无人机电控速度模糊PI双闭环控制仿真研究

【目的】针对农用无人机作业时,对速度的稳定恒速需求,研究无人机无刷直流电机的速度控制模糊PI闭环算法。【方法】分析无人机电控系统的结构原理,根据电控系统驱动无刷直流电机的速度控制要求,在Matlab/Simulink环境下,构建电控驱动无刷直流电机系统的仿真模型,采用速度电流双闭环控制策略,其中,速度环使用模糊PI控制器,电流环使用电流滞环控制。设置系统参数,进行仿真分析,搭建ARM电路仿真板,验证算法的有效性。【结果】采用模糊PI后,该系统加快了速度响应,减少了系统超调量,提高了系统的抗干扰能力,提高了系统的动态特性和鲁棒性。【结论】本研究提出的模糊PI控制策略是有效的,可为无人机实际电机控制系统设计和调试提供理论参考。     

基于功率控制的三相电压型PWM整流器控制器设计

提出基于功率控制的三相电压型PWM(pulse width modulation)整流器控制器设计方法。根据能量守恒原理建立的VSR(voltage source rectifier)数学模型可通过忽略回路电阻及电感充放电所消耗的能量等效成线性定常系统。系统外环采用电容储能控制,内环采用电流控制,同时引入直流负载功率补偿,实现对电容储能变化率的直接控制。电流内环采用前馈解耦PI(proportional-integral)控制,将内环等效成一阶惯性环节。电容储能外环采用PI控制,利用代数分析及根轨迹分析,提出外环PI参数的设计方法。VSR系统整体等效为二阶系统。仿真结果表明：本文所提出的控制器设计方法能使得VSR达到优异的性能。     

无刷直流电机模糊与PI双闭环调速系统的研究

根据无刷直流电机的发展,将转速外环模糊控制和电流内环PI控制相结合,设计了双闭环直流调速系统控制方案。通过模块化、集成设计,试制了无刷直流电机控制器样板,以C语言编程实现了转速环模糊控制算法和电流环PI控制算法。搭建了无刷直流电机调速系统试验平台,试验结果表明所设计的无刷直流电机控制器,响应快、超调小、实时性好,保证了良好的稳态和动态性能。     

一种具有谐波抑制和无功补偿功能的新型整流变换器

研究了一种具有谐波抑制和无功补偿功能的新型PWM整流变换器,详细地讨论了整流器谐波与无功参考电流的提取和整流器输出电压的控制．采用基于瞬时无功理论的廿iq电流检测算法分别给定谐波和无功参考电流．为了有效地补偿电网中的谐波及无功电流,提出了一种电流和电压双闭环控制策略,其中,直流侧电压的调节采用模糊PI混合控制．最后,基于PSIM的仿真实验验证了不同工作模式下该方法具有良好的电压调节特性和谐波与无功补偿效果．     

仿竹型筒式立体停车结构的环箍层布置研究

作为航空飞行器的动力装置,冲压发动机以其高推比性能日益应用广泛,其控制系统的好坏直接影响着其工作性能。推力控制系统是冲压发动机控制系统的重要组成部分,良好的推力控制器使其在复杂环境和比较宽的马赫数下获得很好的鲁棒性。本文利用MATALB仿真软件的Simulink工具箱建立推力控制系统的仿真模型,采用模糊PID控制方法对冲压发动机推力回路进行控制,通过调节参数,设计出高性能的控制器。其后对设计出的模糊PID控制器进行动稳态性能、鲁棒性、抗干扰性以及跟踪性的测试,并将其控制结果与设计的传统PI控制以及鲁棒控制的结果进行对比分析。仿真结果表明,设计的模糊PID控制器在动稳态性能、鲁棒性、抗干扰性以及跟踪性能方面,都可以达到很好的性能。     

一种新型的PMSM直接转矩控制

针对传统永磁同步电动机直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动的缺点,提出了一种改进方法,即用变参数PI速度控制器和模糊控制器分别替代传统直接转矩控制系统中的PI速度调节器和滞环比较器,在此基础上重新建立了永磁同步电机直接转矩控制新的控制框图.利用MATLAB仿真软件对传统永磁同步电机直接转矩控制和改进后的直接转矩控制系统进行了仿真对比研究,实验结果表明,新系统有良好的动、静态性能,减少了转矩和磁链的脉动,能满足控制系统快速响应的要求.     

数控进给伺服系统建模及智能摩擦补偿研究

为了提高数控进给伺服系统的性能,建立了伺服控制和机械进给系统相结合的综合模型,并分别设计了一种模糊PID复合控制器和一种基于遗传算法的摩擦模糊补偿控制器。仿真结果表明,模糊PID控制响应快,跟踪精度高,能够更好地满足数控进给伺服系统的性能要求。摩擦补偿控制器有效抑制了数控系统的低速爬行现象,提高了数控系统的动态性能。     

模糊自适应PID控制在木材干燥窑中的应用

针对木材干燥过程难于建立数学模型的特点，提出了利用模糊自适应PID对木材干燥窑的温度湿度进行控制的方法设计控制器。研究结果表明，模糊自适应PID控制可提高木材干燥控制系统性能，其控制效果明显优于常规PID控制。     

木材干燥模糊自适应滑模控制器设计

依据模糊理论解除木材干燥窑温度和平衡含水率间的强耦合关系,在建立木材干燥模型基础上,设计木材干燥模糊自适应滑模控制器;应用仿真和木材干燥试验,对比分析传统PID控制器、滑模控制器、模糊自适应滑模控制器的控制性能和干燥质量的差异.结果表明:模糊自适应滑模控制器具有较好的控制性能和干燥效果.与传统PID控制器、滑模控制器相比,木材干燥模糊自适应滑模控制器的最大超调量更小、响应时间更短,并且在相同的干燥基准时的干燥时间更短、能耗更低.木材干燥模糊自适应滑模控制器有效地提高了木材干燥系统的性能,降低了能源消耗.     

三相电压型PWM整流器的改进控制策略的研究

首先从现有三相PWM整流器d-q模型出发，采用电网电压、d-q轴电流的前馈补偿技术，得到一种通用的矢量解耦控制策略．然后根据频域分析法，得出了整流器的一阶惯性模型，并推导出系统的频域控制模型．为了提高系统的动态性能，提出一种新型的负载电流前馈控制方案．该方案认为负载电流对系统而言是一个外部干扰信号，并根据控制系统的频域控制模型得出了对该干扰信号的最佳补偿，对其进行拉氏逆变换后整定为一单位脉冲函数，并将它加在d轴指令电流输出环节，大大提高了系统对指令电流的跟踪能力．最后仿直验证了该前馈控制方案的正确性。     

小功率开关磁阻风力发电系统模拟装置研发

分析开关磁阻电机风力发电工作原理,推导其非线性数学模型,在MATLAB仿真平台上建立基于PWM斩波和APC复合控制的开关磁阻发电系统仿真模型,进行相关仿真实验,为硬件电路设计的参数选择提供帮助。以DSP为控制核心,设计开关磁阻风力发电系统功率主电路与控制电路,实现小功率风力发电。实验和性能测试验证了设计方案的可行性与有效性。     

单片机和THB6128构成的步进电机控制器设计

以宏晶公司生产的单片机STC89C52和东芝公司生产的步进电机专用电机控制芯片THB6128为核心实现了一种结构简单的高性能、多细分、微型化两相混合式步进电动机控制器。该系统采用恒流斩波控制方式,可调的电流衰减模式可以进一步改善步进电机绕组的电流波形。驱动器最高细分数为128,提供正反向控制、使能控制、自动半流锁定功能以及过流、过热等电动机驱动器的保护功能。这种控制器成本低、容易实现、性能稳定,是步进电机控制器的一种较好选择。     

一种两级式LED恒流驱动电源设计

根据LED驱动电源设计要求,对设计方案进行合理论证,前级功率因素校正采用升压型斩波电路,控制芯片采用仙童公司的FAN7527,后级采用隔离式单端反激电路实现降压型DC/DC变换,控制芯片为TI公司的UC3843;此外为满足LED驱动电源恒流输出特性,设计中采用AP4310设计一个恒流限压控制器。基于以上结构,完成一款实验样机,通过测试和分析,实验波形与理论波形基本一致,完成本次设计要求的性能指标。     

应用神经网络的变流器波形复合控制策略

针对港口现有岸电电源产品所采用控制策略的不足,研究分析了岸电电源PWM可逆变流器数学模型在DQ坐标系下的特点,提出了一种基于改进的重复控制和神经网络内模控制的变流器输出波形复合控制策略.采用BP神经网络结构作为内模控制器的预估模型和控制器,神经网络预估模型可在线学习建立与被控对象相匹配的精确模型,神经网络控制器动态响应快,输出无静差,扰抗性好.实验证明,应用该复合控制策略的系统整流功率因数接近于1;供电非线性混合负载输出波形失真率低于2%;动态响应快,在2个周期内恢复稳定输出.     

病死猪搬运车底盘驱动系统设计

【目的】解决病死猪搬运车的大功率永磁有刷直流电机驱动控制问题。【方法】以STM32单片机为主控制器,采用电流闭环控制方法,通过硬件电路设计,建立基于大功率永磁有刷直流电机的驱动控制系统。设计了以继电器为转换开关的电机正反转控制电路、调速电路、电流检测电路与过流保护电路。通过脉宽调制(Pulse width modulation, PWM)方式调节电机转速,在病死猪搬运车上对该驱动控制系统进行了试验分析。【结果】该驱动系统能有效驱动1.1 kW的大功率有刷直流电机,启动转矩大、启动平稳。PWM占空比为16%～95%,转速从稳定启动后的低速至满转,调速范围大且稳定。双电机协同较好,具有可靠的隔离保护和过流保护措施。在持续过大电流的情况下,系统能稳定工作,满足搬运车负载大的使用需求,基本实现了病死猪搬运车的预定功能。【结论】该驱动控制系统启动稳定,调速性能好,为解决大功率永磁有刷直流电机的驱动问题提供了一种有效方案。     

基于水平传感单元的激光平地机设计方法

针对激光平地机中激光平面仪尧激光接收阵列以及平地铲控制单元的设计进行了详细的论述。利用直 流电机带动五角棱镜自转获得激光平面,通过自刻光栅完成直流电机的闭环控制,从而实现了激光平面的出射角度 控制。自行设计了一款基于普通水泡的水平传感单元,有效保证了激光平面的水平精度。将一定数量的硅光电池排 列成激光接收阵列作为光敏单元安装在平地铲的力臂上,后级采用相应的放大尧整形与滤波电路处理输出信号,控 制器可以获得平地铲当前位置和运行速度。基于接受阵列设计了平地铲的控制算法,保证了激光平地机的工作精 度。实测结果表明,系统产生激光平面的水平误差小于25义且土地平整精度小于50 mm。     

基于激光传感器的自动巡迹智能车控制系统

本智能小车控制系统以MC9S12G128控制器为核心,利用一排18个激光发射管与6个接收管作为路径识别传感器,通过MC9S12G128的I/O口获得传感器信号,并利用特征提取方法提取赛道类型,实现起跑线、十字交叉线识别。根据道路信息,采用模糊控制算法输出PWM波形来控制舵机的转向,完成对小车的方向上的控制,采用光电编码器提取小车速度,经过与当前设定值进行比较得到速度偏差,采用PID算法计算并输出PWM脉冲来控制电机调节小车速度,完成对小车运动速度的闭环控制。实验验证,该系统达到了预期设计效果。     

基于UC3854的高功率因数变换器设计

针对现今市面上的AC-DC变换器多使用模拟控制且输入阻抗呈容性,存在着体积大,功率因数低和输出纹波大等不足,研制了以UC3854为核心的高功率因数变换器.利用脉冲宽度调制技术(Pulse width modulation,PWM),采用平均电流控制策略,通过对Boost电路的输入电压相位和输入电流相位进行调整,使输入电压和输入电流之间的相位差接近0.仿真和试验结果表明,此电路控制简单、输出电压和电流稳定且功率因数较高,同时能减少对电网的污染.