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反推式控制在永磁同步电动机速度跟踪控制中的应用 被引量:84
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作者 王家军 赵光宙 齐冬莲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期95-98,共4页
把新颖的非线性反推(Backstepping)控制策略应用于永磁同步电动机速度跟踪控制中,简化了一般系统设计过程,减少了系统控制中调整参数数目,同时保证系统具有良好速度跟踪性能。给出了系统稳定性证明,并通过Matlab仿真和一般PID控制对比,... 把新颖的非线性反推(Backstepping)控制策略应用于永磁同步电动机速度跟踪控制中,简化了一般系统设计过程,减少了系统控制中调整参数数目,同时保证系统具有良好速度跟踪性能。给出了系统稳定性证明,并通过Matlab仿真和一般PID控制对比,验证了系统设计的有效性和可行性。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 速度跟踪控制 反推式控制 磁场定向控制
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永磁同步电机参数自适应调速控制 被引量:41
2
作者 刘栋良 王家军 崔丽丽 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第8期159-165,共7页
电机参数的变化及负载扰动的存在,使系统的速度存在一定的波动,尤其是在低速运行时,可能会导致系统的性能下降。针对此问题,提出了自适应反推控制应用于具有不确定参数的永磁同步电机速度跟踪控制中,该方法实现了定子电阻和负载的实时估... 电机参数的变化及负载扰动的存在,使系统的速度存在一定的波动,尤其是在低速运行时,可能会导致系统的性能下降。针对此问题,提出了自适应反推控制应用于具有不确定参数的永磁同步电机速度跟踪控制中,该方法实现了定子电阻和负载的实时估计,能够在系统参数发生变化时保证控制系统的快速跟踪性。仿真与实验结果表明,此控制可以明显提高永磁同步电机系统的静态和动态性能,保证系统的全局渐近稳定,速度跟踪具有良好的效果,整个系统具有很强的抗干扰能力和良好的伺服性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 反推控制 LYAPUNOV函数 自适应 速度跟踪
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具有不确定参数永磁同步电动机的自适应反步控制 被引量:29
3
作者 胡建辉 邹继斌 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期1264-1269,共6页
针对永磁同步电动机系统的非线性耦合特性以及参数的不确定性,采用自适应反步控制实现永磁同步电动机的非线性控制,在补偿参数不确定性影响,提高系统的抗干扰能力的同时,实现了永磁同步电动机的高性能全局渐近稳定速度跟踪控制.采用二... 针对永磁同步电动机系统的非线性耦合特性以及参数的不确定性,采用自适应反步控制实现永磁同步电动机的非线性控制,在补偿参数不确定性影响,提高系统的抗干扰能力的同时,实现了永磁同步电动机的高性能全局渐近稳定速度跟踪控制.采用二阶滤波环节平滑速度指令,实现了理想无超调的快速速度跟踪控制.仿真结果证明了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 永磁同步电动机 自适应反步控制 非线性控制 二阶滤波 速度跟踪
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基于自抗扰控制的高速列车自动驾驶速度控制 被引量:27
4
作者 连文博 刘伯鸿 +3 位作者 李婉婉 刘宪庆 高锋阳 李茂青 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期76-81,共6页
针对高速列车在复杂环境运行时,传统PID控制器受未建模动态及外界未知干扰导致列车速度追踪误差大的问题,提出一种基于自抗扰控制ADRC(Active Disturbance Rejection Control)的高速列车速度控制算法。基于单质点模型建立列车的状态空... 针对高速列车在复杂环境运行时,传统PID控制器受未建模动态及外界未知干扰导致列车速度追踪误差大的问题,提出一种基于自抗扰控制ADRC(Active Disturbance Rejection Control)的高速列车速度控制算法。基于单质点模型建立列车的状态空间方程,令列车方程中的未知部分作为扩张状态设计二阶自抗扰控制器,并利用CRH380A型列车参数进行仿真,对指定的目标速度曲线进行追踪,证明基于自抗扰控制算法的可行性;同时设置干扰量,与传统PD控制、非线性PID控制算法在抗干扰性能和追踪误差等方面作比较。结果表明,基于自抗扰控制的高速列车速度控制器具有抗干扰性强、追踪误差小的优点。 展开更多
关键词 高速列车 自抗扰控制 速度追踪 自动驾驶
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电力电子控制电动机操动机构分闸运动特性的仿真分析 被引量:25
5
作者 张忠蕾 李庆民 娄杰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2006年第18期58-63,共6页
电力电子控制的电动机操动机构的完全可控性和高可靠性,使得高压断路器相控开关技术的实用化成为可能。建立了基于永磁同步电动机操动机构的动态数学模型;分析了拐臂初始位置角的影响,指出其最优取值范围为40o^60o。针对分闸运动过程,... 电力电子控制的电动机操动机构的完全可控性和高可靠性,使得高压断路器相控开关技术的实用化成为可能。建立了基于永磁同步电动机操动机构的动态数学模型;分析了拐臂初始位置角的影响,指出其最优取值范围为40o^60o。针对分闸运动过程,采用常规比例–积分–微分(proportionalintegraldifferential,PID)和反推式控制方法进行了仿真分析,结果表明2种控制策略都能实现预定分闸速度特性的跟踪控制,使断路器工作在最佳状态,但控制器参数的选取会影响到跟踪控制精度。为解决该问题,采用基于最优二次型学习算法的单神经元PID速度控制器,取代定参数的传统PID控制器,结果表明,该控制策略能够达到完全跟踪的效果,提高了控制的有效性,是电动机操动机构的理想控制方法。 展开更多
关键词 电动机操动机构 断路器 电力电子变换器 速度跟踪
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基于反馈线性化的永磁直线同步电机自适应动态滑模控制 被引量:25
6
作者 张康 王丽梅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第19期4016-4024,共9页
在高速、高精度永磁直线同步电机伺服系统中,直轴电流和交轴电流之间、线速度和电流之间存在的非线性耦合及参数摄动和负载扰动等不确定因素,严重影响速度跟踪精度和响应速度。为此,该文采用反馈线性化控制方法,通过坐标变换和状态反馈... 在高速、高精度永磁直线同步电机伺服系统中,直轴电流和交轴电流之间、线速度和电流之间存在的非线性耦合及参数摄动和负载扰动等不确定因素,严重影响速度跟踪精度和响应速度。为此,该文采用反馈线性化控制方法,通过坐标变换和状态反馈,将电机仿射非线性模型解耦线性化为独立的电流子系统和线速度子系统。在线性化模型的基础上,设计动态滑模控制器,降低反馈线性化控制对直线电机数学模型的依赖性,提高伺服系统的鲁棒性。同时设计自适应控制律估计系统不确定性扰动,削弱系统抖振现象。仿真和实验结果表明,所提出的控制策略能有效提高速度跟踪性能,增强系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 速度跟踪 反馈线性化 动态滑模控制 自适应
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空间光通信ATP系统中的跟瞄技术 被引量:14
7
作者 刘静江 黄永梅 傅承毓 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期4-7,共4页
在空间光通信中,为实现准确捕获和高精度跟踪,ATP系统采用复合轴控制技术。复合轴控制系统的主轴控制,即粗跟踪控制, 其系统由速度环路和位置环路组成, 控制过程由TMS320VC5416 高性能DSP芯片来完成。仿真和实验结果表明,主轴控制系统... 在空间光通信中,为实现准确捕获和高精度跟踪,ATP系统采用复合轴控制技术。复合轴控制系统的主轴控制,即粗跟踪控制, 其系统由速度环路和位置环路组成, 控制过程由TMS320VC5416 高性能DSP芯片来完成。仿真和实验结果表明,主轴控制系统的跟踪精度在1 以内,满足ATP系统对精度的要求。 展开更多
关键词 捕获跟踪与瞄准系统 粗跟踪 复合轴控制 空间光通信
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强风下高速列车滑膜自适应鲁棒H_∞控制方法 被引量:24
8
作者 李德仓 孟建军 +1 位作者 胥如迅 银铭 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期67-73,共7页
大风环境下高速列车的运行是一个强耦合、高度非线性过程,且随着风速增大和车速增加,这种特性逐渐增强,因此需要更高要求的自动驾驶系统。基于李亚普诺夫稳定性理论设计高速列车自动驾驶滑模自适应鲁棒控制器,该控制器采用自适应控制实... 大风环境下高速列车的运行是一个强耦合、高度非线性过程,且随着风速增大和车速增加,这种特性逐渐增强,因此需要更高要求的自动驾驶系统。基于李亚普诺夫稳定性理论设计高速列车自动驾驶滑模自适应鲁棒控制器,该控制器采用自适应控制实时逼近列车不确定性特征的系统输入系数,采用鲁棒H∞控制将自动驾驶系统中模型误差、大风和其他干扰造成的参数变化等所有不确定量减小到最小范围,同时也消除了系统抖振现象。计算出高速列车需要施加的牵引/制动力,通过滑模控制消除系统安全运行速度跟踪误差,实现不同风速下高速列车对给定安全运行速度的高精度跟踪。仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 高速列车 强风 安全运行 速度跟踪 滑模自适应鲁棒H∞控制
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单神经元PID控制器在高压断路器运动控制技术中的应用 被引量:19
9
作者 林莘 王德顺 +1 位作者 徐建源 马跃乾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期35-41,共7页
高压断路器直线伺服电动机操动机构采用直线电动机驱动断路器操作杆,带动机构运动,实现分合闸操作,具有良好的快速响应能力及控制性能。本文建立了直线伺服电动机操动机构控制系统仿真模型,详细分析了单神经元PID控制算法以及数学模型,... 高压断路器直线伺服电动机操动机构采用直线电动机驱动断路器操作杆,带动机构运动,实现分合闸操作,具有良好的快速响应能力及控制性能。本文建立了直线伺服电动机操动机构控制系统仿真模型,详细分析了单神经元PID控制算法以及数学模型,并建立了以输出误差二次方为性能指标的单神经元自适应PID控制器模型。分别用传统PID控制与单神经元PID控制,对高压断路器触头运动特性控制过程进行了仿真。结果表明,单神经元PID控制器能够较好地实现触头速度的跟踪控制,使其按给定运动特性曲线运动,实现运动特性控制。证明了在配有直线伺服电动机操动机构的高压断路器触头运动控制系统中,单神经元PID控制是一种较理想、有效的控制方法。 展开更多
关键词 高压断路器 直线伺服电动机操动机构 速度跟踪 单神经元PID控制器
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基于反推控制的永磁同步电动机速度的模糊控制 被引量:21
10
作者 刘栋良 崔言飞 +1 位作者 赵晓丹 陈镁斌 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期38-44,共7页
在永磁同步电动机速度跟踪系统中,电机参数的变化会导致系统出现一定的波动。针对此问题,本文提出了把模糊控制和反推控制相结合的控制策略,通过模糊控制器调节反推控制系统中的反推参数来改善系统的速度跟踪性能。该方法不仅能够实现... 在永磁同步电动机速度跟踪系统中,电机参数的变化会导致系统出现一定的波动。针对此问题,本文提出了把模糊控制和反推控制相结合的控制策略,通过模糊控制器调节反推控制系统中的反推参数来改善系统的速度跟踪性能。该方法不仅能够实现永磁同步电动机系统的完全解耦,保证系统全局渐进稳定;并且通过模糊控制器对系统中反推参数的实时调整,能够在电机参数发生变化时实现快速的速度跟踪,使系统具有较强的鲁棒性和良好的伺服性能。通过Matlab仿真及实验结果验证了系统设计的有效性和可行性。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 模糊控制 反推控制 速度跟踪
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基于模糊免疫PID的驾驶机器人车辆路径及速度跟踪控制 被引量:20
11
作者 王纪伟 陈刚 汪俊 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期686-692,共7页
为了实现装备驾驶机器人车辆的路径及速度跟踪控制,提出了1种基于模糊免疫比例积分微分(PID)的控制方法。通过比较车辆实际行驶路径与期望路径的侧向偏差,模糊免疫比例路径跟踪控制器控制转向机械手操纵方向盘。通过计算期望车速与实际... 为了实现装备驾驶机器人车辆的路径及速度跟踪控制,提出了1种基于模糊免疫比例积分微分(PID)的控制方法。通过比较车辆实际行驶路径与期望路径的侧向偏差,模糊免疫比例路径跟踪控制器控制转向机械手操纵方向盘。通过计算期望车速与实际车速的偏差,模糊免疫PID速度跟踪控制器控制制动/油门机械腿分别操纵制动/油门踏板。通过引入车速反馈不断更新汽车的侧向加速度增益,实现了车辆转向控制与纵向车速控制的解耦。Carsim/Simulink软件的联合仿真结果显示,车辆路径跟踪和车速跟踪的最大误差分别为0.28 m和1 km/h。 展开更多
关键词 驾驶机器人 路径跟踪 速度跟踪 模糊控制 免疫控制 比例积分微分控制
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一种基于MRAS的异步电机速度辨识方法 被引量:16
12
作者 陈伟 瞿文龙 陆海峰 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2006年第2期52-55,共4页
本文提出了一种在静止坐标系下实现的模型参考自适应系统,以辨识异步电机的转速。该方法的参考模型和可调模型分别由电机定子侧和转子侧的方程构成。参考模型中不含定子电阻,并且避免了纯积分运算,因而在宽速度范围内具有较好的鲁棒性... 本文提出了一种在静止坐标系下实现的模型参考自适应系统,以辨识异步电机的转速。该方法的参考模型和可调模型分别由电机定子侧和转子侧的方程构成。参考模型中不含定子电阻,并且避免了纯积分运算,因而在宽速度范围内具有较好的鲁棒性。可调模型包含电机转速的信息和一个电流模型转子磁链观测器。当电机转速的估计值收敛于转速的真实值时,观测的转子磁链也收敛于其真实值,可将其用于直接磁场定向控制中。另外,为避免对定子电流的纯微分,本文应用微分跟踪器以提取高质量的微分信号。数值仿真和实验结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 速度辨识 模型参考自适应 微分跟踪器 异步电机
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基于改进粒子群算法的列车速度跟踪自抗扰控制器设计 被引量:17
13
作者 杨杰 陈昱圻 王盼盼 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期40-46,共7页
列车速度控制具有典型的非线性、大时滞、多目标和多约束特点,精准控制的难度很大。针对列车运行速度跟踪控制问题,设计了一种基于改进粒子群算法的自抗扰控制器。首先,参照现有研究基础,总结梳理列车模型和目标速度曲线;其次,基于自抗... 列车速度控制具有典型的非线性、大时滞、多目标和多约束特点,精准控制的难度很大。针对列车运行速度跟踪控制问题,设计了一种基于改进粒子群算法的自抗扰控制器。首先,参照现有研究基础,总结梳理列车模型和目标速度曲线;其次,基于自抗扰算法开展车速跟踪控制器设计,并针对自抗扰控制器参数多、整定难的制约问题,采用改进粒子群算法进行参数寻优。仿真结果表明:相比传统算法,自抗扰控制算法表现出抗扰能力强、跟踪精度高、响应速度快等优势。该方法对于其他速度跟踪乃至大部分运动控制,具有一定的学术参考意义和实际应用价值。 展开更多
关键词 速度跟踪 自抗扰控制 粒子群算法
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一种改进的变步长LMS自适应滤波算法 被引量:14
14
作者 张继荣 张天 《西安邮电大学学报》 2021年第1期7-12,共6页
针对自适应滤波领域的最小均方(Least Mean Square,LMS)算法无法权衡稳态误差和收敛速度这一矛盾,提出了一种改进的变步长LMS自适应滤波算法。该算法在基于对数函数的变步长LMS算法的基础上,建立了一种新的步长参数与误差的关系模型。... 针对自适应滤波领域的最小均方(Least Mean Square,LMS)算法无法权衡稳态误差和收敛速度这一矛盾,提出了一种改进的变步长LMS自适应滤波算法。该算法在基于对数函数的变步长LMS算法的基础上,建立了一种新的步长参数与误差的关系模型。仿真结果表明,提出算法与已有算法相比,能够达到更高的收敛精度及更快的收敛速度,在系统不发生时变时,收敛精度分别提高了5 dB和3 dB,当系统发生时变后,收敛精度分别提高了4 dB和2 dB,不论系统是否发生时变,收敛速度都更快。 展开更多
关键词 LMS算法 自适应滤波器 收敛速度 跟踪性能 收敛精度
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基于控制器匹配的高速列车广义预测控制方法 被引量:13
15
作者 李中奇 丁俊英 +1 位作者 杨辉 刘江 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期82-89,共8页
针对普通广义预测控制器在列车控制过程中不能修改控制器参数,以至列车运行中遇到未知干扰时影响控制精度和稳定性。本文采用基于控制器匹配的广义预测控制调优方法,以达到经过调优的GPC与H!输出反馈控制器(最优控制器)具有相同的控制效... 针对普通广义预测控制器在列车控制过程中不能修改控制器参数,以至列车运行中遇到未知干扰时影响控制精度和稳定性。本文采用基于控制器匹配的广义预测控制调优方法,以达到经过调优的GPC与H!输出反馈控制器(最优控制器)具有相同的控制效果,并获取GPC调优参数,实现高速列车速度跟踪运行过程的自动控制。该控制器通过最优控制器控制律的函数获得GPC增益,使GPC与最优控制器匹配;在获得GPC增益的基础上,将目标函数转化为凸优化问题,求得GPC的调优参数;GPC自适应建模参数与H!控制器模型匹配,避免模型参数失配,保证控制器模型的稳定性。仿真实验结果表明GPC和H!控制器能够较好地匹配,且基于控制器匹配的高速列车广义预测控制系统具有较好的速度和位移跟踪性能。 展开更多
关键词 高速列车 广义预测控制 控制器匹配 参数调优 速度跟踪
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永磁同步电动机自适应反步控制的建模与仿真 被引量:13
16
作者 胡建辉 邹继斌 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期247-249,303,共4页
设计了一种基于自适应反步控制的永磁同步电动机非线性速度控制器,采用二阶滤波环节平滑速度指令。在设计非线性速度控制器的同时,进行不确定参数及负载力矩的在线自适应估计。建立了采用该控制器的永磁同步电动机速度伺服系统仿真模型... 设计了一种基于自适应反步控制的永磁同步电动机非线性速度控制器,采用二阶滤波环节平滑速度指令。在设计非线性速度控制器的同时,进行不确定参数及负载力矩的在线自适应估计。建立了采用该控制器的永磁同步电动机速度伺服系统仿真模型。仿真结果表明,所设计的非线性控制器保证了系统的全局一致稳定性,永磁同步电动机伺服系统获得了很好的跟踪效果,并且对参数不确定性及负载力矩扰动具有很好的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 自适应反步控制 非线性控制 二阶滤波 速度跟踪
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焊缝跟踪的变论域自适应模糊控制 被引量:10
17
作者 叶建雄 张华 杨武强 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期32-34,共3页
针对单纯的模糊控制器在焊接机器人的焊缝跟踪中的控制精度欠佳、自适应性不强等问题,设计了一种论域可调整的自适应模糊控制器,利用控制偏差和偏差的变化作为输入量,通过偏差和偏差变化率来自动调整变量的论域,从而提高控制精度。通过... 针对单纯的模糊控制器在焊接机器人的焊缝跟踪中的控制精度欠佳、自适应性不强等问题,设计了一种论域可调整的自适应模糊控制器,利用控制偏差和偏差的变化作为输入量,通过偏差和偏差变化率来自动调整变量的论域,从而提高控制精度。通过系统仿真,得到了很好的控制效果,使控制精度差和自适应能力不强等问题都得到了解决。 展开更多
关键词 论域可调 模糊控制器 自适应 仿真
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高速列车速度跟踪神经网络PID控制器的设计 被引量:12
18
作者 梁新荣 肖龙 +2 位作者 王雪奇 杨世武 董海荣 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2021年第10期252-258,共7页
高速列车速度跟踪控制系统是一个复杂的非线性系统,难以取得高精度的跟踪性能。为了减少速度跟踪误差,设计了高速列车神经网络PID控制器。首先建立了描述列车运行过程的单位移多质点模型,该模型考虑了列车的基本阻力和附加阻力以及车厢... 高速列车速度跟踪控制系统是一个复杂的非线性系统,难以取得高精度的跟踪性能。为了减少速度跟踪误差,设计了高速列车神经网络PID控制器。首先建立了描述列车运行过程的单位移多质点模型,该模型考虑了列车的基本阻力和附加阻力以及车厢之间的相互作用力。然后阐述了BP神经网络PID控制,并设计了列车速度跟踪控制器,根据速度误差用神经网络PID控制决定牵引力和制动力。最后与模糊控制和常规PID控制进行了仿真对比,结果表明,神经网络PID控制具有很小的速度跟踪误差和优越的速度跟踪性能,可以满足列车正点运行的需求。 展开更多
关键词 高速列车 多质点模型 速度跟踪 神经网络 反馈控制
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无人驾驶越野车辆纵向速度跟踪控制试验 被引量:12
19
作者 朱敏 陈慧岩 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第24期111-117,共7页
以无人驾驶轻型战术轮式越野车辆为平台,开展模型预测纵向速度跟踪控制实车试验研究。针对平台控制特性设计合适的下位控制器,使用Matlab/Simulink与包含气压制动系统的TruckSim车辆联合仿真初步测试系统可行性,并在沥青路和土路分别进... 以无人驾驶轻型战术轮式越野车辆为平台,开展模型预测纵向速度跟踪控制实车试验研究。针对平台控制特性设计合适的下位控制器,使用Matlab/Simulink与包含气压制动系统的TruckSim车辆联合仿真初步测试系统可行性,并在沥青路和土路分别进行实车试验。试验结果表明:模型预测速度跟踪控制系统能够克服气压制动延时长、整车质量重、越野路况行驶阻力波动大等模型误差和不确定干扰,自适应调节期望加速度大小,实现不同行驶工况高精度速度跟踪。试验过程驱动/制动切换平稳、无振荡,且能够像熟练驾驶员一样充分利用发动机辅助制动,必要时既不施加电控制动,也不请求发动机输出转矩。系统使用现代车辆易于获得的车辆状态参数,便于向其他车辆移植,可作为无人车辆车体控制得力技术加以推广。 展开更多
关键词 越野车辆 无人驾驶 速度跟踪 速度控制 模型预测控制
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基于Simulink/Matlab的变速风力发电机组在低于额定风速时的仿真研究 被引量:9
20
作者 杨煜 何炎平 李勇刚 《华东电力》 北大核心 2009年第5期816-819,共4页
应用Simulink/Matlab对变速风力发电机组的各模块进行建模。在低于额定风速下运行,变速风力发电机组能根据风速变化,保持最佳叶尖速比以获得最大风能。采用PI控制器进行仿真,研究PI参数的选择对风轮的速度跟踪效果以及电机反转矩的影响。
关键词 变速风力发电机组 低于额定风速 SIMULINK 速度跟踪 PI控制器
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