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交流永磁直线伺服系统的滑模双自由度控制研究
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作者 孙宜标 关新 +2 位作者 郭庆鼎 戴朝辉 田志勇 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2001年第6期471-474,共4页
针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统,提出一种将线性双自由度控制与非线性滑模控制相结合的鲁棒控制策略.内环采用的双自由度控制结构可使扰动得到很大程度的抑制,但还存在余差.外环采用的滑模控制保证了系统的快速跟踪性能,并可以消... 针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统,提出一种将线性双自由度控制与非线性滑模控制相结合的鲁棒控制策略.内环采用的双自由度控制结构可使扰动得到很大程度的抑制,但还存在余差.外环采用的滑模控制保证了系统的快速跟踪性能,并可以消除内环的余差,使系统具有更强的鲁棒性.同时,双自由度控制中的反馈控制器又能削弱滑模控制的抖振,保证了系统的稳态性能.仿真实验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, 展开更多
关键词 滑模控制 双自由度控制 直接驱动 交流永磁直线伺服系统 鲁棒性
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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 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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基于迭代学习与小波滤波器的永磁直线伺服系统扰动抑制 被引量:19
3
作者 杨俊友 刘永恒 +2 位作者 白殿春 杨康 于吉帅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期87-92,共6页
针对迭代学习控制(ILC)算法抑制永磁直线同步电机(PMLSM)周期性扰动时存在非周期分量影响问题,提出一种迭代学习控制算法与小波滤波器相结合的扰动抑制方法。通过重构输入误差信号,剔除非周期分量,从而使设计的PMLSM伺服系统迭代学习控... 针对迭代学习控制(ILC)算法抑制永磁直线同步电机(PMLSM)周期性扰动时存在非周期分量影响问题,提出一种迭代学习控制算法与小波滤波器相结合的扰动抑制方法。通过重构输入误差信号,剔除非周期分量,从而使设计的PMLSM伺服系统迭代学习控制器快速收敛,减少了迭代次数。提出通过实验确定ILC中L形滤波器参数的方法。实验结果表明,与不带小波滤波器及传统PID比较,所提出的控制方法能够使系统的跟踪效果更好,且保证了在较少迭代次数下,被控系统的输出轨迹能精确地收敛到期望轨迹。 展开更多
关键词 直线同步电机 小波滤波器 迭代学习控制 扰动抑制 伺服系统
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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 交流伺服系统 免疫反馈 模糊推理
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交流永磁同步电机伺服系统的线性化控制 被引量:64
5
作者 张涛 蒋静坪 张国宏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期40-43,共4页
提出了交流伺服系统自适应反馈线性化的控制方案 ,通过将在线估计的参数应用于坐标变换和非线性状态反馈 ,达到了线性化控制的目的 ;讨论了增强参数收敛性问题。
关键词 交流同步电机 伺服系统 线性化控制 计算机仿真
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永磁直线同步伺服系统采用神经网络实现的实时IP位置控制器的在线设计 被引量:12
6
作者 郭庆鼎 周悦 郭威 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 1999年第6期1-4,共4页
针对永磁直线同步电机PMLSM 伺服系统中的诸多不确定性问题, 提出了采用神经网络来实现实时积分- 比例IP 位置控制器的在线设计。本文所提出的神经网络结构合理、简单,权值具有明确物理意义和可以在线快速调整的特点, 以便... 针对永磁直线同步电机PMLSM 伺服系统中的诸多不确定性问题, 提出了采用神经网络来实现实时积分- 比例IP 位置控制器的在线设计。本文所提出的神经网络结构合理、简单,权值具有明确物理意义和可以在线快速调整的特点, 以便进行实时控制。用由递推最小二乘估计器RLS和负载扰动力观测器构成的估计器来估计动子质量、粘滞摩擦系数和负载扰动力。将观测的负载扰动力前馈, 进一步增强系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 直线电机 伺服系统 神经网络 IP位置控制器
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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
7
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 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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交流永磁伺服系统控制策略研究 被引量:25
8
作者 陈荣 严仰光 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期205-208,236,共5页
电机控制方法主要有矢量控制和直接转矩控制两种控制方法。在系统控制结构、控制方法对系统硬件的要求、系统的控制性能等方面对两种控制方法做比较分析。结果表明,直接转矩控制方法对系统控制的硬件要求较高、低速性能较差、电机调速... 电机控制方法主要有矢量控制和直接转矩控制两种控制方法。在系统控制结构、控制方法对系统硬件的要求、系统的控制性能等方面对两种控制方法做比较分析。结果表明,直接转矩控制方法对系统控制的硬件要求较高、低速性能较差、电机调速范围较窄,适用于速度变动范围不宽的调速系统。而使用矢量控制方法时,系统调速范围较宽,低速性能良好。根据永磁同步电机的自身特点,只有选择矢量控制方法才能满足交流永磁同步伺服系统的控制要求。 展开更多
关键词 同步电动机 交流伺服系统 控制策略 矢量控制 直接转矩控制 电机控制
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自适应神经元实现的直线永磁同步电机伺服系统的预见前馈补偿 被引量:9
9
作者 郭威 周悦 郭庆鼎 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第20期1718-1721,共4页
介绍了高精度微进给直线永磁同步电机伺服系统的 IP位置控制 ,提出了对该系统的最优预见前馈补偿 ,以提高系统的跟踪性能。为了能适应系统参数的变化 ,采用自适应神经元来实现预见前馈补偿。自适应神经元的输入向量为预见步数 ,权值为... 介绍了高精度微进给直线永磁同步电机伺服系统的 IP位置控制 ,提出了对该系统的最优预见前馈补偿 ,以提高系统的跟踪性能。为了能适应系统参数的变化 ,采用自适应神经元来实现预见前馈补偿。自适应神经元的输入向量为预见步数 ,权值为预见前馈系数 ,权值具有明确的物理意义 ,而且权的初始值不是随机数 ,而是系统在额定情况下算出的预见前馈系数 ,从而加快了神经元的调整速度 ,提高了系统的跟踪能力。 展开更多
关键词 伺服系统 直线同步电机 预见前馈补偿 IP位置控制器 自适应神经元
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永磁交流伺服系统转动惯量辨识方法 被引量:14
10
作者 韩亚荣 邱鑫 朱德明 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2013年第3期36-40,80,共6页
永磁交流伺服系统中具有不同转动惯量的负载,对系统的动态性能有着显著影响。在提高系统动态抗扰能力研究过程中,转动惯量辨识为首要解决问题。本文在对传统方法研究基础上,提出两种分别基于加减速法和二分法的新型转动惯量辨识方法。... 永磁交流伺服系统中具有不同转动惯量的负载,对系统的动态性能有着显著影响。在提高系统动态抗扰能力研究过程中,转动惯量辨识为首要解决问题。本文在对传统方法研究基础上,提出两种分别基于加减速法和二分法的新型转动惯量辨识方法。其中改进加减速法将传统方法微型化,使得电机可以在微震运行状态下进行惯量辨识;二分法利用转矩和转动惯量之间的联系,对转动惯量进行二分法快速查找。基于实验平台,对传统方法和新型方法进行实验验证,研究各方法可行性,并给出各自优缺点和适用场合。 展开更多
关键词 交流伺服系统 转动惯量辨识 加减速法 模型参考自适应辨识 二分法
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永磁直线伺服系统专家自适应PID控制的研究 被引量:9
11
作者 林健 汪木兰 +1 位作者 左健民 宋丽蓉 《现代制造工程》 CSCD 2008年第1期48-50,100,共4页
研究专家自适应比例积分微分(PID)控制器在直线电动机伺服系统中的应用,并利用MATLAB/Simulink平台进行数字仿真。结果表明,与常规PID控制相比,提出的控制器提高了直线电动机伺服系统的静态和动态性能,使电动机在负载发生改变时的转速... 研究专家自适应比例积分微分(PID)控制器在直线电动机伺服系统中的应用,并利用MATLAB/Simulink平台进行数字仿真。结果表明,与常规PID控制相比,提出的控制器提高了直线电动机伺服系统的静态和动态性能,使电动机在负载发生改变时的转速超调量减小,且转速更快地趋于稳定,是一种控制思想简洁、硬件实现方便的闭环控制调节方案。 展开更多
关键词 直线伺服电动机 伺服系统 专家自适应PID控制
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永磁交流同步直线电机位置伺服控制系统设计 被引量:36
12
作者 李庆雷 王先逵 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期577-581,共5页
分析了永磁交流同步直线电机的数学模型和控制要求 ,对 4种典型的位置控制器进行了比较研究 ,对扰动观测器的结构进行了改进和参数调整。在此基础上 ,提出基于扰动观测器的加速度反馈位置伺服控制系统。理论分析和仿真实验证明 ,此控制... 分析了永磁交流同步直线电机的数学模型和控制要求 ,对 4种典型的位置控制器进行了比较研究 ,对扰动观测器的结构进行了改进和参数调整。在此基础上 ,提出基于扰动观测器的加速度反馈位置伺服控制系统。理论分析和仿真实验证明 ,此控制系统适于永磁交流同步直线电机的控制。 展开更多
关键词 交流同步直线电机 位置伺服控制系统 位置控制器 扰动观测器
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基于全局非线性积分滑模的永磁交流伺服系统研究 被引量:6
13
作者 张立伟 魏维 +2 位作者 张超 刘辉 修三木 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第16期3917-3924,共8页
永磁交流伺服系统是一个强耦合、多变量、非线性的系统,滑模控制已经逐步应用于交流伺服系统中。针对滑模控制中存在的收敛速度慢,未达到滑模面前鲁棒性差等缺点,结合趋近律设计了一种具有全局鲁棒特性的以非线性积分滑模面为基础的转... 永磁交流伺服系统是一个强耦合、多变量、非线性的系统,滑模控制已经逐步应用于交流伺服系统中。针对滑模控制中存在的收敛速度慢,未达到滑模面前鲁棒性差等缺点,结合趋近律设计了一种具有全局鲁棒特性的以非线性积分滑模面为基础的转速控制器。所设计的控制器因为包含了非线性积分函数,使得在尽量小的超调量下增加了系统的响应速度,观测器的引入使系统具备了一定的抗扰动能力。通过仿真证明了所设计控制器的正确性和有效性,实验结果进一步证实该控制器使系统具有较好的伺服性能。 展开更多
关键词 交流伺服系统 非线性积分 全程滑模 转速控制器
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一种基于电感测量的永磁交流伺服系统位置检测新方法 被引量:3
14
作者 吴凯 郭宏 汪国梁 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第6期22-25,共4页
研究了一种永磁交流伺服系统的新型位置检测方法.该系统没有安装附加的位置传感器,而是采用了一种特殊的永磁交流伺服电机,在其内部装有4个位置传感线圈,通过检测传感线圈的电感量就可以得到以模拟量表示的转子位置角.将此模拟位... 研究了一种永磁交流伺服系统的新型位置检测方法.该系统没有安装附加的位置传感器,而是采用了一种特殊的永磁交流伺服电机,在其内部装有4个位置传感线圈,通过检测传感线圈的电感量就可以得到以模拟量表示的转子位置角.将此模拟位置信号通过由高速A/D、D/A和CPU组成的轴角/数字编码器(RDC)及其它电路,进行八卦限鉴幅、查表和换向分频等处理,就得到了以数字量表示的位置信号及逆变器工作所需的电流参考信号. 展开更多
关键词 交流电机 伺服系统 位置检测 电感测量
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基于迭代学习的永磁直线伺服系统扰动抑制 被引量:7
15
作者 杨俊友 师光洲 白殿春 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2014年第8期59-61,66,共4页
针对具有重复运动特性的永磁直线同步电机(PMLSM)位置伺服系统,提出一种基于迭代学习(ILC)算法优化系统位置输入信号的控制策略。该迭代算法具有级联式结构,可在不改变原直线伺服系统控制算法的前提下,更好地抑制齿槽效应力、端部效应... 针对具有重复运动特性的永磁直线同步电机(PMLSM)位置伺服系统,提出一种基于迭代学习(ILC)算法优化系统位置输入信号的控制策略。该迭代算法具有级联式结构,可在不改变原直线伺服系统控制算法的前提下,更好地抑制齿槽效应力、端部效应力、摩擦力、波纹推力等重复性扰动对系统的影响,且能很好的消除由跟踪滞后造成的位置误差。仿真实验结果表明,与原直线伺服控制方法相比,所提出的迭代学习控制策略能够显著提高PMLSM伺服系统位置跟踪精度和响应速度。 展开更多
关键词 直线同步电机 迭代学习 扰动抑制 伺服系统
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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
16
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 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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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
17
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 同步电机 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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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
18
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 同步电动机 交流伺服系统 单神经元PID 免疫
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高性能全数字永磁交流伺服系统的研究 被引量:2
19
作者 窦汝振 许镇琳 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2003年第9期67-68,共2页
提出了一种基于SVPWM的PMSM定子磁链定向控制方法 ,并在此基础上设计实现了一套基于DSP的全数字永磁交流伺服系统。理论分析和实验研究证明了上述系统具有优良的动静态性能 ,并且在转矩输出、功率因数及装置容量等方面具有良好的综合性... 提出了一种基于SVPWM的PMSM定子磁链定向控制方法 ,并在此基础上设计实现了一套基于DSP的全数字永磁交流伺服系统。理论分析和实验研究证明了上述系统具有优良的动静态性能 ,并且在转矩输出、功率因数及装置容量等方面具有良好的综合性能指标。 展开更多
关键词 数控机床 交流伺服系统 定子 定向控制 SVPWM DSP
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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 直线伺服系统 l1控制 给定阶控制器 匹配模型
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