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永磁同步电动机伺服系统研究现状及应用前景 被引量：65
1
作者 李烨 严欣平 《微电机》 2001年第4期30-33,共4页
电伺服系统作为现代工业生产设备的重要驱动源之一 ,是工厂自动化不可缺少的基础技术。随着现代工业的快速发展 ,对现代电伺服系统提出了越来越高的要求。文中在简要剖析电伺服系统发展过程及其趋势的基础上 ,提出发展高性能永磁同步电... 电伺服系统作为现代工业生产设备的重要驱动源之一 ,是工厂自动化不可缺少的基础技术。随着现代工业的快速发展 ,对现代电伺服系统提出了越来越高的要求。文中在简要剖析电伺服系统发展过程及其趋势的基础上 ,提出发展高性能永磁同步电动机 (简称 PMSM)伺服系统的重要意义及其亟待解决的几个问题 ;并就高性能PMSM伺服系统的研究现状作了综述 ; 展开更多
关键词 伺服系统 永磁同步电动机 PID控制 PMSM
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永磁同步电机改进电流预测控制 被引量：97
2
作者 王伟华 肖曦 丁有爽 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期50-55,共6页
高性能永磁同步电机伺服系统要求有快速响应的电流内环以保证系统的高动态性能。传统PI调节器容易出现超调及振荡调整过程,应用场合受到限制。传统的预测控制策略可实现快速的动态响应同时避免超调,但依赖被控对象的精确数学模型。本文... 高性能永磁同步电机伺服系统要求有快速响应的电流内环以保证系统的高动态性能。传统PI调节器容易出现超调及振荡调整过程,应用场合受到限制。传统的预测控制策略可实现快速的动态响应同时避免超调,但依赖被控对象的精确数学模型。本文提出了一种改进的永磁同步电机电流环预测控制方法,利用相邻周期的两个预测模型相减来消除恒定项,实现对电流的闭环控制。相对于传统预测控制,改进方法仅使用一个电机参数,有效降低了对模型参数准确性的依赖,同时闭环结构可避免出现稳态误差。相对于PI调节器,改进方法在实现对电流指令快速跟踪的同时可避免超调和振荡调整过程,动态控制性能更优。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 伺服系统 预测控制 PI调节器
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基于自抗扰控制器的永磁同步电机位置伺服系统 被引量：82
3
作者 孙凯 许镇琳 +2 位作者 盖廓 邹积勇 窦汝振 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第15期43-46,共4页
设计了一种新颖的基于自抗扰控制器的永磁同步电动机位置伺服系统。该系统通过跟踪-微分器为给定位置信号提供一个过渡过程,克服了系统响应速度和超调之间的矛盾,使得系统响应快且没有超调;通过扩展状态观测器将系统的负载、转动惯量和... 设计了一种新颖的基于自抗扰控制器的永磁同步电动机位置伺服系统。该系统通过跟踪-微分器为给定位置信号提供一个过渡过程,克服了系统响应速度和超调之间的矛盾,使得系统响应快且没有超调;通过扩展状态观测器将系统的负载、转动惯量和定子电阻等参数变化带来的扰动观测出来并加以补偿,提高了系统的抗干扰能力;通过非线性状态误差反馈律实现了“小误差大增益,大误差小增益”的非线性控制,提高了控制精度。仿真结果表明,该系统具有响应快、无超调、稳态精度高的特点,对负载、转动惯量和定子电阻的变化具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 伺服系统 位置控制器 自抗扰控制器 负载扰动 定子电阻 转动惯量
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永磁同步电机高动态响应电流控制方法研究 被引量：59
4
作者 王伟华 肖曦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第21期117-123,200,共7页
高性能永磁同步电机伺服控制系统要求有快速响应的电流内环,以保证系统的高动态性能。常用的PI调节器调节时间长,且容易出现超调,基本预测控制响应快,但对模型参数的准确性要求高。为此,提出了一种改进的预测控制方法和占空比更新策略... 高性能永磁同步电机伺服控制系统要求有快速响应的电流内环,以保证系统的高动态性能。常用的PI调节器调节时间长,且容易出现超调,基本预测控制响应快,但对模型参数的准确性要求高。为此,提出了一种改进的预测控制方法和占空比更新策略。转矩电流环采用并联积分器的改进预测控制方法,励磁电流环采用PI控制。改进的占空比更新策略可使电流控制延时缩短至1.5个控制周期,改进的预测控制方法可以有效降低对参数准确性的依赖。仿真和实验表明,相对于基本预测控制方法和PI控制方法,所提方案可缩短控制延时,降低系统参数敏感性,提高电流环动态性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 伺服系统 参数敏感性分析 预测控制
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永磁交流伺服系统机械谐振成因及其抑制 被引量：58
5
作者 杨明 胡浩 徐殿国 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期79-84,共6页
永磁交流伺服系统中机械传动装置的刚度有限,传动装置的弹性会在系统中引发机械谐振。针对典型伺服驱动系统中的机械传动装置,建立了电机-负载双惯量模型,通过理论分析阐明机械谐振形成的原理,并建立起关键参数与谐振现象的定量关系。... 永磁交流伺服系统中机械传动装置的刚度有限,传动装置的弹性会在系统中引发机械谐振。针对典型伺服驱动系统中的机械传动装置,建立了电机-负载双惯量模型,通过理论分析阐明机械谐振形成的原理,并建立起关键参数与谐振现象的定量关系。通过仿真分析了弹性传动装置对伺服驱动系统性能的影响,并研究了使用陷波滤波器抑制机械谐振的控制效果。仿真结果验证了机械谐振特性理论分析的正确性,同时也验证了陷波滤波器的有效性及局限性。陷波滤波器在对机械谐振产生抑制的同时,还会在系统中引入两个不同频率的谐振,进而无法完全消除谐振的影响。 展开更多
关键词 伺服驱动系统 双惯量系统 扭转振荡 谐振抑制 陷波滤波器
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基于模糊自抗扰控制器的永磁同步电动机伺服系统 被引量：48
6
作者 黄庆 黄守道 +3 位作者 伍倩倩 李孟秋 黄科元 匡江传 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期294-301,共8页
针对永磁同步电机伺服系统要求高精度、快速响应及稳态性能好等问题,该文设计了一种新型永磁同步电动机模糊自抗扰位置伺服控制系统。首先,根据自抗扰与模糊控制原理,设计了模糊自抗扰控制器;其次,通过对位置速度环控制器的改进,使得在... 针对永磁同步电机伺服系统要求高精度、快速响应及稳态性能好等问题,该文设计了一种新型永磁同步电动机模糊自抗扰位置伺服控制系统。首先,根据自抗扰与模糊控制原理,设计了模糊自抗扰控制器;其次,通过对位置速度环控制器的改进,使得在保持原自抗扰控制器特点的同时减少了可调参数,改善了系统控制性能,并在此基础上,对交轴输出方程进行分析,提出了一种新的位置环模糊自抗扰控制方案,在保证系统动态性能的同时,提高了抗负载扰动的能力;最后,通过仿真和实验验证,改进后的系统具有响应速度快、无超调、控制精度高的特点,对负载及系统内部参数变化具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 伺服系统 位置环 模糊控制 自抗扰控制器
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基于负载观测的伺服系统抗扰研究 被引量：40
7
作者 陈荣 邓智泉 严仰光 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期103-108,共6页
当负载变化时,按线性二次型状态反馈(LQSF)所设计的最优闭环控制系统是有静差的,为了减小和消除扰动静差,文中引入负载观测器实施对扰动负载的观测,并将其引入到电流调节器的输入端,作为速度调节器前馈补偿的控制输入,从而使系统具有优... 当负载变化时,按线性二次型状态反馈(LQSF)所设计的最优闭环控制系统是有静差的,为了减小和消除扰动静差,文中引入负载观测器实施对扰动负载的观测,并将其引入到电流调节器的输入端,作为速度调节器前馈补偿的控制输入,从而使系统具有优良的抗扰性能。文中给出了伺服系统负载观测的存在条件,负载观测器的构成方法,并在有或无负载观测结果参与控制的情况下,对实际系统做对比研究。系统的仿真和实验均证实了负载观测器参与系统控制的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 数学模型 负载观测 伺服系统 最优闭环控制系统 抗扰性能
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全数字交流永磁同步电机伺服系统设计 被引量：18
8
作者 李叶松 宋宝 秦忆 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2002年第3期26-28,共3页
介绍了一种全数字交流永磁同步电机伺服系统的软硬件组成及设计方案 ,系统采用数字信号处理器(DSP)ADMC4 0 1、单片机 89C5 2和FPGA组成核心控制电路 ,以智能功率模块构成主电路 ,具有通用紧凑的系统结构。实验及应用结果表明 ,该系统... 介绍了一种全数字交流永磁同步电机伺服系统的软硬件组成及设计方案 ,系统采用数字信号处理器(DSP)ADMC4 0 1、单片机 89C5 2和FPGA组成核心控制电路 ,以智能功率模块构成主电路 ,具有通用紧凑的系统结构。实验及应用结果表明 ,该系统设计合理 。 展开更多
关键词 永磁电机 伺服系统/数字信号处理器 智能功率模块
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LuGre摩擦模型对伺服系统的影响与补偿 被引量：42
9
作者 周金柱 段宝岩 黄进 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期990-994,共5页
摩擦是影响伺服系统性能的一个主要因素.为了研究摩擦的影响与补偿,本文首先建立了基于动态LuGre摩擦的机电伺服系统模型.根据LuGre模型,构造了一个非线性观测器来估计摩擦力矩.然后,积分反步自适应控制算法被设计从而实现了摩擦补偿和... 摩擦是影响伺服系统性能的一个主要因素.为了研究摩擦的影响与补偿,本文首先建立了基于动态LuGre摩擦的机电伺服系统模型.根据LuGre模型,构造了一个非线性观测器来估计摩擦力矩.然后,积分反步自适应控制算法被设计从而实现了摩擦补偿和负载扰动估计,并使用Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性.仿真结果表明:LuGre摩擦会对伺服系统产生极限环振荡以及低速爬行的影响,并且提出的补偿方法能够降低摩擦对伺服系统性能的影响以及提高了系统的跟踪精度和鲁棒性. 展开更多
关键词 LuGre摩擦模型 摩擦补偿 积分反步自适应控制 伺服系统
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光电跟踪系统自抗扰伺服控制器的设计 被引量：45
10
作者 邱晓波 窦丽华 +1 位作者 单东升 周伟科 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期220-226,共7页
考虑系统扰动对光电跟踪伺服系统精度的影响,提出了采用自抗扰的控制方案,并分析了实现自抗扰的工作原理。对某型光电跟踪系统进行了结构分析,将目标运动速度视为外部扰动,系统内部参数摄动视为内部扰动,采用扩张状态观测器从系统响应... 考虑系统扰动对光电跟踪伺服系统精度的影响,提出了采用自抗扰的控制方案,并分析了实现自抗扰的工作原理。对某型光电跟踪系统进行了结构分析,将目标运动速度视为外部扰动,系统内部参数摄动视为内部扰动,采用扩张状态观测器从系统响应的输入、输出信号中估计出扰动,并进一步用跟踪微分器提取扰动的一阶导数来提高对扰动的估计精度,以最大程度地补偿扰动。实验结果表明,在载体扰动下,跟踪最大角速度为40mrad/s,最大角加速度为8mrad/s2,机动目标的误差<0.1mrad,且响应速度快,超调<10%。该方案结构简单,控制鲁棒性强;无需额外的传感器对目标运动进行测量、滤波和预测,即可有效提高系统高精度捕获、跟踪快速机动目标的能力。 展开更多
关键词 光电跟踪 伺服系统 自抗扰控制器
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基于自适应陷波滤波器的在线机械谐振抑制 被引量：45
11
作者 杨明 郝亮 徐殿国 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期63-69,共7页
针对不断拓展的伺服系统带宽将会超过系统固有机械谐振频率而引发机械谐振,克服原本被忽略的弹性部件的影响以提高伺服系统性能,采用自适应陷波滤波器进行在线机械谐振抑制.首先对双惯量弹性负载模型进行理论分析,解释及验证了机械谐振... 针对不断拓展的伺服系统带宽将会超过系统固有机械谐振频率而引发机械谐振,克服原本被忽略的弹性部件的影响以提高伺服系统性能,采用自适应陷波滤波器进行在线机械谐振抑制.首先对双惯量弹性负载模型进行理论分析,解释及验证了机械谐振机理及现象.通过FFT法实时分析电磁转矩电流,可以在线快速辨识机械谐振特性,并以此辨识结果在线自动整定陷波滤波器参数,快速有效地抑制机械谐振.实验结果表明,该方案能够在线自动抑制弹性负载引起的谐振问题.离散化的高刚度谐振系统将以自然谐振频率持续振荡,而在线自适应滤波器无需对控制器参数进行改变,即可满足系统高刚度控制的同时抑制谐振. 展开更多
关键词 伺服系统 弹性负载 在线机械谐振抑制 陷波滤波器 FFT
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光电稳定跟踪装置的控制系统设计 被引量：39
12
作者 张智永 范大鹏 范世珣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期681-688,共8页
给出了一类光电稳定跟踪装置的框架伺服控制方案,重点研究了速率稳定环的设计过程,使用dSPACE半实物仿真系统进行了速率回路开环特性的模型辨识和高阶滞后超前控制器设计,对于数字化频率特性测试时产生的相位滞后现象进行了理论推导,并... 给出了一类光电稳定跟踪装置的框架伺服控制方案,重点研究了速率稳定环的设计过程,使用dSPACE半实物仿真系统进行了速率回路开环特性的模型辨识和高阶滞后超前控制器设计,对于数字化频率特性测试时产生的相位滞后现象进行了理论推导,并提出了相位补偿公式。对于经典控制器可能遇到的精度不足的问题,介绍了相应的非线性补偿方法。针对伺服系统的位置跟踪环和速度稳定环在频域存在的耦合现象,深入分析了产生频域耦合的原因和相应的解耦设计方法,提出了此类系统位置跟踪环和速度稳定环的理想设计模型。在此基础上讨论了姿态干扰隔离度的概念,推导了隔离度的计算公式。对系统工作过程中可能遇到的5种典型情况进行了仿真试验,仿真结果验证了有关概念的正确性。 展开更多
关键词 光电稳定跟踪装置 伺服系统 位置跟踪 陀螺稳定 隔离度
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交流伺服系统逆变器死区效应分析与补偿新方法 被引量：40
13
作者 刘栋良 贺益康 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第21期46-50,共5页
死区效应的存在使得逆变器输出电压和电流不能跟踪参考电压和电流,同时输出增加了谐波分量,使系统的输出转矩存在很大脉动,尤其电机在低速运行时,可能导致系统的不稳定。针对此问题分析了死区效应对于交流伺服系统的影响,特别是低速运... 死区效应的存在使得逆变器输出电压和电流不能跟踪参考电压和电流,同时输出增加了谐波分量,使系统的输出转矩存在很大脉动,尤其电机在低速运行时,可能导致系统的不稳定。针对此问题分析了死区效应对于交流伺服系统的影响,特别是低速运行时对电流波形的影响。提出了一种新型的在线延时补偿算法,该算法可以省掉开关器件没有必要的开通和关断,且不需要任何额外的硬件电路和离线的实验测量,具有实现简单、输出波形谐波含量小等特点,较好地降低了系统在低频时输出电流的脉动。仿真与实验表明该算法有效、可行。 展开更多
关键词 永磁同步电机 死区补偿 低速运行 逆变器 伺服系统
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机炉协调的增益调度伺服系统(英文) 被引量：32
14
作者 黄祖毅 李东海 +1 位作者 姜学智 孙立明 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第10期191-198,共8页
针对多输入多输出的非线性锅炉-汽机系统的参数在大范围工况下发生变化,提出了增益调度伺服系统。增益调度控制方法把非线性系统在一些工况点下进行线性化,针对每一个线性化系统设计了伺服系统。在相应的工况点下,伺服系统能保证良好的... 针对多输入多输出的非线性锅炉-汽机系统的参数在大范围工况下发生变化,提出了增益调度伺服系统。增益调度控制方法把非线性系统在一些工况点下进行线性化,针对每一个线性化系统设计了伺服系统。在相应的工况点下,伺服系统能保证良好的动态性能和稳定性。对于这些选定工况点之间的其他工况,提出了一种能保证稳定性的插值方法。基于这种插值方法选择的控制器参数可以由极点配置保证全局稳定。这种增益调度伺服系统具有良好的无差跟踪、参数变化鲁棒性和抗干扰能力。仿真结果说明了这种控制系统能在大范围工况内运行良好。 展开更多
关键词 发电厂 协调控制系统 增益调度伺服系统 汽轮机 锅炉 动态性能 稳定性
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现代高性能永磁交流伺服系统综述——传感装置与技术篇 被引量：41
15
作者 莫会成 闵琳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期10-21,共12页
现代高性能永磁交流伺服系统由永磁电机、传感器及驱动控制器三大部分构成,本文针对现代伺服系统用传感装置及技术进行了较为全面的总结介绍。简要概括了伺服系统各传感物理量的分类;重点针对机械量传感器,分别介绍了其种类、特点及传... 现代高性能永磁交流伺服系统由永磁电机、传感器及驱动控制器三大部分构成,本文针对现代伺服系统用传感装置及技术进行了较为全面的总结介绍。简要概括了伺服系统各传感物理量的分类;重点针对机械量传感器,分别介绍了其种类、特点及传感新技术;并对无位置传感技术进行了讨论;最后根据现代运动控制技术的发展,概略性的讨论了传感装置与技术的发展趋势。 展开更多
关键词 伺服系统 传感装置与技术 永磁电机 应用技术 发展趋势
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液压伺服闭环控制系统的SIMULINK仿真实现 被引量：17
16
作者 王野牧 王洁 +1 位作者 陈先惠 王炳君 《沈阳工业大学学报》 CAS 2000年第5期370-372,共3页
介绍了一种由伺服阀和位移传感器构成的液压位置闭环控制系统，讲述了该系统的工作原 理，并推导出了该系统的动态响应数学表达式．以ＭＡＴＬＡＢ中动态仿真工具ＳＩＭＵＬＩＮＫ软件包为 开发工具，将其应用于该液压伺服闭环控制系统... 介绍了一种由伺服阀和位移传感器构成的液压位置闭环控制系统，讲述了该系统的工作原 理，并推导出了该系统的动态响应数学表达式．以ＭＡＴＬＡＢ中动态仿真工具ＳＩＭＵＬＩＮＫ软件包为 开发工具，将其应用于该液压伺服闭环控制系统的动态响应计算中，给出了动态响应仿真结果，为液 压系统的仿真计算提供了一种更加通用、准确。 展开更多
关键词 伺服系统 仿真 SIMULINK软件包 液压伺服闭环控制系统
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提高齿隙非线性系统精度的应用研究 被引量：21
17
作者 陈庆伟 郭毓 杨静忠 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第6期486-489,共4页
针对一类含输出齿隙非线性的伺服控制系统 ,提出了 2种克服齿隙影响系统跟踪精度的方法。对大型雷达天线伺服系统 ,采用了电消齿隙、差速负反馈的多电机联动新方法 ,并已应用于某天线伺服系统 ,获得了很高的跟踪精度。针对单电机驱动的... 针对一类含输出齿隙非线性的伺服控制系统 ,提出了 2种克服齿隙影响系统跟踪精度的方法。对大型雷达天线伺服系统 ,采用了电消齿隙、差速负反馈的多电机联动新方法 ,并已应用于某天线伺服系统 ,获得了很高的跟踪精度。针对单电机驱动的含齿隙伺服系统 ,提出了一种智能比例、积分和微分 (PID)控制器及基于规则的补偿控制策略。实际系统调试结果表明 ,该方法有效地提高了系统的定位和跟踪精度。 展开更多
关键词 自动控制系统 伺服系统 非线性控制系统 智能PID 齿隙
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基于遗传算法的伺服系统摩擦参数辨识研究 被引量：24
18
作者 刘强 扈宏杰 +1 位作者 刘金琨 尔联洁 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期77-79,121,共4页
LuGre摩擦模型能够精确描述摩擦环节的动态特性 ,但由于其高度非线性 ,使得参数辨识非常困难。针对LuGre摩擦模型 ,提出一种新型的基于遗传算法的模型参数两步辨识方法。首先通过Stribeck曲线 ,辨识出摩擦模型中的静态参数 ,然后由系统... LuGre摩擦模型能够精确描述摩擦环节的动态特性 ,但由于其高度非线性 ,使得参数辨识非常困难。针对LuGre摩擦模型 ,提出一种新型的基于遗传算法的模型参数两步辨识方法。首先通过Stribeck曲线 ,辨识出摩擦模型中的静态参数 ,然后由系统的稳态极限环振荡响应 ,辨识出摩擦模型的动态参数。在每一步辨识中 ,均采用遗传算法作为优化工具 ,从而避免了采用线性辩识方法时的局部极小问题。对提出的方法进行了数字仿真 ,并通过设计摩擦补偿环节 ,对辨识参数进行验证 ,结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 摩擦 遗传算法 伺服系统 参数辨识
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参数不确定机械伺服系统的鲁棒非线性摩擦补偿控制 被引量：26
19
作者 刘强 尔联洁 刘金琨 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期628-632,共5页
对含非线性摩擦环节的机械伺服系统 ,提出一种基于Lyapunov方法的鲁棒非线性控制方法 ,通过引入非线性增益和摩擦补偿项 ,来克服参数不确定性和补偿非线性摩擦 ,从而保证跟踪误差渐进收敛 .对转台系统的实验研究 。
关键词 非线性控制 鲁棒性 伺服系统 摩擦
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摩擦模型的Simulink仿真 被引量：23
20
作者 王毅 何朕 苏宝库 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期60-62,共3页
为了分析摩擦对伺服系统的影响和进行补偿,必须建立有效的仿真用摩擦模型。提出了一种基于Simulink的摩擦模型,该模型可封装为一个Simulink子系统,文中还对该模型在应用中出现的问题作了说明。将该模型用于伺服系统的滞-滑自振荡仿真研... 为了分析摩擦对伺服系统的影响和进行补偿,必须建立有效的仿真用摩擦模型。提出了一种基于Simulink的摩擦模型,该模型可封装为一个Simulink子系统,文中还对该模型在应用中出现的问题作了说明。将该模型用于伺服系统的滞-滑自振荡仿真研究,得到了与理论分析一致的结果。利用模型中的Fcn模块还可以将该模型进行拓展,扩大其应用范围。 展开更多
关键词 伺服系统 摩擦模型 SIMULINK仿真 伺服电机 仿真软件
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