裴广东[1]2004年在《基于直流伺服系统的模糊自适应控制的应用研究》文中认为本文以直流伺服系统作为研究对象，依据设计任务书所提出的动静态精度和响应快速性的要求，针对直流伺服系统的非线性、时变性、大惯量及变负载等恶劣情况之下的位置修正问题，提出了基于模糊模型的修正因子自适应控制算法，并在实践中进行了验证。 对伺服系统来说，控制算法的快速性是一个很重要的性能指标，论文中对网络参数先进行离线学习，初步修正；随后在实际控制中进行在线学习。当误差较大时，采用帮帮控制算法，以使系统能够最大速度的运动。上述措施较好地解决了控制精度和响应实时性之间的矛盾。 实验结果表明：所设计的控制器能够较好地解决直流伺服系统在复杂、恶劣情况下的位置修正问题，达到了设计要求。
刘姗梅[2]2007年在《永磁同步电机伺服系统控制策略研究》文中研究说明伺服控制系统在工业控制和家用电气等领域的应用越来越广泛，随着人们对伺服控制产品的性价比要求越来越高，以数字信号处理技术为基础、以永磁同步电机为执行电机、采用高性能控制策略的全数字永磁同步交流伺服控制系统已成为伺服控制系统发展的趋势。本文首先分析了永磁同步电机矢量控制的原理和特点，选取了基于i_d=0的转子磁场定向控制方式，确立了基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的叁闭环伺服控制系统实施方案，并在Matlab／simulink中建立了永磁同步电机伺服控制系统的仿真模型，采用PI控制时的仿真结果验证了该方案的正确性。在分析了永磁同步电机的数学模型后，针对伺服系统的非线性和不确定性，提出了一种基于自适应模糊算法的滑模控制器，并将此控制器用于永磁同步电机伺服系统的位置控制，仿真结果验证了此策略的可行性。与PI控制的对比仿真结果证明了自适应模糊滑模控制器在抗参数变化和负载扰动上的优越性。本文进一步研究了控制参数变化对控制性能的影响，结果表明降低自适应控制项的系数大小时，系统的抗干扰能力明显变弱，这验证了自适应控制在抵抗负载扰动上的重要性。结合上述研究，本文在以Freescale公司DSP56F8357为基础的试验平台上进行了一系列试验，并通过Pc Master对电机运行状态进行观测，试验结果证明了自适应模糊滑模控制系统的优越性和实用性。
周晖[3]2006年在《基于模糊PI控制的永磁同步电机矢量控制系统实现及性能研究》文中认为随着电机技术、现代电力电子技术、微电子技术、控制技术及计算机等支撑技术的快速发展，交流伺服系统取代直流伺服系统尤其是在高精度、高性能要求的伺服驱动领域成了现代电机伺服驱动系统的一个发展趋势。而随着永磁材料特别是钕铁硼的发展，由永磁同步电机(PMSM)作为执行元件构成的永磁交流伺服系统具有逐步成为现代交流电机伺服驱动系统主流(尤其是中小容量的高性能要求领域)的趋势。本文完成的主要工作分MATLAB／SIMULINK仿真与基于DSP的系统实现两部分。第一部分工作实现了SVPWM和位置环的模糊自适应PI控制，构建了一个完整的仿真实验平台。通过仿真，可以看到，利用SVPWM实现了电压空间矢量连续调节，定子磁链呈较好的圆形，转矩脉动小；利用模糊自适应PI控制实现了系统的快速响应，具有较好的跟踪能力和抗干扰能力。第二部分工作完成了基于DSP控制的伺服系统实验平台的搭建，并在此平台上实现了软件设计，通过实验验证了本系统具有良好的伺服性能。由于作者能力和时间所限，本文还有不少不足之处，请多多指正，谢谢!
王喜明[4]2007年在《基于LuGre模型的摩擦力矩补偿研究》文中研究指明转台伺服系统作为光电精密跟踪系统的硬件设备，在光电精密跟踪系统的研制中起着重要作用。低速性能是转台性能评价指标之一，而转台的低速性能受到摩擦力矩、电机波动力矩、测量系统的误差等影响。因此，对转台伺服系统低速性能的分析以及摩擦补偿方法的研究，对研制结构简单且性能优良的精密直流伺服系统具有重要的应用价值。本文首先概述了摩擦力建模及摩擦力矩补偿的研究状况，提出本文使用的目前比较完善的LuGre模型。其次，对影响伺服系统低速性能的主要因素进行了分析，重点介绍了摩擦力矩，电机波动力矩对伺服系统低速性能的影响，分析了带有摩擦的直流伺服系统的稳定性。第叁，针对摩擦力矩对低速性能的影响，给出了几种补偿摩擦力矩的方法。本文介绍的补偿方法是基于模型的摩擦力矩补偿理论的。主要介绍基于LuGre摩擦观测器，LuGre摩擦自适应补偿控制。最后对带有摩擦的直流伺服系统进行了摩擦力矩补偿仿真，给出了仿真结果。证明了LuGre摩擦自适应补偿能够很好的抑制伺服系统低速时的摩擦干扰影响。
张小莉[5]2011年在《基于DSP的全数字低压直流伺服控制系统的研究》文中研究表明永磁无刷直流电机具有效率高、调速性能好、结构简单、可靠性高等优点,广泛应用于工业、军事等领域。全数字控制器是保证伺服系统高精度、高响应等性能指标的关键部分,以高性能数字信号处理器为核心的全数字伺服控制系统在国内仍是研究的热点之一。针对军用设备对伺服系统低电压大功率、高可靠性的要求,本文以MAXON永磁无刷直流电机为控制对象,建立了无刷直流电机的数学模型和仿真模型,优化了伺服控制系统的控制算法,设计了具有位置环、速度环和电流环的叁闭环全数字低压直流伺服控制系统,通过实验对系统原型样机进行了验证。首先分析了无刷直流电机的基本结构和工作原理,建立了无刷直流电机的数学模型,提出了叁闭环全数字低压直流伺服控制系统的框架结构。分析了直流伺服控制系统各种PWM调制方法的优缺点,优选了适合全数字低压直流伺服控制系统的PWM调制方法。其次基于Matlab/Simulink,建立了无刷直流电机的叁闭环控制系统的仿真模型。提出了自适应模糊PID控制算法应用于伺服控制系统的位置环,仿真结果表明相对于传统PID控制算法,低压直流伺服控制系统的静态、动态性能有较好的改善。然后设计了基于高性能数字信号处理器的叁闭环伺服控制系统的原型样机。硬件系统包括叁相逆变器、电压电流检测、位置传感处理等模块。软件设计采用模块化设计方法,包括主程序和中断服务子程序。中断服务程序实现了电流采样、PID控制算法、换相控制等功能。最后对原型样机进行了软硬件调试、系统性能测试。实验结果表明所设计的叁闭环全数字低压直流伺服控制系统方案可行,为后续的研究打下基础。
顾洲[6]2007年在《DGR-5A机器人伺服控制技术研究》文中研究说明教学机器人作为机器人技术、计算机技术和机电一体化技术教育的教学工具,对人才培养和高新技术的推广应用有着重要的意义。而机器人的伺服控制技术又是其中非常关键的问题,本文对机器人的伺服控制系统做了较为全面的工作。本文所采用的机器人伺服控制采用叁环控制,即电流环、速度环和位置环,考虑到系统的响应速度以及控制器设计的方便性,电流环和速度环采用模拟闭环,位置环采用数字闭环。本文从两个方面对系统进行设计,分别为:硬件系统设计和位置环的控制方案的设计与仿真。硬件系统设计主要有:各个反馈信号的调理电路以及速度环的控制模块、电流环的控制模块和电源模块,并设计了PWM伺服放大模块。对于位置环控制模块,本文所做的工作主要是控制方案的设计和方案的比较研究,考虑到机器人关节电机的伺服控制系统具有很多的不确定性,以及多关节电机在低速运行下,由于摩擦力作用出现的爬行现象,在位置环的伺服控制中采用了具有PID结构形式滑模面的模糊滑模自适应控制方案,经过多种控制策略仿真比较研究表明:该方案具有准确的跟踪性能、和很强的鲁棒性,克服了低速爬行现象;同时,有效地抑制了滑模变结构控制固有的抖振现象,具有令人满意的动静态性能。
司伟[7]2009年在《基于DSP的永磁同步电机伺服系统的研究与实现》文中研究说明随着科学技术的迅速发展,特别是电机制造技术、电力电子技术和计算机控制技术取得的巨大进步,交流伺服控制系统逐步受到大家的关注。以数字信号处理技术为基础、以永磁同步电机为执行电机、采用高性能控制策略的全数字化永磁同步交流伺服控制系统必将成为伺服控制系统发展的趋势。永磁同步电机模型是强耦合、时变的非线性系统,本文采用矢量控制策略实现了永磁同步电机的解耦控制,构建了具有良好性能的交流调速系统;为了实现精确的定位控制,提出了基于模糊自适应PI控制的位置伺服系统设计方案。论文首先介绍了永磁同步电机交流伺服系统的发展概况、永磁同步电机的结构、数学模型以及矢量控制在交流伺服系统中的应用;然后对模糊自适应理论及基于模糊自适应PI控制的位置伺服系统设计进行了详细说明,利用Matlab/Simulink建立了永磁同步电机伺服系统的仿真模型,并对基于模糊自适应PI控制的位置环以及整个位置伺服系统分别进行了仿真,得到了相应的仿真波形,验证了整个系统设计的正确性。在理论研究和仿真分析的基础上,论文完成了以TI公司DSP TMS320F2812为控制核心,以DR20A为集成功率驱动模块的系统硬件电路的设计;在CCS2.0开发平台下,完成了系统软件的编写以及软硬件联调实验;实验中,对电机实际运行相电流、转速、位置等曲线的进行了观测,通过实验结果可以看出,所设计的交流伺服系统具有较强的鲁棒性、较好的调速性能以及较高的定位精度,基本能够满足高性能伺服系统的要求。
潘雷[8]2006年在《基于模糊自适应PID控制的交流永磁伺服控制系统研究》文中指出现代电力电子技术、微电子技术以及专用集成芯片的大力发展推动了电机控制在实践中的应用,交流变频调速以其优异的调速性能和高效节能特性,正在逐步取代直流调速系统,电机控制也在逐步朝着性能优化、结构简化的全数字式方向发展。伺服系统是电机制造技术、检测技术、电力电子技术、微处理器技术和现代控制技术相结合的产物。永磁同步电机具有高效、高转矩电流比和低惯量等优点,在高性能微处理器芯片和先进控制理论的支持下能获得良好的控制性能。因此,永磁同步电机在伺服控制领域得到了广泛的应用。本文结合大量的文献资料,全面总结和介绍了当前永磁同步电机伺服系统的发展趋势、系统各种控制方法的发展现状和本文解决的一些实际问题,进一步明确了加强开发永磁同步电机伺服系统的意义。
廖国强[9]2011年在《交流永磁同步电机伺服驱动器研究》文中研究指明近二叁十年以来，随着微电子技术、电力电子技术、传感器技术、电机制造技术以及先进的控制理论等支撑技术的飞速发展，以永磁同步电动机为主控对象的交流伺服系统逐步取代了直流伺服系统，在工业机器人、数控机床、柔性制造系统、包装机械、大规模集成电路制造、雷达等各种军用武器随动系统以及航空航天等方面得到广泛应用。交流伺服系统是一个涵盖了机械、电子、电机等大学科，并涉及到强电与弱电控制，复杂的非线性多耦合控制系统。研究与开发高性能的交流伺服系统一直是现代机械制造工业和军事工业的关键技术之一。控制器性能的提高可以大幅度地提高交流伺服系统性能，目前各种先进的控制策略和算法不断涌现，将这些先进的控制策略和算法应用于交流伺服系统将有效的提高伺服系统的控制性能。首先，本文建立了永磁同步电动机分别在ABC坐标系和d-p坐标系中的数学模型，为伺服控制系统的设计提供依据。选择了空间矢量脉宽调制（SVPWM）算法来驱动逆变器，并在Matlab/Simulink软件中建立了基于SVPWM的交流伺服系统仿真模型。对采用PID控制的系统模型并进行了调试和仿真，验证了模型的正确性。其次，根据永磁伺服系统运行中存在各种各样干扰的特点，将干扰观测器（DOB）理论应用于伺服系统。在伺服系统采用PID控制器的基础上，在位置环中加入一个干扰观测器，其作用是提高系统的抗干扰能力，使控制误差减小。仿真表明DOB加入以后系统的抗干扰能力及跟踪精度都有所提高。然后，设计了一种模糊自适应PID控制器，它结合了模糊控制和自适应控制方法具有的较好鲁棒性、不需要系统精确模型、设计方法简单实用的优点，来实时整定PID参数，根据控制经验使系统获得较满意的控制效果。仿真显示这种控制器能准确地反映误差的变化，可以在误差较小时弥补模糊控制的不足，使误差进一步减小，从而大大提高跟踪性能和稳定性。最后，介绍了永磁交流伺服系统驱动器的基本情况，主要阐述了功率驱动电路的计算和设计，为PMSM实验平台的建立做前期准备工作。
邵威[10]2009年在《基于模糊自适应PID的万能试验机控制系统的应用研究》文中认为万能试验机是一种广泛用于各种材料的质量控制和新材料的力学性能研究的重要的精密测量仪器,它将拉伸、压缩、弯曲、扭转集于一身,通过不同的加载方式,测量各种材料的多项力学性能。由于测量对象的加载方式多样性和测量过程的复杂性,对于不同的材料和不同的加载方式,如何控制与测量,且保证其正确、快速和准确是目前万能试验机控制系统的研究重点和难点。本课题主要工作内容如下:1.针对万能试验机的工作原理和系统构成,对万能试验机进行了功能分析,给出了电子万能试验机控制系统的设计方案。设计了万能试验机的控制器,并采用脉宽调制技术实现了对不同加载方式的控制。2.建立了各个组成部分的数学模型,进而得到电子万能试验机控制系统的数学模型,通过验证表明该模型是准确的。3.设计了一种二维/叁维模糊自适应PID控制器。当误差较大时采用以误差和误差变化率作为模糊控制器输入的二维模糊PID控制,误差较小时采用以误差、误差变化率和误差变化加速度作为模糊控制器输入的叁维模糊PID控制,实现了两种控制方法的互补。本课题针对国际标准ISO6892:1998(E)及国家标准GB/T228-2002中对材料试验条件的规定,采用MATLAB仿真,结果表明该控制算法可以获得较好的控制效果,满足国家标准要求。
参考文献：
[1]. 基于直流伺服系统的模糊自适应控制的应用研究[D]. 裴广东. 南京理工大学. 2004
[2]. 永磁同步电机伺服系统控制策略研究[D]. 刘姗梅. 浙江大学. 2007
[3]. 基于模糊PI控制的永磁同步电机矢量控制系统实现及性能研究[D]. 周晖. 浙江大学. 2006
[4]. 基于LuGre模型的摩擦力矩补偿研究[D]. 王喜明. 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）. 2007
[5]. 基于DSP的全数字低压直流伺服控制系统的研究[D]. 张小莉. 上海交通大学. 2011
[6]. DGR-5A机器人伺服控制技术研究[D]. 顾洲. 南京航空航天大学. 2007
[7]. 基于DSP的永磁同步电机伺服系统的研究与实现[D]. 司伟. 北京交通大学. 2009
[8]. 基于模糊自适应PID控制的交流永磁伺服控制系统研究[D]. 潘雷. 辽宁工程技术大学. 2006
[9]. 交流永磁同步电机伺服驱动器研究[D]. 廖国强. 华东交通大学. 2011
[10]. 基于模糊自适应PID的万能试验机控制系统的应用研究[D]. 邵威. 合肥工业大学. 2009
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