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基于复合神经网络重构对象的永磁同步直线电机变参数型位移速度并行控制

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电工技术学报 2024年第8期39卷 2470-2484页

作者：鲍明堃周扬忠福州大学福建省新能源发电与电能变换重点实验室福州350116

针对永磁同步直线伺服电机(PMSLM)传统位移控制算法中控制器系数固定带来的控制精度不足等问题,提出一种基于复合神经网络重构对象的PMSLM变参数型位移速度并行控制策略。首先,利用动子位移、线速度的误差信息设计变参数并行控制器;其次... 详细信息

针对永磁同步直线伺服电机(PMSLM)传统位移控制算法中控制器系数固定带来的控制精度不足等问题,提出一种基于复合神经网络重构对象的PMSLM变参数型位移速度并行控制策略。首先,利用动子位移、线速度的误差信息设计变参数并行控制器;其次,建立含有控制对象多维信息的复合径向基神经网络观测动子位移,并得到控制对象的偏导信息;再次,基于闭环稳定条件,以周期检索的误差与控制目标的比较结果为基础,构建完整的位移速度并行控制器参数更新策略;最后,实验结果表明,该文所提控制策略能实现不同给定位移的高精度控制,且具有控制不同对象参数的泛用性。

关键词：永磁同步直线电机并行控制复合径向基神经网络变参数更新机制

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基于特征模型的永磁同步直线电机自适应控制

电机与控制学报 2024年第3期28卷 131-140页

作者：曹阳郭健南京理工大学自动化学院江苏南京210094

为了解决永磁同步直线电机系统的参数不确定性、建模不确定性及饱和非线性等问题,提出一种基于特征模型的自适应控制器。依据特征模型理论描述永磁同步直线电机系统,采用自适应和鲁棒控制方法设计控制器。建立永磁同步直线电机的特征模... 详细信息

为了解决永磁同步直线电机系统的参数不确定性、建模不确定性及饱和非线性等问题,提出一种基于特征模型的自适应控制器。依据特征模型理论描述永磁同步直线电机系统,采用自适应和鲁棒控制方法设计控制器。建立永磁同步直线电机的特征模型,并给出具体建立步骤,使得控制器设计变得简单,易于工程实现。通过设计参数自适应律对系统未知特征参数进行估计,可实现对系统模型的精确补偿,同时在控制器中添加带有误差积分的鲁棒控制项,提高系统对不确定参数及未知干扰的鲁棒性。此外,由于饱和特性的存在,导致控制器产生windup问题,给系统的控制性能和稳定性造成不利影响。因此,该控制器中还带有抗饱和控制项,能够提升系统的抗饱和能力。最后,通过对比实验验证了所提控制器的有效性。

关键词：永磁同步直线电机参数不确定性建模不确定性饱和非线性特征模型自适应控制抗饱和

基于非线性时间延迟扰动估计的永磁同步直线电机无模型鲁棒位置跟踪控制

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电工技术学报 2024年

作者：王立俊赵吉文于子翔盘真保合肥工业大学电气与自动化工程学院

为了提高永磁同步直线电机在载荷变化工况下的伺服性能，本文提出了一种基于非线性时间延迟扰动估计的无模型鲁棒位置控制策略。首先，建立一种新型的动力学阶次模型，消除了传统动力学模型中的电机参数和非线性项。其次，引入终端吸引... 详细信息

为了提高永磁同步直线电机在载荷变化工况下的伺服性能，本文提出了一种基于非线性时间延迟扰动估计的无模型鲁棒位置控制策略。首先，建立一种新型的动力学阶次模型，消除了传统动力学模型中的电机参数和非线性项。其次，引入终端吸引因子设计了期望非线性误差动力学，确保位置跟踪误差的高精度有限时间收敛。接着，采用时间延迟扰动估计技术在线估计载荷变化引起的不确定性并前馈补偿到控制回路，同时结合非线性阻尼项克服时间延迟扰动估计的误差。利用李雅普诺夫理论分析了闭环控制器的稳定性和有限时间收敛性。最后，在不同工况下与传统的比例微分控制和滑模控制进行了对比研究，仿真和实验结果验证了所提方法的有效性和优越性。

关键词：永磁同步直线电机伺服性能阶次模型非线性时间延迟扰动估计李雅普诺夫

基于参数辨识的永磁同步直线电机循环神经网络多维观测器

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电工技术学报 2024年

作者：宋琳聂子玲孙军周扬威李华玉海军工程大学电磁能技术全国重点实验室

本文研究了一种基于智能在线扩展卡尔曼滤波的永磁同步直线电机高精度循环神经网络多维观测器。首先，为了提高观测器精度，建立了两相旋转坐标系下带有互感和时延扰动的直线电机数学模型；其次，基于此模型设计了循环神经网络多维观测... 详细信息

本文研究了一种基于智能在线扩展卡尔曼滤波的永磁同步直线电机高精度循环神经网络多维观测器。首先，为了提高观测器精度，建立了两相旋转坐标系下带有互感和时延扰动的直线电机数学模型；其次，基于此模型设计了循环神经网络多维观测器，并实现了磁链和速度高精度在线观测；再次，针对系统参数时变的问题，提出了一种智能在线扩展卡尔曼滤波多参数辨识算法，提高了参数辨识的精准度；最后，搭建基于MT1050的半实物永磁同步直线电机控制平台，实验结果验证了本文提出观测器的准确性和高效性。

关键词：永磁同步直线电机循环神经网络多维观测器参数辨识收敛性分析

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永磁同步直线电机全速域无传感器控制

电子制作 2024年第2期32卷 3-7页

作者：周舒鹏安徽理工大学安徽淮南232001

永磁同步直线电机(PMSLM)无位置机械传感器控制,宽速域范围内单一的位置估计算法难以精确估计动子速度和位置情况,为更好满足PMSLM往返运动、速度变化范围大的特性,本文提出了高频信号注入法和超螺旋滑模法的复合滞环算法。PMSLM在起动... 详细信息

永磁同步直线电机(PMSLM)无位置机械传感器控制,宽速域范围内单一的位置估计算法难以精确估计动子速度和位置情况,为更好满足PMSLM往返运动、速度变化范围大的特性,本文提出了高频信号注入法和超螺旋滑模法的复合滞环算法。PMSLM在起动和低速时选用高频信号注入法,在中高速时采用超螺旋滑模算法,在过渡区域采用复合滞环方法,从而实现从零速到高速宽速域高精确度无位置传感器的控制。

关键词：永磁同步直线电机高频信号注入超螺旋滑模观测法复合滞环算法

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永磁同步直线电机的矢量控制

许昌学院学报 2024年第2期43卷 122-126页

作者：师路欢赵新梁勇许昌学院电气与机械工程学院河南许昌461000 河南源网荷储电气研究有限公司河南许昌461000

由于旋转电机加滚珠丝杠的传统机械结构加入了中间传动环节,无法进一步提升使用性能,研究了永磁同步直线电动机矢量控制算法.针对永磁同步直线电动机开展矢量控制算法分析以及验证工作,在矢量控制系统框架下进行了硬件搭建与软件设计,... 详细信息

由于旋转电机加滚珠丝杠的传统机械结构加入了中间传动环节,无法进一步提升使用性能,研究了永磁同步直线电动机矢量控制算法.针对永磁同步直线电动机开展矢量控制算法分析以及验证工作,在矢量控制系统框架下进行了硬件搭建与软件设计,搭建了永磁同步直线电机矢量控制验证平台,测试核心算法,经过试验,设计的软/硬件能够对永磁同步直线电机进行有效控制,有较好的鲁棒性.

关键词：永磁同步直线电机矢量控制软件设计试验验证

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永磁同步直线电机控制技术研究

防爆电机 2024年第4期59卷 56-59,80页

作者：孙宇中国石油大庆炼化分公司黑龙江大庆163411

主要研究矢量控制在永磁同步直线电机中的应用,通过建立数学模型,分析了矢量控制的特点,构建电机矢量控制系统模型及评估性能,并进一步优化矢量控制,根据仿真结果验证优化效果,为实际应用提供理论指导。

关键词：永磁同步直线电机矢量控制优化矢量控制仿真

基于滑模控制的永磁同步直线电机控制策略研究

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基于滑模控制的永磁同步直线电机控制策略研究

作者：沈忱北方工业大学

学位级别：硕士

永磁同步直线电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)以其优良的控制性能与不需要中间转动环节的特点,在高端数控机床、轨道交通与工业机器人等行业中得到了广泛应用,为了进一步提升其控制性能,各国研究学者都开展了广... 详细信息

永磁同步直线电机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)以其优良的控制性能与不需要中间转动环节的特点,在高端数控机床、轨道交通与工业机器人等行业中得到了广泛应用,为了进一步提升其控制性能,各国研究学者都开展了广泛地研究。本文针对PMLSM进行滑模控制器(Sliding Mode Controller,SMC)的分析设计,并在此基础上对无位置传感器与扩张状态观测器(Expanded State Observer,ESO)等方面分别展开研究。首先,本文简要说明了PMLSM的结构、数学模型与工作原理。通过PMLSM在旋转坐标系下的数学模型,分析了其传统矢量控制基本原理。由于传统矢量控制的PI控制器在参数选取不准或外部扰动较大时控制精度较低,而传统趋近律滑模控制器在系统趋近滑模面的过程中速度较慢,从而导致其动态性能与抗扰动能力受限,于是本文设计了一种新型变速率的SMC代替传统趋近律的SMC,并利用李雅普诺夫(Lyapunov)函数证明其稳定性。仿真和实验结果表明新型变速率滑模控制器可保证系统不发生明显的“抖振”现象,同时能够地有效地提升系统快速性与抗干扰能力,性能优于传统滑模控制器。其次,引入了一种自适应增益矩阵龙伯格观测器与提出的新型变速率SMC控制相结合进行PMLSM无位置传感器控制,自适应增益矩阵龙伯格观测器可以保证每个工况下系统的增益矩阵取值最优。仿真与实验验证了在系统变工况时的观测精度相比于传统龙伯格观测器更高,适应性更强。采用自适应龙伯格观测器结合新型变速率滑模控制器的控制方式具备更好的动态性能与抗扰动能力。最后,考虑到系统所受扰动的影响,可利用ESO将扰动项视为扩张状态项进行观测并补偿至系统,但基于传统ESO的补偿效果有限,本文设计了一种改进型ESO,并通过Lyapunov函数对改进ESO进行稳定性分析,同时设计了一种新型非线性校正函数,解决了传统非线性校正函数切换点处增益突变的问题,完成了改进ESO级联新型变速率SMC控制的仿真与实验验证。仿真与实验结果表明,改进型ESO可以有效地提升了系统的抗干扰能力与动态性能,同时新型连续动态增益的非线性校正函数可以有效地解决了观测的抖动问题,从而抑制了q轴电流给定的抖振现象。

关键词：永磁同步直线电机新型变速率滑模控制器自适应龙伯格观测器改进型扩张状态观测器新型非线性校正函数

基于传动模型重构的永磁同步直线电机机械参数辨识

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中国电机工程学报 2024年第4期44卷 1597-1607,I0029页

作者：鲍明堃周扬忠钟天云福建省新能源发电与电能变换重点实验室(福州大学) 福建省福州市350108

针对永磁同步直线电机(permanent magnet synchronous linear motor,PMSLM)机械参数辨识中存在模型不准确、辨识参数耦合、辨识精度低等问题,该文提出一种基于传动模型重构的机械参数辨识算法。首先,根据重构模型建立扩张状态观测器得... 详细信息

针对永磁同步直线电机(permanent magnet synchronous linear motor,PMSLM)机械参数辨识中存在模型不准确、辨识参数耦合、辨识精度低等问题,该文提出一种基于传动模型重构的机械参数辨识算法。首先,根据重构模型建立扩张状态观测器得到动子质量和摩擦力、电磁推力、质量辨识初值的耦合信息;其次,为消除这种耦合,提出一种两级式的动子质量解耦辨识策略。再次,根据PMSLM的摩擦特性,构造一种综合考虑速度和加速度影响的摩擦力模型,更精确地描述真实摩擦力。最后,搭建基于机械参数辨识算法的控制系统,通过仿真和实验验证,证明所提辨识算法的有效性。

关键词：永磁同步直线电机机械参数辨识扩张状态观测拓展卡尔曼滤波解耦摩擦力模型