一种具有预测功能的抗积分饱和PI速度控制器 被引量：31

1

作者 周华伟 温旭辉 +1 位作者 赵峰 张剑 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期15-21,共7页

在交流调速系统中,当给定大阶跃时,传统PI控制器由于积分饱和原因无法使系统在实现响应快速性的同时满足小超调甚至无超调。为解决该问题,研究了PI控制器和PD控制器,提出一种具有预测功能的抗积分饱和PI速度控制策略。该策略利用PD预测... 在交流调速系统中,当给定大阶跃时,传统PI控制器由于积分饱和原因无法使系统在实现响应快速性的同时满足小超调甚至无超调。为解决该问题,研究了PI控制器和PD控制器,提出一种具有预测功能的抗积分饱和PI速度控制策略。该策略利用PD预测功能,根据其输出值的符号控制PI控制器的积分方向。当误差较大时,PI输出饱和,系统响应速度最快;而当误差较小时,积分器及时退出饱和,系统响应速度以负指数规律衰减至零;最终系统稳定于目标转速。实验结果表明该策略不但具有优良的动态性能,而且保留了传统PI的鲁棒性能和稳态性能。 展开更多

关键词 速度控制 PI控制 PD控制 积分饱和 抗积分饱和 预测控制

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线性自抗扰控制的抗饱和补偿措施 被引量：24

2

作者 周宏 谭文 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1457-1463,共7页

控制输入约束是实际工业过程中普遍存在的现象,然而控制器设计中通常都假设执行机构动态是线性的,因此当执行机构存在约束时,执行机构输出信号与控制器输出信号不一致,使系统的动态性能降低,甚至导致系统不稳定.本文针对线性自抗扰控制(... 控制输入约束是实际工业过程中普遍存在的现象,然而控制器设计中通常都假设执行机构动态是线性的,因此当执行机构存在约束时,执行机构输出信号与控制器输出信号不一致,使系统的动态性能降低,甚至导致系统不稳定.本文针对线性自抗扰控制(linearactive disturbance rejection control,LADRC)执行机构的约束问题,提出两种抗饱和补偿方案,利用LADRC扩张状态观测器估计控制器状态或者控制器输出与执行器输出的误差,从而使LADRC能快速消除饱和.将这两种方法用到含执行机构饱和的一阶惯性加迟延被控对象进行仿真研究,结果表明两种补偿措施下线性自抗扰控制器能得到较好的控制性能.随后本文将LADRC抗饱和思想推广到负荷频率控制系统(load frequency control,LFC)中,仿真表明基于误差补偿的抗饱和方案对于LFC系统更为有效. 展开更多

关键词 线性自抗扰控制 控制输入约束 抗饱和 负荷频率控制 扩张状态观测器

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变结构PI控制器的设计及其在光电跟踪系统中的应用 被引量：13

3

作者 熊皑 范永坤 吴钦章 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1855-1861,共7页

为了给光电跟踪系统提供高性能的伺服控制,基于传统的PI控制器原理,结合变结构的思想,设计了一种变结构PI控制器(VSPI)。介绍了该控制器的工作原理并讨论了设计参数的选择。基于某型号光电跟踪系统,分别对采用了VSPI、抗积分饱和PI控制... 为了给光电跟踪系统提供高性能的伺服控制,基于传统的PI控制器原理,结合变结构的思想,设计了一种变结构PI控制器(VSPI)。介绍了该控制器的工作原理并讨论了设计参数的选择。基于某型号光电跟踪系统,分别对采用了VSPI、抗积分饱和PI控制器(AWPI)和积分分离PI控制器(ISPI)作为位置回路控制器的伺服控制系统进行了仿真和实验。实验结果表明,采用了VSPI的光电跟踪系统基本无超调,上升时间为0.378s,稳定时间为0.488s,跟踪精度为1.26″。该系统结构简单,能实现嵌入式实时控制;与其他两种控制器相比综合性能更好,完全满足光电跟踪系统精度高、响应快的要求。 展开更多

关键词 光电跟踪系统 变结构 PI控制器 抗积分饱和 积分分离 伺服控制

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基于FPGA的直流电机伺服控制系统设计与实现 被引量：10

4

作者 常怡萍 刘琴 杨蕾 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2017年第6期54-58,共5页

为了满足直流电机伺服控制系统实时控制的要求,提高电机跟踪控制的精度,设计了基于单片FPGA的直流电机伺服控制系统.该控制系统采用Nios II内核实现位置环和速度环控制策略,系统的电流环通过并行硬件电路实现.为了减小电机的力矩波动,... 为了满足直流电机伺服控制系统实时控制的要求,提高电机跟踪控制的精度,设计了基于单片FPGA的直流电机伺服控制系统.该控制系统采用Nios II内核实现位置环和速度环控制策略,系统的电流环通过并行硬件电路实现.为了减小电机的力矩波动,设计了基于Anti-Windup策略的PI速度控制器;为了减小系统的超调量和调节时间,位置环采用了超前滞后校正器.仿真和实验结果表明,设计的伺服控制系统具有较好的稳态精度和动态性能,满足系统的设计要求. 展开更多

关键词 FPGA anti-windup Biss 伺服控制

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感应电机直接转矩控制系统的变结构anti-windup控制器 被引量：11

5

作者 张兴华 聂晶 王德明 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期77-81,共5页

针对感应电机直接转矩控制系统转速控制环节的非线性饱和特性,提出了一种变结构an-ti-windup PI速度控制器来提高转速控制性能。该方法结合了条件积分法与反计算法的优点,根据PI控制器的输出是否饱和,对积分状态分别进行控制。当PI控制... 针对感应电机直接转矩控制系统转速控制环节的非线性饱和特性,提出了一种变结构an-ti-windup PI速度控制器来提高转速控制性能。该方法结合了条件积分法与反计算法的优点,根据PI控制器的输出是否饱和,对积分状态分别进行控制。当PI控制器在饱和非线性区运行时,将饱和限幅环节的输入与输出量的差值反馈到积分器的输入端,以减小积分状态的变化速率。使控制器在出现饱和时,能够适时快速地退出饱和区,达到减小转速响应的超调量,加快响应速度的目的。仿真和实验结果表明该控制器能有效抑制系统的积分windup现象,控制性能优于传统的anti-windup PI控制器。 展开更多

关键词 感应电机 饱和非线性 变结构 anti—windup控制 转速调节

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高超声速飞行器的抗饱和切换控制 被引量：10

6

作者 刘田禾 安昊 王常虹 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期329-336,共8页

针对高超声速飞行器动力学模型强非线性及飞行过程中系统参数变化剧烈的问题,提出一种根据飞行包线分区并分别建立独立的子系统的切换系统建模方式和抗饱和切换控制方法。通过缩小子系统模型对应的飞行空域,降低系统线性化以及参数变化... 针对高超声速飞行器动力学模型强非线性及飞行过程中系统参数变化剧烈的问题,提出一种根据飞行包线分区并分别建立独立的子系统的切换系统建模方式和抗饱和切换控制方法。通过缩小子系统模型对应的飞行空域,降低系统线性化以及参数变化带来的影响,使得线性控制理论能够应用于高超声速飞行器的控制器设计当中。考虑到飞行过程中可能会遇到的执行器饱和问题,本文在切换系统模型的基础上,为高超声速飞行器设计了抗饱和切换控制器。仿真算例验证了提出的切换系统模型的优越性及抗饱和控制器的有效性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 切换控制 抗饱和控制 持续驻留时间(PDT)

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一种新型的高性能LED驱动电源设计 被引量：9

7

作者 周园 沈艳霞 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期729-731,共3页

发光二极管(LED)效率高、寿命长、无污染,在照明领域的应用日趋广泛,但伏安特性的非线性和温度敏感性增加了LED的高性能控制的难度。设计了一种新型的LED驱动电源,主电路采用反激(Flyback)变换器,引入单周期控制(OCC)技术和条件作用技... 发光二极管(LED)效率高、寿命长、无污染,在照明领域的应用日趋广泛,但伏安特性的非线性和温度敏感性增加了LED的高性能控制的难度。设计了一种新型的LED驱动电源,主电路采用反激(Flyback)变换器,引入单周期控制(OCC)技术和条件作用技术积分限制抗饱和(Anti-windup)算法分别进行LED的恒压恒流控制,并实现PWM调光功能。仿真结果表明,所设计的电源可有效提高系统的动态品质、稳态精度和抗干扰性能。 展开更多

关键词 发光二极管 单周期控制 反激变换 anti-windup PWM

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基于扰动观测器的伺服控制器设计及仿真研究 被引量：7

8

作者 王军平 陈全世 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第8期1825-1827,共3页

利用扰动观测器减弱系统的量测噪声和外部扰动,利用抗漂移的状态反馈控制器来减弱驱动饱和的影响,将这两种策略综合用于伺服控制器的设计并重点对这种方案进行了仿真对比研究。仿真结果表明基于扰动观测器的伺服系统在扰动及量测噪声不... 利用扰动观测器减弱系统的量测噪声和外部扰动,利用抗漂移的状态反馈控制器来减弱驱动饱和的影响,将这两种策略综合用于伺服控制器的设计并重点对这种方案进行了仿真对比研究。仿真结果表明基于扰动观测器的伺服系统在扰动及量测噪声不大,且系统模型参数变化不大的情况下具有较高的动态性能及较高的跟踪精度并能克服饱和约束的不良影响。 展开更多

关键词 扰动观测器 抗漂移 状态反馈控制 伺服系统

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无刷直流电动机Anti-windup PID控制系统的研究 被引量：7

9

作者 杜明星 胡静 赵刚 《天津理工大学学报》 2008年第6期86-88,共3页

本文首先建立了无刷直流电动机系统的仿真模型,并在此模型的基础上,提出了具有一种抗积分windup现象的变结构PID控制器,即基于Anti-windup的PID控制器.仿真实验结果表明,该控制方法能较好地抑制积分饱和,实现系统的快速、无静差调节.

关键词 无刷直流电动机 anti—windup 控制系统 仿真

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一类饱和不确定非线性系统静态抗饱和控制设计 被引量：8

10

作者 刘胜 周丽明 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期764-768,共5页

研究一类执行器幅值与速率饱和的不确定非线性系统静态抗饱和控制问题.采用线性微分包含的方法处理系统模型中的非线性项.给出了抗饱和补偿器设计方法,该方法能同时保证闭环鲁棒稳定及鲁棒性能.给出了此类非线性系统代数环良定的充要条... 研究一类执行器幅值与速率饱和的不确定非线性系统静态抗饱和控制问题.采用线性微分包含的方法处理系统模型中的非线性项.给出了抗饱和补偿器设计方法,该方法能同时保证闭环鲁棒稳定及鲁棒性能.给出了此类非线性系统代数环良定的充要条件,从而将抗饱和补偿器设计问题转化为线性矩阵不等式约束的凸优化问题.最后通过仿真算例说明了所提出方法的有效性. 展开更多

关键词 幅值与速率饱和 抗饱和控制 线性矩阵不等式 代数环良定性

原文传递

基于Anti-windup PID的四旋翼飞行器姿态控制研究 被引量：6

11

作者 赵玉颖 姜香菊 曾幼涵 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2016年第S2期551-553,563,共4页

针对四旋翼飞行器姿态控制问题,设计一种Anti-windup PID姿态控制器。结合四旋翼飞行器简化的数学模型,在飞行器在垂直速率、俯仰速率、翻滚速率、偏航速率4个独立通道上分别设计了PID控制器和Anti-windup PID控制器。在MATLAB/SIMULIN... 针对四旋翼飞行器姿态控制问题,设计一种Anti-windup PID姿态控制器。结合四旋翼飞行器简化的数学模型,在飞行器在垂直速率、俯仰速率、翻滚速率、偏航速率4个独立通道上分别设计了PID控制器和Anti-windup PID控制器。在MATLAB/SIMULINK环境下,对控制四旋翼飞行器姿态的两种算法进行仿真分析。仿真结果表明,Anti-windup PID控制方法在性能上明显优于PID,对飞行器有良好的控制效果。用Anti-windup PID算法搭建的四旋翼飞行器的物理实验平台更好地验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 PID anti-windup PID 四旋翼飞行器 姿态控制

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刚性机械臂系统的抗饱和神经网络动态面控制 被引量：6

12

作者 姚月琴 王影星 张磊 《机床与液压》 北大核心 2019年第3期27-31,共5页

针对机械臂系统轨迹跟踪控制中存在外界干扰及控制输入受限问题,提出一种抗饱和神经网络动态面控制方法。其中模型中不确定项和外界干扰由径向基函数神经网络补偿,控制输入受限部分由辅助的抗饱和函数解决,完整的系统控制律由动态面控... 针对机械臂系统轨迹跟踪控制中存在外界干扰及控制输入受限问题,提出一种抗饱和神经网络动态面控制方法。其中模型中不确定项和外界干扰由径向基函数神经网络补偿,控制输入受限部分由辅助的抗饱和函数解决,完整的系统控制律由动态面控制方法获得。该控制算法解决了反步法中可能存在的"微分爆炸"现象,避免了滑模控制中存在的"抖振"现象以及自适应控制的鲁棒性受限现象。最后,设计相应的Lyapunov函数证明整个闭环系统的半全局渐进稳定性,仿真结果证实了所设计控制算法的有效性。 展开更多

关键词 机械臂 抗饱和 神经网络 动态面控制

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基于Anti-Windup的感应电机高速区最大转矩提升策略 被引量：5

13

作者 董震 于泳 +2 位作者 王勃 张旭 徐殿国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期899-908,共10页

充分利用直流母线电压是提升感应电机输出转矩的有效途径。传统电压闭环方法在进行电压极限圆拓宽时,必然会出现windup问题,这将导致系统动态响应变差并影响转矩输出。该文提出一种基于Anti-Windup的感应电机高速弱磁最大转矩提升策略,... 充分利用直流母线电压是提升感应电机输出转矩的有效途径。传统电压闭环方法在进行电压极限圆拓宽时,必然会出现windup问题,这将导致系统动态响应变差并影响转矩输出。该文提出一种基于Anti-Windup的感应电机高速弱磁最大转矩提升策略,通过空间矢量脉宽调制算法过调制前后矢量合成的作用时间进行闭环弱磁,运用梯度下降法校正励磁电流给定。在提高直流母线电压利用率的同时,缓解了电流调节器的失控问题。仿真和对比实验结果表明,该文方法实现了最大转矩的提升,加快了电机升速过程。 展开更多

关键词 感应电机 转矩提升 电压拓宽 windup现象 高速弱磁控制

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带宽化调节下的抗扰PID退饱和控制方法

14

作者 聂卓赟 聂方明 +2 位作者 陈一逢 詹瑜坤 罗继亮 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期83-89,共7页

比例–积分–微分(PID)控制的抗饱和设计是一类经典非线性控制问题,理论研究丰富,但工程中广泛使用的仍是积分退饱和这类简易策略.究其原因,现有理论方法过于依赖系统模型和状态空间理论,稳定性条件与调参机制之间关系复杂.本文基于经... 比例–积分–微分(PID)控制的抗饱和设计是一类经典非线性控制问题,理论研究丰富,但工程中广泛使用的仍是积分退饱和这类简易策略.究其原因,现有理论方法过于依赖系统模型和状态空间理论,稳定性条件与调参机制之间关系复杂.本文基于经典退饱和控制结构,首次阐述了“退饱和带宽”概念及退饱和参数调节机理,在此基础上讨论了两类低阶退饱和补偿器的带宽化设计方法.在抗扰PID反馈控制下,结合小增益定理得到退饱和控制的稳定性条件,给出控制参数与退饱和带宽之间的调节关系,实现退饱和控制的带宽化整定.最后,通过数值仿真验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 退饱和控制 退饱和带宽 抗扰PID

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不同控制规律的双闭环直流电机速度控制比较研究 被引量：3

15

作者 张海明 妥杏娃 《微特电机》 北大核心 2016年第11期70-72,76,共4页

双闭环直流调速系统广泛应用于工业控制领域,本文研究了双闭环直流调速系统的速度调节器在使用普通PI,模糊自适应PI、Anti-Windup PI和模糊控制等方法的控制性能,通过在MATLAB/Simulink平台仿真试验,不同控制算法在电机起动、抗负载扰... 双闭环直流调速系统广泛应用于工业控制领域,本文研究了双闭环直流调速系统的速度调节器在使用普通PI,模糊自适应PI、Anti-Windup PI和模糊控制等方法的控制性能,通过在MATLAB/Simulink平台仿真试验,不同控制算法在电机起动、抗负载扰动和抗电网电压扰动等性能的特点进行了对比研究。 展开更多

关键词 直流电动机 模糊控制 模糊自适应PI控制 anti-windup控制

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新能源汽车电静液制动系统抗饱和反演控制 被引量：4

16

作者 符晓刚 邱伟 杨开 《计算机测量与控制》 2019年第1期71-75,80,共6页

对电静液制动系统存在的未知非线性及参数时变特点,提出一种控制输入受限条件下的反演控制策略;建立电静液作动器的状态空间模型并表达为严格反馈形式,将建模误差及未建模动态视为未知干扰,结合反演步骤设计参数自适应律,实时估计未知扰... 对电静液制动系统存在的未知非线性及参数时变特点,提出一种控制输入受限条件下的反演控制策略;建立电静液作动器的状态空间模型并表达为严格反馈形式,将建模误差及未建模动态视为未知干扰,结合反演步骤设计参数自适应律,实时估计未知扰动;设计抗饱和补偿器,将控制器输出与被控对象输入信号之差作为抗饱和补偿器的输入,构成反馈回路消除饱和现象;应用Lyapunov方法证明闭环系统的渐近稳定性,闭环系统信号一致有界,压力跟踪误差可通过改变补偿器的参数进行调节;仿真及试验结果表明,所提控制方法具有较强的自适应能力,与传统反演方法相比,鲁棒性和控制性能得到显著提高。 展开更多

关键词 电静液作动器 制动系统 压力伺服控制 自适应反演控制 抗饱和控制

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表贴式永磁同步电机的抗饱和弱磁控制研究 被引量：3

17

作者 杨立永 付严伟 《电气传动》 北大核心 2013年第2期27-30,共4页

在阐述了永磁同步电机弱磁升速基本原理的基础上,介绍了弱磁控制时所出现的电压和电流限制问题。针对转子表贴式永磁同步电机,采用了一种新型抗积分饱和策略对电流环进行控制,在抗积分饱和的同时实现了弱磁控制。该策略仅仅涉及软件上... 在阐述了永磁同步电机弱磁升速基本原理的基础上,介绍了弱磁控制时所出现的电压和电流限制问题。针对转子表贴式永磁同步电机,采用了一种新型抗积分饱和策略对电流环进行控制,在抗积分饱和的同时实现了弱磁控制。该策略仅仅涉及软件上的变动,并不需要额外的硬件,具有易于实现的优点。由于该策略充分利用了母线电压,因此在同样的电压限制和电流限制条件下,可使永磁同步电机比传统的控制策略能够产生更大的输出转矩,Matlab仿真及实验结果验证了该弱磁控制方法的有效性。 展开更多

关键词 表贴式永磁同步电机 弱磁控制 抗积分饱和 矢量控制

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基于抗积分饱和速度调节器的TSMC-PMSM矢量控制 被引量：2

18

作者 魏萍 古云峰 《电测与仪表》 北大核心 2015年第3期74-78,共5页

研究了双级矩阵变换器驱动的永磁同步电机(TSMC-PMSM)矢量控制系统。针对传统的PID速度调节器会产生积分windup现象,使系统产生超调和振荡问题,提出了基于抗积分饱和(anti-windup)速度调节器的TSMC-PMSM矢量控制方法。anti-windup控制... 研究了双级矩阵变换器驱动的永磁同步电机(TSMC-PMSM)矢量控制系统。针对传统的PID速度调节器会产生积分windup现象,使系统产生超调和振荡问题,提出了基于抗积分饱和(anti-windup)速度调节器的TSMC-PMSM矢量控制方法。anti-windup控制策略能使速度调节器出现饱和时,快速退出饱和区。仿真结果表明,抗积分饱和速度调节器能有效抑制windup现象,减小系统的超调量,提高整个控制系统的稳定性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 双级矩阵变换器 anti-windup速度控制器 矢量控制

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一类饱和非线性系统抗饱和控制器设计 被引量：3

19

作者 王乃洲 裴海龙 汤勇 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期2225-2232,共8页

针对一类饱和非线性系统研究抗饱和控制器综合问题.基于线性分式表示技术(LFR),该类非线性系统可转化为带有满足扇形区间不等式条件的非线性函数及额外线性分式约束的饱和线性系统.基于二次Lyapunov方程并利用广义扇形区间不等式条件处... 针对一类饱和非线性系统研究抗饱和控制器综合问题.基于线性分式表示技术(LFR),该类非线性系统可转化为带有满足扇形区间不等式条件的非线性函数及额外线性分式约束的饱和线性系统.基于二次Lyapunov方程并利用广义扇形区间不等式条件处理饱和非线性项,提出了基于LMI条件的非线性抗饱和控制器综合方法.数值仿真验证了所提出方法的有效性. 展开更多

关键词 抗饱和控制 非线性系统 吸引域 线性矩阵不等式

原文传递

基于条件技术的三自由度内模控制抗饱和设计 被引量：3

20

作者 李海霞 李钟慎 《福州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第S1期73-77,共5页

在研究二自由度内模控制具有抗饱和功能的基础上,提出了三自由度内模控制抗饱和框架.详细阐述了3个控制器的设计步骤,并分析了系统的渐近稳定性.Q1(s)和Q2(s)采用传统的内模控制原理设计,Q3(s)采用条件作用技术设计.通过Popov稳定性判... 在研究二自由度内模控制具有抗饱和功能的基础上,提出了三自由度内模控制抗饱和框架.详细阐述了3个控制器的设计步骤,并分析了系统的渐近稳定性.Q1(s)和Q2(s)采用传统的内模控制原理设计,Q3(s)采用条件作用技术设计.通过Popov稳定性判据证明了系统的渐近稳定性.经仿真表明,三自由度内模控制抗饱和结构具有抗饱和、参考跟踪和抗干扰的功能. 展开更多

关键词 抗饱和 内模控制 三自由度 条件技术

原文传递