磁悬浮球形关节三维动力学模型与控制特性 被引量：8

1

作者 曾励 张帆 徐媛媛 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第21期69-75,共7页

球形电动机直接支承驱动的多自由度球形主动关节机械集成度高,在控制和轨迹规划方面占有优势。但在高速、超高速运转时,由于机械支承的摩擦磨损,造成关节部件发热,导致关节的动态特性变差。基于电动机技术、磁悬浮技术,提出一种新型多... 球形电动机直接支承驱动的多自由度球形主动关节机械集成度高,在控制和轨迹规划方面占有优势。但在高速、超高速运转时,由于机械支承的摩擦磨损,造成关节部件发热,导致关节的动态特性变差。基于电动机技术、磁悬浮技术,提出一种新型多自由度磁悬浮球形主动关节,建立关节电磁悬浮力和电磁转矩的耦合模型;推导出关节转子在电磁悬浮力和电磁转矩作用下的三维动力学原型模型和逆系统模型,并对关节系统进行状态反馈的解耦线性化处理,使其完全解耦成6自由度方向独立的线性系统,经过比例微分先行的伪微分反馈调节器控制及仿真可知,解耦线性化的关节系统稳定性好、响应速度快,具有良好的动态性能和抗干扰能力很强的鲁棒性能。 展开更多

关键词 磁悬浮 球形关节 悬浮力 电磁转矩 逆系统解耦 控制特性

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无轴承异步电机的无功功率MRAS转速辨识研究 被引量：7

2

作者 陈有鹏 卜文绍 +2 位作者 张晓峰 李彪 黄永全 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第7期1118-1124,共7页

为了克服基于磁链模型参考自适应(MRAS)转速辨识方法中积分环节和定子电阻的影响,提高无轴承异步电机的转速辨识精度,提出了一种在静止α-β坐标系下基于无功功率MRAS转速辨识方法。首先,简要介绍了基于磁链的MRAS转速辨识方法;然后,详... 为了克服基于磁链模型参考自适应(MRAS)转速辨识方法中积分环节和定子电阻的影响,提高无轴承异步电机的转速辨识精度,提出了一种在静止α-β坐标系下基于无功功率MRAS转速辨识方法。首先,简要介绍了基于磁链的MRAS转速辨识方法;然后,详细研究了基于转矩绕组无功功率的MRAS转速辨识算法,构建了基于Popov超稳定理论的转速自适应律;并对基于无功功率的MRAS转速辨识方法进行了稳定性分析;最后,通过Matlab/Simulink进行了仿真分析。仿真结果表明:提出的方法能在不同工况下获得较高的转速辨识精度,实现无速度传感器方式下无轴承异步电机的稳定悬浮运行,所提出的基于转矩绕组无功功率MRAS无轴承异步电机无速度传感器控制系统是有效和可行的。 展开更多

关键词 无轴承异步电机 无功功率 模型参考自适应 无速度传感器 逆系统解耦

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链式STATCOM的改进型逆系统滑模控制策略研究 被引量：5

3

作者 朱红萍 周振怿 +2 位作者 李毅 危鸿达 尹逸之 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期70-77,共8页

为提高链式静止同步补偿器STATCOM(static synchronous compensator)系统的解耦精确度和抗扰动能力,提出一种改进型逆系统滑模控制策略。首先采用DSOGI-PLL电流检测法结合对称分量法在系统不平衡工况下建立稳态逆系统解耦数学模型,进而... 为提高链式静止同步补偿器STATCOM(static synchronous compensator)系统的解耦精确度和抗扰动能力,提出一种改进型逆系统滑模控制策略。首先采用DSOGI-PLL电流检测法结合对称分量法在系统不平衡工况下建立稳态逆系统解耦数学模型,进而得到正负序有功、无功调制信号。结合改进变速趋近律的滑模控制及载波相移正弦波脉宽调制CPS-SPWM(carrier phase shift-sinusoidal pulse width modulation),完成系统控制器的设计。通过仿真结果表明,采用本文所提出的控制策略与PI控制方法相比较,装置的动态响应能力、补偿系统无功能力更好、鲁棒性更强,验证了所提控制策略的正确性和可行性。 展开更多

关键词 链式静止同步补偿器 逆系统解耦 滑模控制 不平衡工况 鲁棒性

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基于神经网络逆系统的车辆动力学模型解耦法

4

作者 常亚妮 郭红戈 张春美 《太原科技大学学报》 2024年第2期125-131,共7页

为了消除车辆各系统纵横向之间的耦合影响,对车辆动力学模型进行了神经网络逆系统解耦控制。选用的研究对象为四轮驱动、前轮转向的无人驾驶车辆。首先,将包含侧向运动和横摆运动两个自由度的车辆动力学模型通过Interactor算法进行可逆... 为了消除车辆各系统纵横向之间的耦合影响,对车辆动力学模型进行了神经网络逆系统解耦控制。选用的研究对象为四轮驱动、前轮转向的无人驾驶车辆。首先,将包含侧向运动和横摆运动两个自由度的车辆动力学模型通过Interactor算法进行可逆性分析;其次,搭建卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)和长短期记忆神经网络(Long Short-Term Memory,LSTM)逆系统结构构建逆系统,并验证该方法的可行性;将该解耦方法应用于无人驾驶车辆的轨迹跟踪控制设计中,通过CarSim和Matlab/Simulink联合仿真试验证明,设计的CNN+LSTM神经网络逆系统解耦控制在多种工况下都具较好的跟踪特性及稳定性。 展开更多

关键词 无人驾驶车辆 逆系统解耦 CNN+LSTM神经网络 轨迹跟踪

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无轴承电动机的伪微分反馈控制研究 被引量：2

5

作者 曾励 张丹 周秀红 《扬州大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2006年第3期46-50,共5页

就无轴承电动机产生旋转与悬浮相互干扰的耦合磁场模型进行了逆系统解耦线性化,并对无轴承电动机的解耦线性化系统进行了伪微分反馈(pseudo-derivative feedback,PDF)控制研究.通过对PDF控制系统的性能分析和仿真可知,PDF控制系统具有... 就无轴承电动机产生旋转与悬浮相互干扰的耦合磁场模型进行了逆系统解耦线性化,并对无轴承电动机的解耦线性化系统进行了伪微分反馈(pseudo-derivative feedback,PDF)控制研究.通过对PDF控制系统的性能分析和仿真可知,PDF控制系统具有响应速度快、控制精度高、可控性好、无超调和较强的鲁棒性等优点;可以避免启动回绕和微分突变现象,对被控对象的数学模型不作精确的要求,且一定的偏差不会影响系统的性能,因此,对于工程系统很适用. 展开更多

关键词 无轴承电动机 伪微分反馈控制 逆系统解耦 鲁棒性

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无轴承异步电机的自抗扰控制策略 被引量：3

6

作者 黄永全 卜文绍 +1 位作者 张晓峰 何方舟 《电机与控制应用》 北大核心 2017年第9期94-99,共6页

针对无轴承异步电机(BLIM)的逆系统解耦控制性能受负载和参数变化影响的问题,在转子磁链定向逆系统解耦控制的基础上,采用自抗扰控制器(ADRC)替换经典的PID控制器,将BLIM模型中的交叉耦合项、本体参数变化和负载视为"扰动",... 针对无轴承异步电机(BLIM)的逆系统解耦控制性能受负载和参数变化影响的问题,在转子磁链定向逆系统解耦控制的基础上,采用自抗扰控制器(ADRC)替换经典的PID控制器,将BLIM模型中的交叉耦合项、本体参数变化和负载视为"扰动",统一用ADRC的扩张状态观测器(ESO)估测,非线性状态误差反馈控制器(NLSEF)进行补偿。仿真结果表明:采用了ADRC,系统具有较好的动态解耦控制性能;同时,对电机参数和负载变化具有更好的鲁棒性。 展开更多

关键词 无轴承异步电机 自抗扰控制器 转子磁场定向 逆系统解耦 鲁棒性

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基于逆系统解耦的MSCSG姿态测量方法 被引量：3

7

作者 于春淼 汪洲 +2 位作者 任元 王卫杰 樊亚洪 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期150-158,共9页

磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)是一种将姿态控制和姿态测量功能合二为一的新型陀螺,采用洛伦兹力磁轴承(LFMB)控制转子径向偏转。针对MSCSG 2个测量轴之间存在耦合的问题,提出了一种基于逆系统解耦的测量方法。首先,分析了MSCSG的结构组成... 磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG)是一种将姿态控制和姿态测量功能合二为一的新型陀螺,采用洛伦兹力磁轴承(LFMB)控制转子径向偏转。针对MSCSG 2个测量轴之间存在耦合的问题,提出了一种基于逆系统解耦的测量方法。首先,分析了MSCSG的结构组成,在此基础上建立了LFMB-转子系统动力学模型,推导了MSCSG陀螺进行两自由度姿态测量的工作原理;然后,分析了2个测量轴之间的耦合关系,进而提出采用逆系统对2个测量轴进行解耦。最后,对所提方法的有效性进行了仿真验证。仿真结果表明:在所提解耦方法作用下,2个测量轴之间的耦合效果得到了很好的抑制,测量精度得到了一定的提高。 展开更多

关键词 磁悬浮控制敏感陀螺(MSCSG) 洛伦兹力磁轴承(LFMB) 姿态测量 逆系统解耦 径向偏转

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无轴承电机的伪微分反馈控制研究

8

作者 张丹 曾励 《机电产品开发与创新》 2008年第4期123-125,共3页

就感应型无轴承电机产生旋转与悬浮相互干扰的耦合磁场模型进行了逆系统解耦线性化,并对无轴承电机的解耦线性化系统进行了伪微分反馈控制。通过对伪微分反馈控制系统的性能分析和仿真可知,伪微分反馈控制系统具有响应速度快、控制精度... 就感应型无轴承电机产生旋转与悬浮相互干扰的耦合磁场模型进行了逆系统解耦线性化,并对无轴承电机的解耦线性化系统进行了伪微分反馈控制。通过对伪微分反馈控制系统的性能分析和仿真可知,伪微分反馈控制系统具有响应速度快、控制精度高、可控性好、无超调,具有较强的鲁棒性等优点;可以避免消除启动回绕和微分突变现象,并不对被控对象的数学模型作精确的要求,一定的偏差不会给系统带来性能的影响,适用于实际的工程系统。 展开更多

关键词 无轴承电机 伪微分反馈控制 逆系统解耦 鲁棒性

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无轴承异步电机气隙磁场定向逆解耦控制 被引量：1

9

作者 程相辉 卜文绍 +1 位作者 李自愿 路春晓 《电气传动》 北大核心 2016年第9期57-61,共5页

针对无轴承异步电机多变量、非线性、强耦合的复杂问题,提出了基于气隙磁场定向的逆系统解耦控制方法,首先分析与建立了无轴承异步电机的动态数学模型,分析了系统的可逆性,建立了逆系统动态数学模型;然后采用逆系统动态解耦控制策略把... 针对无轴承异步电机多变量、非线性、强耦合的复杂问题,提出了基于气隙磁场定向的逆系统解耦控制方法,首先分析与建立了无轴承异步电机的动态数学模型,分析了系统的可逆性,建立了逆系统动态数学模型;然后采用逆系统动态解耦控制策略把无轴承异步电机动态解耦为电机转速、气隙磁链和2个径向位移分量等4个线性化子系统,并给出了解耦控制系统结构;最后进行了系统仿真验证分析。仿真结果表明:系统具有良好的动态解耦控制性能、较快的响应速度和较强的抗负载转矩扰动能力。 展开更多

关键词 无轴承异步电机 气隙磁场定向 逆系统解耦 建模与仿真

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混合隔振系统逆解耦多线谱主动控制 被引量：1

10

作者 胡世峰 朱石坚 何其伟 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第5期25-29,38,共6页

由潜艇动力机械周期振动引起的辐射噪声是潜艇隐蔽航行的主要噪声源,在频域中表现为中低频多根分立的线谱,严重影响潜艇的声隐身技术性能。针对潜艇动力机械隔振系统存在的多根线谱问题,提出混合隔振系统逆解耦的多线谱控制方法。系统... 由潜艇动力机械周期振动引起的辐射噪声是潜艇隐蔽航行的主要噪声源,在频域中表现为中低频多根分立的线谱,严重影响潜艇的声隐身技术性能。针对潜艇动力机械隔振系统存在的多根线谱问题,提出混合隔振系统逆解耦的多线谱控制方法。系统阐述混合隔振系统逆系统的构建方法、逆系统解耦的结构以及逆系统解耦后附加控制器的设计方法。最后,给出一个设计实例并进行仿真计算,结果表明基于逆系统解耦的方法能够有效的降低系统中存在的多根线谱。 展开更多

关键词 振动与波 逆系统解耦 混合隔振 多线谱

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UPFC单机无穷大系统建模与控制策略研究

11

作者 邓大磊 王奔 付永良 《四川电力技术》 2013年第1期53-58,共6页

对含UPFC的单机无穷大系统的工作机理进行了研究分析,将UPFC等效为可控并联电流源与可控串联电压源,建立了考虑发电机励磁系统和汽门调节系统的含UPFC的单机无穷大系统七阶非线性数学模型;采用逆系统原理对该非线性模型进行解耦线性化... 对含UPFC的单机无穷大系统的工作机理进行了研究分析,将UPFC等效为可控并联电流源与可控串联电压源,建立了考虑发电机励磁系统和汽门调节系统的含UPFC的单机无穷大系统七阶非线性数学模型;采用逆系统原理对该非线性模型进行解耦线性化。采用具有强鲁棒性的变结构控制理论为解耦后的模型设计控制器。最终计算机仿真结果验证了所建模型的正确性及其控制策略对系统稳定作用的优越性。 展开更多

关键词 统一潮流控制器 逆系统解耦 变结构控制 单机无穷大系统

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基于模糊PID控制器的永磁同步电机逆系统解耦控制研究

12

作者 徐江红 王志伟 《科技与创新》 2018年第19期42-45,共4页

传统PID控制器的永磁同步电机(PMSM)逆系统解耦控制策略依然存在着响应速度不快、鲁棒性较差的缺陷。针对这一问题,利用模糊智能算法具有强自适应、强抗干扰能力的优点,设计模糊PID控制器作为闭环控制器和逆系统串接在PMSM系统之前,构... 传统PID控制器的永磁同步电机(PMSM)逆系统解耦控制策略依然存在着响应速度不快、鲁棒性较差的缺陷。针对这一问题,利用模糊智能算法具有强自适应、强抗干扰能力的优点,设计模糊PID控制器作为闭环控制器和逆系统串接在PMSM系统之前,构成复合控制系统,实现了非线性解耦控制,并利用MATLAB/simulink软件构建了PMSM仿真系统。仿真结果表明,该系统具有良好的动静态特性及系统鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 逆系统解耦 模糊PID控制 MATLAB仿真

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舵机电液伺服系统逆控制研究 被引量：5

13

作者 陈彬 刘阁 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第S1期200-205,共6页

针对舵机电液伺服系统非线性、参数时变的特点,以及经典控制方法很难满足系统的性能要求,提出采用逆系统解耦控制方式,通过数学建模和线性控制器的设计,得到系统的动态性能参数。阶跃输入和正弦输入实验测试表明,逆系统解耦控制方法可... 针对舵机电液伺服系统非线性、参数时变的特点,以及经典控制方法很难满足系统的性能要求,提出采用逆系统解耦控制方式,通过数学建模和线性控制器的设计,得到系统的动态性能参数。阶跃输入和正弦输入实验测试表明,逆系统解耦控制方法可使得系统具有较好的动态特性、更强的鲁棒性、抗干扰性和良好的跟踪性能。 展开更多

关键词 舵机电液伺服系统 伪线性系统 逆系统解耦控制

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磁悬浮开关磁阻电机线性二次型最优逆解耦控制 被引量：2

14

作者 朱志莹 李祖明 +2 位作者 周云红 王正齐 孙玉坤 《微电机》 2015年第12期45-50,共6页

针对磁悬浮开关磁阻电机内部非线性强耦合问题,研究了一种基于线性二次型最优逆系统的磁悬浮开关磁阻电机解耦控制新方法。通过对电机结构与工作原理的分析,基于等效磁路法和虚位移定理建立了考虑转子偏心和耦合的悬浮力模型。利用Inter... 针对磁悬浮开关磁阻电机内部非线性强耦合问题,研究了一种基于线性二次型最优逆系统的磁悬浮开关磁阻电机解耦控制新方法。通过对电机结构与工作原理的分析,基于等效磁路法和虚位移定理建立了考虑转子偏心和耦合的悬浮力模型。利用Interactor算法分析了模型可逆性,基于逆系统理论求解了系统状态反馈规律,获得了悬浮力的解析逆模型,与被控对象串联构成伪线性复合系统。在此基础上,引入线性二次型最优控制策略对复合系统进行反馈补偿,并对控制器参数进行优化选取,提升了控制性能和能耗,最后对所提方法进行解耦控制仿真和实验研究,并对结果进行了分析与讨论,验证了所提算法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 磁悬浮电机 开关磁阻电机 逆系统解耦控制 线性二次型最优控制

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一种改进的逆系统永磁同步电机解耦控制技术 被引量：1

15

作者 杨维山 《变频器世界》 2017年第9期64-67,94,共5页

解耦控制技术是实现永磁同步电机(PMSM)高性能动静态特性的关键技术,解耦控制技术的优劣直接影响其控制精度稳定性。本文针对PMSM系统的特点,利用逆系统方法对其进行解耦控制,将原系统解耦成一阶线性转矩系统以及一阶线性定子转矩电流... 解耦控制技术是实现永磁同步电机(PMSM)高性能动静态特性的关键技术,解耦控制技术的优劣直接影响其控制精度稳定性。本文针对PMSM系统的特点,利用逆系统方法对其进行解耦控制,将原系统解耦成一阶线性转矩系统以及一阶线性定子转矩电流系统。由于PMSM在运行过程中会受到外界扰动以及自身参数的变化,逆系统方法解耦抗扰动能力弱,本文对此设计PMSM滑模变结构速度控制器,仿真结果表明,改进的控制策略具有快速响应、超调量小等优点,提高了PMSM的抗扰动能力。 展开更多

关键词 永磁同步电机 逆系统解耦控制 滑模变结构控制

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下肢康复机器人离散自适应控制的研究

16

作者 崔文琪 钱伟康 李峰 《测控技术》 CSCD 北大核心 2012年第12期68-72,共5页

康复训练是脑卒中、脊髓损伤患者主要的治疗手段。机器人辅助步行训练是近年来广泛应用的下肢康复训练方式。针对具有步态自适应功能的下肢康复机器人,提出了一种柔顺协调控制方法。基于非线性逆系统解耦理论,系统分解为几个独立的二阶... 康复训练是脑卒中、脊髓损伤患者主要的治疗手段。机器人辅助步行训练是近年来广泛应用的下肢康复训练方式。针对具有步态自适应功能的下肢康复机器人,提出了一种柔顺协调控制方法。基于非线性逆系统解耦理论,系统分解为几个独立的二阶积分系统。在解耦子系统中,采用阻抗和自适应控制来进行步态轨迹的规划和跟踪。最后,在Matlab-Adams联合仿真系统中对设计的控制器进行仿真并验证算法的正确性。 展开更多

关键词 康复机器人 非线性逆系统解耦 阻抗和自适应控制

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