵列实现永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制方法,完成伺服驱动器和PC机之间的以太网通信。利用可编程片上系统技术搭建系统的硬件模型,在Nios II IDE软... 针对传统CAN总线、RS232、RS485的传输速度与信号易受干扰等问题,提出用现场可编程门阵列实现永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制方法,完成伺服驱动器和PC机之间的以太网通信。利用可编程片上系统技术搭建系统的硬件模型,在Nios II IDE软件开发环境中,实现以太网的驱动程序、电机的控制程序以及开发上位机监控界面。在高精度场合用FPGA控制PMSM,克服DSP受串行指令流限制等不足。实验结果表明,交流伺服驱动器采用以太网和PC机通信,数据传输速度更快,用户通过网络可方便地实现对电机的监控。 展开更多
关键词 永磁同步电机 现场可编程门阵列 嵌入式以太网 交流伺服驱动 TCP IP协议
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采用滑模观测器的交流永磁直线伺服电机无传感器控制 被引量:6
15
作者 刘爱民 郭庆鼎 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2004年第2期164-167,共4页
提出了一种采用滑模观测器的交流永磁直线伺服电机无传感器控制的新方法.利用非速度信息,如:电机的电压、电流及电机本身参数,通过滑模观测器产生控制器所需的速度反馈信息.滑模观测器对包括量测噪声在内的扰动具有强鲁棒性.观测方案保... 提出了一种采用滑模观测器的交流永磁直线伺服电机无传感器控制的新方法.利用非速度信息,如:电机的电压、电流及电机本身参数,通过滑模观测器产生控制器所需的速度反馈信息.滑模观测器对包括量测噪声在内的扰动具有强鲁棒性.观测方案保证了控制的稳定性和稳定精度.整个控制策略由一片DSP(TMS320C25)执行.仿真及实验结果证实了所述控制方法的有效性. 展开更多
关键词 交流直线伺服电机 无传感器控制 滑模观测器
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永磁交流伺服系统参数自学习模糊控制器设计与实现 被引量:4
16
作者 张剑 许镇琳 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期175-178,共4页
为进一步改善永磁交流伺服系统的动静态性能,设计了一种基于单神经元的参数自学习模糊控制器,它在控制规则数与二维控制器相当的基础上,可实现三维模糊控制的效果。模糊推理方法基于相平面,直接输入连续量进行推理,计算量小。引入的单... 为进一步改善永磁交流伺服系统的动静态性能,设计了一种基于单神经元的参数自学习模糊控制器,它在控制规则数与二维控制器相当的基础上,可实现三维模糊控制的效果。模糊推理方法基于相平面,直接输入连续量进行推理,计算量小。引入的单神经元采用改进的BP算法来实现比例因子的在线自学习。该控制器结构及算法简单,易于解析实现,具有通用性。将其用于永磁交流伺服系统,实验结果验证其控制性能较PI算法更佳,提高了系统的性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 永磁交流伺服系统 参数自学习模糊控制器 设计 单神经元 模糊推理
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永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合试验分析 被引量:1
17
作者 林利红 陈小安 周伟 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期22-28,共7页
为了研究永磁交流伺服精密驱动系统多因数耦合下的动态特性,构建了以PMAC多轴运动控制卡为核心,以IPC为支撑平台的永磁交流伺服精密驱动系统的试验体系结构。通过软件原型系统,采集了系统在空载和加载运行状态下的电流、转速和转矩等响... 为了研究永磁交流伺服精密驱动系统多因数耦合下的动态特性,构建了以PMAC多轴运动控制卡为核心,以IPC为支撑平台的永磁交流伺服精密驱动系统的试验体系结构。通过软件原型系统,采集了系统在空载和加载运行状态下的电流、转速和转矩等响应信号,并将物理试验研究与理论分析结果进行了对比,验证了永磁交流伺服精密驱动系统机电耦合分析的正确性。研究内容和结果有助于分析设计参数和机电耦合参数对系统性能指标的影响机理和规律,有利于对永磁交流伺服精密驱动系统进行动态设计。 展开更多
关键词 永磁交流伺服精密驱动系统 机电耦合 精密传动 动力学
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基于TMS320F2812的数字交流伺服驱动器的设计 被引量:3
18
作者 袁秀平 李鹤一 +3 位作者 方祖华 徐宏兵 苏峰 胡世锋 《机床与液压》 北大核心 2009年第9期182-184,共3页
介绍了一种以永磁同步电动机为执行元件的数字交流伺服驱动器的组成和总体设计方案,以及主要控制电路和控制程序的设计。该驱动器采用TMS320F2812为核心设计控制电路,以智能功率模块构成功率主电路,具有结构紧凑、设计简单合理、控制灵... 介绍了一种以永磁同步电动机为执行元件的数字交流伺服驱动器的组成和总体设计方案,以及主要控制电路和控制程序的设计。该驱动器采用TMS320F2812为核心设计控制电路,以智能功率模块构成功率主电路,具有结构紧凑、设计简单合理、控制灵活等特点。 展开更多
关键词 数字信号处理器 数字交流伺服驱动器 永磁同步电动机
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高性能永磁交流伺服系统研究 被引量:4
19
作者 曹晓辉 史云珠 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2009年第8期171-174,共4页
重点介绍了永磁交流伺服系统的控制策略,位置检测和辨识、主电路和驱动技术等关键技术。在研究了其物理方程、转矩方程和等效电路的基础上,提出了永磁同步电机的数学模型。叙述了矢量控制的原理,构建了永磁同步电机交流伺服系统,并对上... 重点介绍了永磁交流伺服系统的控制策略,位置检测和辨识、主电路和驱动技术等关键技术。在研究了其物理方程、转矩方程和等效电路的基础上,提出了永磁同步电机的数学模型。叙述了矢量控制的原理,构建了永磁同步电机交流伺服系统,并对上述电机模型,矢量控制方法及相关硬件设计进行了研究。 展开更多
关键词 交流伺服 永磁同步电机 驱动技术 矢量控制
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免疫单神经元PID控制在永磁交流伺服系统中的应用 被引量:3
20
作者 王科 刘新正 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期76-81,共6页
针对传统PID调节不易在线实时调整参数,难以有效控制复杂和时变系统的不足,以及单神经元PID控制不能实时调整增益、响应慢的缺点,介绍了一种通过免疫反馈机理实现增益自调整的单神经元自适应PID,并将其应用于永磁交流伺服系统.系统转速... 针对传统PID调节不易在线实时调整参数,难以有效控制复杂和时变系统的不足,以及单神经元PID控制不能实时调整增益、响应慢的缺点,介绍了一种通过免疫反馈机理实现增益自调整的单神经元自适应PID,并将其应用于永磁交流伺服系统.系统转速环控制器采用基于单神经元的自适应PID控制算法,实现PID参数的在线实时调整.在单神经元中引入免疫反馈机理,实现增益自调整,提高其响应速度.仿真和实验结果表明,该算法可以在一定程度上增强系统的抗扰动能力,改善系统的速度控制效果,使转速的超调更小、振荡减弱、响应速度加快、稳态误差减小,提高了系统的动态和稳态性能. 展开更多
关键词 永磁同步电动机 交流伺服系统 单神经元PID 免疫
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