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基于DSP的直线电机位置伺服控制策略研究 被引量：43
1
作者 陈幼平 张代林 +1 位作者 艾武 周祖德 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期61-65,共5页
在综合分析直线电机位置伺服控制系统的动静态性能及抗干扰能力的基础上,对其位置伺服控制策略进行了研究,开发了一套基于DSP的直线电机位置伺服控制系统。该伺服系统提出了用模糊自适应PID控制方法和干扰观测器补偿技术来提高系统的动... 在综合分析直线电机位置伺服控制系统的动静态性能及抗干扰能力的基础上,对其位置伺服控制策略进行了研究,开发了一套基于DSP的直线电机位置伺服控制系统。该伺服系统提出了用模糊自适应PID控制方法和干扰观测器补偿技术来提高系统的动静态性能,且可以补偿因外力等对系统造成的干扰。重点分析了位置角对系统的影响,进而提出了模型参考自适应算法对位置角进行校正以消除直线电机定位时出现的振荡。实验结果表明,所提出的位置伺服控制系统具有高的动、静态性能。 展开更多
关键词 直线电机 模糊自适应PID控制 干扰观测器 模型参考自适应控制
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基于观测器模型的直线电机干扰抑制技术的研究 被引量：30
2
作者 张代林 陈幼平 +1 位作者 艾武 周祖德 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第12期14-18,共5页
与旋转电机相比，直线电机由于减少了齿轮等中间传输环节更容易受到干扰力的影响，所以提高直线电机控制系统的抗干扰性能具有非常重要的意义。文中在建立直线电机干扰模型的基础上提出了一种有效减弱直线电机电磁推力波动干扰的方法。... 与旋转电机相比，直线电机由于减少了齿轮等中间传输环节更容易受到干扰力的影响，所以提高直线电机控制系统的抗干扰性能具有非常重要的意义。文中在建立直线电机干扰模型的基础上提出了一种有效减弱直线电机电磁推力波动干扰的方法。该方法采用干扰观测器和迭代学习算法相结合的策略，从而可以抑制干扰力对直线电机控制系统的影响。并因此可以获得很高的稳态位置精度。仿真结果和实验结果显示，在采用该文设计的基于干扰观测器反馈和迭代学习相结合的抗干扰系统后，直线电机位置系统可以达到较好的抗干扰效果，而且可以达到更高的定位精度。 展开更多
关键词 位置控制 直线电机 干扰观测器 迭代学习算法 抗电磁干扰
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基于内模原理的直线永磁同步伺服电机H_∞控制 被引量：5
3
作者 郭庆鼎 孙艳娜 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期509-512,518,共5页
在速度伺服系统中 ,为保证对干扰有良好的动态抑制作用且无静态扰动误差 ,同时使系统具有鲁棒稳定性 ,采用输出点混合灵敏度的方法 ,并将内模原理与H∞ 控制理论相结合设计了H∞ 速度控制器 .实际求解标准H∞问题时 ,在扰动通道内引入... 在速度伺服系统中 ,为保证对干扰有良好的动态抑制作用且无静态扰动误差 ,同时使系统具有鲁棒稳定性 ,采用输出点混合灵敏度的方法 ,并将内模原理与H∞ 控制理论相结合设计了H∞ 速度控制器 .实际求解标准H∞问题时 ,在扰动通道内引入近似内模 ,以使问题简化且满足高性能的要求 .为充分抑制负载阻力扰动 ,还设计了一个H∞ 负载扰动观测器 ,该观测器可以自动保证观测结构的鲁棒稳定性 . 展开更多
关键词 H∞控制 内模原理 直线永磁同步伺服电机
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基于ZPETC和DOB的直线电机控制器设计及实验研究 被引量：13
4
作者 李志军 刘成颖 +1 位作者 孟凡伟 周凯 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第24期134-140,21,共7页
直线电机驱动系统中存在的负载力、推力波动等干扰力会引起跟踪误差,降低跟踪性能。干扰观测器可以检测并补偿干扰,有效提高系统的抗干扰能力。前馈控制是提高系统跟踪性能的另一种方法,如直接速度前馈控制器、零相位误差跟踪控制器等,... 直线电机驱动系统中存在的负载力、推力波动等干扰力会引起跟踪误差,降低跟踪性能。干扰观测器可以检测并补偿干扰,有效提高系统的抗干扰能力。前馈控制是提高系统跟踪性能的另一种方法,如直接速度前馈控制器、零相位误差跟踪控制器等,可以有效提高系统带宽,提高跟踪性能。针对直线电机在抗干扰和动态响应方面的需求,该文研究了基于直接速度前馈控制器、零相位跟踪控制器和干扰观测器的直线电机控制方法,并给出实验结果。结果表明,直接速度前馈控制器使位置能够无静地跟踪二阶指令输入,干扰观测器能够很好的抑制推力波动和摩擦力的影响,零相位跟踪控制器能够提高位置闭环带宽,改善跟踪性能,特别是三阶位置指令输入时的跟踪误差。 展开更多
关键词 直线电机 零相位跟踪控制器 干扰观测器
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直线电机精密工作台扰动观测器设计 被引量：9
5
作者 杨开明 叶佩青 +1 位作者 游华云 褚毅成 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2005年第12期1430-1432,共3页
针对直线电机驱动、气浮导轨支撑的精密工作台没有机械阻尼、抗扰动性能差的特点,为了在较短的位置伺服周期内(110μs)抑制工作台上的线缆扰动以及直线电机推力波动的影响,提高工作台的轨迹跟踪精度,采用了基于精密工作台名义模型的方... 针对直线电机驱动、气浮导轨支撑的精密工作台没有机械阻尼、抗扰动性能差的特点,为了在较短的位置伺服周期内(110μs)抑制工作台上的线缆扰动以及直线电机推力波动的影响,提高工作台的轨迹跟踪精度,采用了基于精密工作台名义模型的方法设计扰动观测器,构成PD+扰动观测器的运动控制结构。通过实验,与没有扰动观测器的PD控制相比较,工作台静态定位精度提高了0.3μm,以120 mm/s匀速运动时工作台的轨迹跟踪精度提高了2μm。结果表明,该控制方法计算量小,抑制外部扰动效果好,有利于工作台综合性能的提高。 展开更多
关键词 直线电机 精密工作台 扰动观测器 运动控制
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直线电机速度扰动控制器的Simulink仿真与比较 被引量：6
6
作者 吴勇 王英 +1 位作者 熊振华 丁汉 《计算机仿真》 CSCD 2004年第5期155-158,7,共5页
针对高速高精芯片封装平台的交流永磁直线同步电机驱动系统,阐述直线电机运行的基本机理,并建立简洁实用的数学驱动模型。在芯片封装平台高性能速度控制系统的要求下,通过抑制速度扰动的DOB和ARC控制器设计,利用Matlab/Simulink模块明... 针对高速高精芯片封装平台的交流永磁直线同步电机驱动系统,阐述直线电机运行的基本机理,并建立简洁实用的数学驱动模型。在芯片封装平台高性能速度控制系统的要求下,通过抑制速度扰动的DOB和ARC控制器设计,利用Matlab/Simulink模块明确比较了各自的不同性能,提出在不同的工作环境下,对基本速度控制器和干扰抑制器的选择。 展开更多
关键词 芯片封装 直线电机 扰动观测器 自适应鲁棒控制
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基于干扰观测器的球形移动机器人直线运动控制 被引量：9
7
作者 于涛 王益博 +1 位作者 孙汉旭 赵伟 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第9期123-129,共7页
针对受扰球形移动机器人的直线运动控制问题,提出一种基于滑模干扰观测器和双幂次趋近律的分层滑模控制方法。该控制方法利用滑模干扰观测器对未知扰动进行在线估计,并且采用基于滑模干扰观测器的分层滑模控制器实现被控机器人系统的连... 针对受扰球形移动机器人的直线运动控制问题,提出一种基于滑模干扰观测器和双幂次趋近律的分层滑模控制方法。该控制方法利用滑模干扰观测器对未知扰动进行在线估计,并且采用基于滑模干扰观测器的分层滑模控制器实现被控机器人系统的连续鲁棒控制。首先设计被控系统的第一层和第二层滑动变量,然后基于第一层滑动变量定义系统的辅助滑动变量。基于所定义的辅助滑动变量设计滑模干扰观测器,然后基于所设计的滑模干扰观测器和第二层滑动变量,采用改进的双幂次趋近律设计分层滑模控制器。从理论上分析所设计的分层滑模控制器作用下闭环系统的稳定性,并通过仿真实验验证所提控制方法的有效性。 展开更多
关键词 球形机器人 直线运动 分层滑模控制 干扰观测器 双幂次趋近律
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适用于非线性主动悬架滑模控制的线性干扰观测器 被引量：7
8
作者 龙江启 向锦涛 +1 位作者 俞平 王骏骋 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1230-1240,共11页
基于参考天棚模型主动悬架中存在力的非线性特性、参数不确定以及执行器非理想性等问题,为了削弱这些问题对控制效果的影响,提出一种用于估计非线性参量以及参数不确定、非理想执行器所引起的不确定量的线性干扰观测器,结合滑模控制建... 基于参考天棚模型主动悬架中存在力的非线性特性、参数不确定以及执行器非理想性等问题,为了削弱这些问题对控制效果的影响,提出一种用于估计非线性参量以及参数不确定、非理想执行器所引起的不确定量的线性干扰观测器,结合滑模控制建立了带有干扰观测器的控制系统;分析了天棚阻尼系数和不确定量对主动悬架控制效果的影响,给出了最优天棚阻尼的选取方法,验证了干扰观测器的有效性;最后,仿真模拟了所提出的控制算法在凸块以及C级路面行驶工况下的控制效果,结果显示:相比于传统没有观测器的基于参考天棚模型的滑模控制,所设计的含有观测器的基于参考天棚模型滑模控制算法在舒适性、稳定性以及安全性方面都有所提升。 展开更多
关键词 车辆工程 主动悬架 线性干扰观测器 参考天棚模型 滑模控制
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基于LMI和扰动观测器的电动伺服系统RBF神经网络控制 被引量：1
9
作者 李晓飞 范元勋 许鹿辉 《机械制造与自动化》 2024年第1期113-117,共5页
为了提高电动伺服系统的加载力跟踪精度,基于线性矩阵不等式(LMI)设计扰动观测器和控制器。针对系统中的非线性因素,采用RBF神经网络逼近系统的数学模型;在建立系统跟踪目标模型的基础上,根据LMI设计扰动观测器对控制器进行多余力的补偿... 为了提高电动伺服系统的加载力跟踪精度,基于线性矩阵不等式(LMI)设计扰动观测器和控制器。针对系统中的非线性因素,采用RBF神经网络逼近系统的数学模型;在建立系统跟踪目标模型的基础上,根据LMI设计扰动观测器对控制器进行多余力的补偿,利用李雅普诺夫函数证明扰动观测器和控制器的收敛;在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,分析扰动观测器和RBF神经网络在不同工况下对系统相应量的精准估计,且误差均满足所设定的性能指标,同时与PID控制相比较,证明所提控制策略的控制性能更优。 展开更多
关键词 电动伺服系统 线性矩阵不等式 扰动观测器 RBF神经网络
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基于LMI的水轮机调节系统扰动观测状态反馈控制策略研究
10
作者 郭雅卿 钱晶 +3 位作者 刘鸿举 吴涛 段亚健 邹屹东 《水电能源科学》 北大核心 2024年第7期169-173,共5页
为进一步提高水轮机的调节性能和控制精度,针对水轮机调节系统提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的扰动观测状态反馈控制策略。首先,对水轮机调节系统进行了建模,并设计了一种基于LMI的扰动观测状态反馈控制策略,该策略综合考虑了水轮... 为进一步提高水轮机的调节性能和控制精度,针对水轮机调节系统提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的扰动观测状态反馈控制策略。首先,对水轮机调节系统进行了建模,并设计了一种基于LMI的扰动观测状态反馈控制策略,该策略综合考虑了水轮机的运行状态及扰动观测值;然后通过LMI完成了该控制器的设计与分析;最后,为了验证所提控制策略的有效性和鲁棒性,通过仿真试验进行了测试。结果表明,与传统的控制方法相比,该扰动观测状态反馈控制策略可有效提高水轮机调节系统的响应速度、准确性和稳定性,且降低了系统对扰动的敏感性。 展开更多
关键词 水轮机调节系统 线性矩阵不等式 扰动观测器 状态反馈
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垂直运动永磁同步直线电机的复合控制研究 被引量：6
11
作者 李奇军 龚俊 宁会峰 《机械设计与制造》 北大核心 2014年第9期62-64,68,共4页
为了改善永磁同步直线电机在数控珩磨机主轴往复运动时的伺服性能,建立了永磁同步直线电机的数学模型。通过对直线电机运动系统数学模型进行分析,得出系统参数摄动、推力波动、负载扰动等不确定因素是造成控制性能下降的主要因素。提出... 为了改善永磁同步直线电机在数控珩磨机主轴往复运动时的伺服性能,建立了永磁同步直线电机的数学模型。通过对直线电机运动系统数学模型进行分析,得出系统参数摄动、推力波动、负载扰动等不确定因素是造成控制性能下降的主要因素。提出以典型三闭环PID控制、前馈控制和干扰观测器相结合的复合控制结构来提高系统的控制性能,并对控制器进行设计。在MATLAB中对控制系统进行建模和仿真,仿真结果表明,采用复合控制后,系统可以达到较好的抗干扰效果,基本上消除了响应滞后,能准确的跟踪输入信号。 展开更多
关键词 直线电机 数学模型 PID控制 干扰观测 前馈控制
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基于电流约束的永磁同步电机非串级控制
12
作者 冯卓儒 丁学明 《农业装备与车辆工程》 2024年第1期167-172,共6页
针对永磁同步电机非串级结构下的控制器存在不匹配干扰和过流保护的问题,设计了基于电流约束的滑模控制器。采用线性干扰观测器来对不匹配干扰进行观测和补偿,解决常规的滑模控制器对不匹配干扰难以抑制的问题;采用电流惩罚项来对电流... 针对永磁同步电机非串级结构下的控制器存在不匹配干扰和过流保护的问题,设计了基于电流约束的滑模控制器。采用线性干扰观测器来对不匹配干扰进行观测和补偿,解决常规的滑模控制器对不匹配干扰难以抑制的问题;采用电流惩罚项来对电流进行约束,解决永磁同步电机因过大的电流而威胁到电路安全的问题。仿真实验结果表明,该控制器可以有效地抑制不匹配干扰,使电机受到外部负载干扰后转速快速恢复到目标转速,有效地对电流进行约束,使电流不超过安全阈值。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模控制 线性干扰观测器 电流惩罚项 电流约束
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基于内模原理的直线永磁同步伺服电机H_∞控制 被引量：6
13
作者 郭庆鼎 刘爱民 +1 位作者 孙艳娜 迟林春 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2003年第3期206-209,共4页
在速度伺服系统中,为了保证对干扰有良好的动态抑制作用且无静态扰动误差,同时使系统具有鲁棒稳定性,针对直线伺服系统所具有两个扰动输入点和两个偏差输出点的特征,对扰动进行转化后采用输出点混合灵敏度的方法,并将内模原理与H∞控制... 在速度伺服系统中,为了保证对干扰有良好的动态抑制作用且无静态扰动误差,同时使系统具有鲁棒稳定性,针对直线伺服系统所具有两个扰动输入点和两个偏差输出点的特征,对扰动进行转化后采用输出点混合灵敏度的方法,并将内模原理与H∞控制理论相结合设计了H∞速度控制器.实际求解标准H∞问题时,在扰动通道内引入近似内模,以使问题简化且满足高性能的要求.为了充分抑制负载阻力扰动,设计了一个H∞负载扰动观测器,该观测器可以自动保证观测结构的鲁棒稳定性. 展开更多
关键词 直线伺服电机 H∞控制 内模原理 混合灵敏度 扰动观测器
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一种直线感应电机的新型积分滑模控制器的设计与仿真 被引量：2
14
作者 韩凯伟 王艳 纪志成 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2146-2154,共9页
针对非匹配扰动影响下的直线感应电机速度跟踪问题进行研究,基于扩张扰动观测器设计了一种新型积分滑模控制器,使电机在非匹配扰动下具有良好的响应特性。针对带有边缘效应的直线感应电机模型,为其中的非匹配扰动分别设计了扩张扰动观测... 针对非匹配扰动影响下的直线感应电机速度跟踪问题进行研究,基于扩张扰动观测器设计了一种新型积分滑模控制器,使电机在非匹配扰动下具有良好的响应特性。针对带有边缘效应的直线感应电机模型,为其中的非匹配扰动分别设计了扩张扰动观测器,对扰动导数的观测值进行滤波处理,基于扰动量及其导数的观测值设计了新型积分滑模控制器(EDO-NSMC)。仿真研究表明所设计的控制器具有良好的响应特性和鲁棒性,并且减轻了传统滑模控制器的抖振效应。 展开更多
关键词 直线感应电机 边缘效应 非匹配扰动 扩展扰动观测器 滑模控制
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永磁直线电机定位伺服系统的鲁棒复合控制 被引量：2
15
作者 陆涛 程国扬 《微电机》 北大核心 2013年第2期67-70,共4页
提出一种无静差定点伺服跟踪控制器的设计。控制律中包含线性状态反馈、对给定输入和扰动的前馈补偿,其中采用时间延迟控制的方法对未知扰动进行估计并用于补偿,采用一个现值观测器对系统的不可量测状态进行估计。把这种控制方法用于一... 提出一种无静差定点伺服跟踪控制器的设计。控制律中包含线性状态反馈、对给定输入和扰动的前馈补偿,其中采用时间延迟控制的方法对未知扰动进行估计并用于补偿,采用一个现值观测器对系统的不可量测状态进行估计。把这种控制方法用于一个永磁直线电机位置伺服系统的控制,并在Matlab/Simulink中进行了仿真研究,结果表明所设计的控制系统可以对给定目标位置进行快速和准确的跟踪,且对扰动和系统参数差异具有较好的性能鲁棒性。 展开更多
关键词 直线电机 扰动 时间延迟控制 状态观测器 鲁棒性
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基于干扰观测器的感应直线伺服电机解耦控制
16
作者 韩永强 郭庆鼎 刘德君 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2005年第2期179-182,共4页
感应直线电机具有结构简单、坚固耐用、适应性强、成本低的特点,因而在各个领域获得广泛应用.但由于感应直线电机是一个非线性、多变量、强耦合的复杂对象,要实现高性能的控制效果,必须对其进行解耦,应用多变量非线性的逆系统理论,通过... 感应直线电机具有结构简单、坚固耐用、适应性强、成本低的特点,因而在各个领域获得广泛应用.但由于感应直线电机是一个非线性、多变量、强耦合的复杂对象,要实现高性能的控制效果,必须对其进行解耦,应用多变量非线性的逆系统理论,通过状态反馈进行动态解耦控制,从而将感应直线电机分解为转速和转子磁链独立的子系统,然后应用线性系统理论进行控制器的设计.为了抑制扰动,采用干扰观测器进行扰动补偿.仿真结果表明,这种控制方案有较好的动态和静态特性及抗扰性. 展开更多
关键词 感应直线电机 逆系统 动态解耦控制 干扰观测器 反馈线性化 非线性
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频率时变的谐波扰动抑制方法 被引量：1
17
作者 周新秀 房建成 +1 位作者 刘刚 张然 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第36期131-137,共7页
为抑制谐波扰动对控制系统的影响,对频率时变的谐波扰动进行分析,提出两种针对频率时变的谐波扰动的抑制方法:线性反馈方法与基于非线性干扰观测器的方法。线性反馈方法依据于线性矩阵不等式理论,将频率变化的谐波扰动分解为频率固定的... 为抑制谐波扰动对控制系统的影响,对频率时变的谐波扰动进行分析,提出两种针对频率时变的谐波扰动的抑制方法:线性反馈方法与基于非线性干扰观测器的方法。线性反馈方法依据于线性矩阵不等式理论,将频率变化的谐波扰动分解为频率固定的谐波扰动与非线性不确定项,采用一般的干扰观测方法对固定频率扰动进行观测,并采用线性反馈方法对非线性不确定项进行抑制。基于非线性干扰观测器的方法直接对谐波扰动进行观测,并采用鲁棒控制器进行干扰补偿。采用李亚普诺夫理论来验证扰动抑制方法的稳定性。将两种扰动抑制方法应用于磁悬浮飞轮电机控制系统,通过仿真与实验结果表明,两种方法具有很好的扰动抑制能力。基于非线性干扰观测器的扰动抑制方法依据扰动的特性设计,具有更好的动态、稳态特性与鲁棒性。 展开更多
关键词 谐波扰动 线性矩阵不等式 非线性干扰观测器 变结构控制 磁悬浮
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广义系统干扰解耦的正则状态观测器 被引量：1
18
作者 邹云 杨成梧 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第5期466-473,共8页
本文在文[1]的基础上进一步讨论了含有未知输入(或外部干扰)的广义系统Ex=Ax+Bu+Mf,y=Dx的正则状态观测器问题。结果表明:只要这样的观测器存在,则也可将其设计化为一个低于rankE阶的正则系统的相应问题。
关键词 广义系统 干扰解耦 观测器
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干扰观测器补偿的四旋翼块对角控制器
19
作者 何云风 赵国荣 +1 位作者 王元鑫 韩旭 《计算机仿真》 北大核心 2022年第4期11-17,共7页
针对四旋翼无人机大机动、强非线性、强耦合、多变量、易受外界干扰的特点,并考虑到其模型符合块对角结构,设计了干扰观测器补偿的块对角控制器。首先,针对前四个特点,并结合模型的特殊块对角结构,提出采用块对角理论对飞行控制器进行... 针对四旋翼无人机大机动、强非线性、强耦合、多变量、易受外界干扰的特点,并考虑到其模型符合块对角结构,设计了干扰观测器补偿的块对角控制器。首先,针对前四个特点,并结合模型的特殊块对角结构,提出采用块对角理论对飞行控制器进行设计。然后,为提高块对角控制器的综合性能,提出将混合线性设计策略应用到控制器设计中。最后,为提高其在实际环境中的抗干扰性,引入非线性干扰观测器对干扰进行估计和补偿,得到了干扰观测器补偿的块对角控制器。仿真表明上述控制器具有很好的动态性能和跟踪性能,同时具有很好的抗干扰性和鲁棒性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 飞行控制器 块对角理论 混合线性设计 非线性干扰观测器
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基于扰动观测器的直线电机速度系统预测函数控制 被引量：1
20
作者 周磊 林健 +1 位作者 汪木兰 黄家才 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第11期146-149,共4页
针对直线电机伺服系统存在非线性、不确定性和各种扰动等特性,提出了一种基于扰动观测器和预测函数控制的复合控制方法。首先建立直线电机伺服系统的数学模型;然后设计扰动观测器对参数变化和外部干扰进行补偿,将干扰估计值反馈给预测... 针对直线电机伺服系统存在非线性、不确定性和各种扰动等特性,提出了一种基于扰动观测器和预测函数控制的复合控制方法。首先建立直线电机伺服系统的数学模型;然后设计扰动观测器对参数变化和外部干扰进行补偿,将干扰估计值反馈给预测函数控制器,建立带有干扰信息的预测模型,从而优化控制方法,提高伺服系统的控制效果。仿真结果表明,采用该复合控制方法设计的扰动观测器和预测函数控制器能够有效抑制扰动,满足系统对快速性和稳态精度的要求,系统具有较强的鲁棒性和抗干扰性,能够实现伺服系统的有效控制。 展开更多
关键词 直线电机 扰动观测器 预测函数控制
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