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一类低阶模型参考自适应控制研究与应用

一类低阶模型参考自适应控制研究与应用

作者：曾海燕汕头大学

学位级别：硕士

本文提出一种针对高阶或未知阶对象的低阶模型参考自适应新方法的研究与应用。这种新方法主要是针对现有的模型参考自适应控制方法理想条件太苛刻，对被控对象模型要求过高，或者是已知的被控对象阶数高控制器设计复杂，很难在实际系统... 详细信息

本文提出一种针对高阶或未知阶对象的低阶模型参考自适应新方法的研究与应用。这种新方法主要是针对现有的模型参考自适应控制方法理想条件太苛刻，对被控对象模型要求过高，或者是已知的被控对象阶数高控制器设计复杂，很难在实际系统中广泛应用而提出的。文中新方法为常规模型参考自适应策略与一些成熟的常规控制策略的结合，新方法的主要特点是它的参考模型比传统参考模型更容易获得。它对被控过程的基本模型结构信息要求较低，可以是不完全依赖于被控对象的低阶数学模型，可简单根据对象的阶跃响应，遵循一定的选取规则而得到，因此在处理对象模型的不精确和不确定性问题中获得可处理性、鲁棒性，应用范围更为广泛。为了更好地验证此自适应新方法的广泛性有效性，新方法中的常规控制策略分别选取两种不同的策略——最优控制策略（连续系统）与极点配置控制策略（离散系统）来组成两种不同类的自适应新方法，并通过大量的仿真证明了新方法设计的简便性与控制性能的鲁棒性。最后尝试将此自适应新方法应用在一种基于恒压频比的交流调速仿真系统中。主要是将此系统仿真模型视为一类复杂非线性广义被控模型，并且针对这类强非线性系统工作范围广增益变化大的特点，用新方法结合引入的增益调度策略设计系统的自适应调速控制器，与传统PID调速器进行仿真比较表明新方法具有更好的动静态性能与鲁棒性。

关键词：模型参考自适应低阶参考模型 LQ最优控制极点配置恒压频比变频调速增益调度控制自适应增益补偿表

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基于PD增益的模型参考自适应同步控制

计算机仿真 2008年第8期25卷 152-154,173页

作者：张超曹志伟马莉张明涛兰州交通大学机电学院甘肃兰州730070

在保证自适应控制精度的前提下,找出快速收敛的参数,从而使被控系统和参考系统达到同步。针对传统的PI控制器无法获得参数波动的系统的较高的控制性能。基于模型参考自适应控制,利用PD控制器可以预料到系统误差的方向的优点,设计了一种... 详细信息

在保证自适应控制精度的前提下,找出快速收敛的参数,从而使被控系统和参考系统达到同步。针对传统的PI控制器无法获得参数波动的系统的较高的控制性能。基于模型参考自适应控制,利用PD控制器可以预料到系统误差的方向的优点,设计了一种自适应同步控制器。仿真结果表明,该自适应同步控制器能够使被控系统和参考系统达到同步,并能够较精确地控制被控系统的输出,使被控系统满足系统所要求的动态性能。这对研究组合自适应控制策略和开展多模型自适应控制器的研究提供了基础。

关键词：自适应同步控制模型参考自适应增益控制器

低阶模型参考自适应在液压力控制系统中的应用

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低阶模型参考自适应在液压力控制系统中的应用

作者：彭晓明哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本文研究的液压伺服系统,是以液压缸输出力作为反馈信号。由于液压伺服系统本身的固有特性,如较大程度的参数变化、外界负载干扰,以及获得精确模型的问题。而自适应控制由于具有消除模型化误差的影响,抑制外界干扰及本身参数变化的特点... 详细信息

本文研究的液压伺服系统,是以液压缸输出力作为反馈信号。由于液压伺服系统本身的固有特性,如较大程度的参数变化、外界负载干扰,以及获得精确模型的问题。而自适应控制由于具有消除模型化误差的影响,抑制外界干扰及本身参数变化的特点,因此为达到理想的控制效果,本文拟采用输出误差模型参考自适应控制方法对液压力控制系统进行控制。在自适应控制器的构成方面,本文以输出误差模型参考自适应控制理论为基础,构成低阶自适应控制器(即假设被控对象为三阶系统)来控制实际高阶的系统。虽然使系统存在模型化误差,但自适应控制系统本身就具有消除模型化误差影响的特性,因此用低阶控制器来控制实际三阶的液压系统,简化了控制算法,提高了自适应控制性能。通过仿真研究,发现模型参考自适应控制方法在液压力控制系统中同传统的控制方法相比:在参数时不变的定常系统中,自适应控制没有明显的优势;在参数变化及存在外界干扰的情况下,自适应系统具有更好的跟随性和控制精度;在参数变化剧烈及强干扰存在的情况下,自适应控制本身也存在不稳定。实验结果表明,在存在的参数变化的情况下,这种输出误差模型参考自适应控制方法能有效地对液压力控制系统进行控制。

关键词：模型参考自适应自适应律输出误差

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一类线性模型参考自适应迭代学习控制算法

自动化仪表 2013年第10期34卷 66-69页

作者：李宏伟大连东软信息学院电子工程系辽宁大连116023

为了能更好地跟踪状态变量可观测的参数未知线性系统的参考轨迹,将模型参考自适应控制与迭代学习控制相结合,提出了线性模型参考自适应迭代学习控制算法(MRAILC)。设计了控制器结构并提出了迭代学习控制律。利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳... 详细信息

为了能更好地跟踪状态变量可观测的参数未知线性系统的参考轨迹,将模型参考自适应控制与迭代学习控制相结合,提出了线性模型参考自适应迭代学习控制算法(MRAILC)。设计了控制器结构并提出了迭代学习控制律。利用李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论证明了当迭代次数趋于无穷时,跟踪误差在有限时间区间上一致收敛到零。仿真结果验证了算法的有效性。

关键词：线性系统模型参考自适应迭代学习控制控制器稳定性理论

基于模型参考自适应的感应电机温度辨识方法研究

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基于模型参考自适应的感应电机温度辨识方法研究

作者：张超羽哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

由于一些感应电机需要运行在复杂工况下(例如潜油电机),由于这一类复杂工况下工作的感应电机温度不易直接测量,其电机内腔温度也不易散发。此时电机温升情况关系到电机长期稳定运行的安全性,这就需对复杂工况下运行的感应电机温度进行... 详细信息

由于一些感应电机需要运行在复杂工况下(例如潜油电机),由于这一类复杂工况下工作的感应电机温度不易直接测量,其电机内腔温度也不易散发。此时电机温升情况关系到电机长期稳定运行的安全性,这就需对复杂工况下运行的感应电机温度进行状态监测。尤其在电机负载突变的瞬间,其电流会发生突变,但电机的温度却不会发生突变。因此,本文针对以上问题进行了研究,将电机定转子电阻参数辨识方法与电机等效热模型进行结合,以实现对电机定转子侧温度的在线辨识。将模型参考自适应理论应用于电机定转子电阻的参数辨识当中,根据两相静止坐标系下的感应电机数学模型进行推导,可到得到等效转子磁链的电压与电流模型。通过等效转子磁链的电压与电流模型可以确定定子和转子电阻辨识方案的参考模型与可调模型,所做工作可为定转子电阻各自自适应率的设计提供理论依据。为了保证定转子电阻辨识系统的稳定性,将超稳定不等式应用于定转子电阻辨识系统误差方程,得到定转子电阻对应的各自自适应率。由于电机温度变化对定转子电阻的影响,利用电机温度与金属电阻的近似线性关系对自适应率中的电阻阻值进行了修正,得到了跟随电机温度变化的定转子电阻辨识方案。通过建模仿真可验证所建立模型的稳定性。由于电机的温升是因为其所产生的损耗引起的,跟据感应电机结构得到感应电机两热源的等效热模型。在此基础上将感应电机散热系统对电机温度的影响因素进行考虑,得到修正后的感应电机等效热模型,利用该模型可以实现对感应电机定转子侧温度的实时辨识。改进了感应电机温度辨识系统的平台,完善了算法平台。然后进行了恒负载转矩,变负载转矩,变压变负载转矩以及变频变负载转矩的实验以模拟实际电机运行的复杂工况。通过对不同实验条件下的实验辨识温度与实测温度的对比分析,二者间的最大误差小于8℃,且负载突变瞬间温度辨识结果无突变,体现了算法模型的具有良好的动态跟随性,同时也验证了本文所提出的电机温度辨识方法的可行性与正确性。

关键词：感应电机等效热模型模型参考自适应电机损耗

基于模型参考模糊自适应的异步电机矢量控制系统的研究

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基于模型参考模糊自适应的异步电机矢量控制系统的研究

作者：姚颖辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

转子磁场定向控制使交流调速系统的性能产生了质的飞跃,异步电机无速度传感器矢量控制更是增加了系统的简易性和鲁棒性,这种系统需解决两个问题:转速的估计和转子磁链的观测。在前人研究的基础上,本文应用基于超稳定性理论的模型参考自... 详细信息

转子磁场定向控制使交流调速系统的性能产生了质的飞跃,异步电机无速度传感器矢量控制更是增加了系统的简易性和鲁棒性,这种系统需解决两个问题:转速的估计和转子磁链的观测。在前人研究的基础上,本文应用基于超稳定性理论的模型参考自适应系统,对无速度传感器矢量控制系统的转速估计和转子磁链观测进行研究,考虑到电机定、转子参数的时变性,对电机的一些定、转子参数进行实时辨识,以保持系统的动态性能。在异步电机无速度传感器变频调速系统的MRAS控制中应用模糊理论构造速度辨识和转子磁链观测结构,克服了传统的MRAS理论依赖电机参数的缺点。在速度辨识环节采用了模型参考模糊自适应机构与普通的模型参考自适应相结合的策略,以提高系统的静态性能。最后以电机控制专用芯片DSP(TMS320LF2407A)为核心,对系统的硬件、软件进行了简要设计。仿真结果表明所设计的系统具有可行性和可靠性。

关键词：异步电机无速度传感器矢量控制转速估计转子磁链观测模型参考自适应模糊控制数字信号处理器(DSP)

基于模型参考自适应的永磁同步电机无位置传感器控制

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基于模型参考自适应的永磁同步电机无位置传感器控制

作者：唐一文湖南工业大学

学位级别：硕士

永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMS M）具有结构简单、可靠性高、体积小、重量轻以及高效率等优点。传统矢量控制通过光电编码器、旋转变压器或者霍尔传感器等装置检测电机转子的位置角。通过这种方式会增加系统... 详细信息

永磁同步电动机（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMS M）具有结构简单、可靠性高、体积小、重量轻以及高效率等优点。传统矢量控制通过光电编码器、旋转变压器或者霍尔传感器等装置检测电机转子的位置角。通过这种方式会增加系统体积和成本,额外的硬件和线路容易受到温度变化和电磁噪声的干扰。通过检测电机电压、电流信号的无位置传感器控制技术应运而生,受到了广泛的研究。论文对采用模型参考自适应的无位置传感器控制技术进行研究,主要做的主要工作有:对PMSM常用控制方法和无位置传感器控制方法以及研究现状进行了概述,分析了PMSM在不同坐标系下的数学模型和矢量控制的原理。搭建了有传感器情况下PMSM矢量控制仿真模型并进行了仿真,验证了矢量控制理论的正确性。采用模型参考自适应的方法估计转子转速与位置,设计转速自适应律,采用Popov超稳定性理论证明了转速自适应律的渐近稳定性并搭建了基于定子电流模型的模型参考自适应无位置传感器矢量控制仿真模型。在空载、负载突变和转速突变的情况下对仿真模型了仿真。为了分析模型参考自适应无位置传感器矢量控制系统对参数变化的敏感性,搭建了参数可变的PMSM仿真模型,并对定子电阻、交轴电感、直轴电感和转子磁链线性变化±20%的情况进行了仿真,结果显示,系统对定子电阻、直轴电感和转子磁链的变化敏感程度远小于交轴电感。针对参数变化问题,采用模型参考自适应的方法对PMSM定子电阻、电感和磁链的在线辨识进行了研究,推导了定子电阻、电感和磁链的参数自适应律,搭建了矢量控制下MRAS参数在线辨识仿真模型,对定子电阻、电感和转子磁链线性变化±20%的情况进行了辨识。结果表明,该辨识系统在额定转速下能够较为精准的辨识上述三个参数的变化。

关键词：永磁同步电机矢量控制模型参考自适应无位置传感器控制

基于模型参考自适应的感应电机参数辨识技术研究

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基于模型参考自适应的感应电机参数辨识技术研究

作者：吴锦宇哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

感应电机以其结构简单，制造方便，价格便宜，运行方便在工业领域起到了举足轻重的作用，特别是大功率的电机，其优势更加的明显。而矢量控制在感应电机的控制系统中具有非常明显的优势，但感应电机的矢量控制需要准确的电机参数，参数... 详细信息

感应电机以其结构简单，制造方便，价格便宜，运行方便在工业领域起到了举足轻重的作用，特别是大功率的电机，其优势更加的明显。而矢量控制在感应电机的控制系统中具有非常明显的优势，但感应电机的矢量控制需要准确的电机参数，参数不准确将导致磁场定向不准，使励磁电流和转矩电流耦合，造成电机转速和转矩发生震荡。而电机参数不准主要有两方面的原因，一是控制器中的电机参数初始值设定不准确，二是电机运行时参数受温升和电流突变的影响发生变化导致实际值与设定值不一致。本文主要针对以上问题，分别从离线参数辨识和在线参数辨识两方面进行了深入的研究。首先，在分析了感应电机数学模型和矢量控制系统结构的基础上，构建了基于转子磁链定向的矢量控制系统。为了提高电机参数初始值的辨识精度，分析感应电机离线参数辨识原理，并对定子电阻、转子电阻、定转子漏感和互感进行辨识，并通过实验得到了准确的电机参数辨识值。其次，针对电机运行时电机参数会随着温升和电流的突变发生变化的问题，论文应用模型参考自适应理论，在分析电机参数对电机性能影响的基础上，提出了基于转子磁链和基于无功功率的两种模型参考自适应在线辨识电机转子时间常数的方法，利用Matlab/Simulink对这两种方法对比分析，得出了基于无功功率模型的辨识方法更能准确的进行参数辨识。最后，论文构建了以Infineon32位单片机XMC4500为核心的硬件平台，设计了驱动控制电路。在矢量闭环控制的基础上，实现了基于无功功率的模型参考自适应的在线参数辨识方法的算法，并通过阶跃响应和跟踪性能的实验，得出了基于无功功率的模型参考自适应的在线参数辨识方法能够很好的辨识电机参数。

关键词：感应电机矢量控制模型参考自适应在线参数辨识

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基于模型参考自适应算法的张力控制系统研究

基于模型参考自适应算法的张力控制系统研究

作者：王林中南大学

学位级别：硕士

在印刷行业的生产中,张力的作用尤为重要,采用先进的控制算法控制张力可以取的更好的控制效果。本文以印刷机械的张力控制系统为研究对象,详细分析了印刷机械在印刷过程中各部件的数学模型,采用模型参考自适应控制系统理论,实现卷绕类... 详细信息

在印刷行业的生产中,张力的作用尤为重要,采用先进的控制算法控制张力可以取的更好的控制效果。本文以印刷机械的张力控制系统为研究对象,详细分析了印刷机械在印刷过程中各部件的数学模型,采用模型参考自适应控制系统理论,实现卷绕类恒张力控制,其中各单元的主传动为磁粉制动器以及直流电机。主要研究了模型参考自适应控制器的设计问题,设计了具有自适应的张力控制系统,解决了系统参数变化对系统性能的影响问题,与经典的方法相比较,取得了较好的效果。首先对模型参考自适应控制进行了理论分析,给出了模型参考自适应控制算法推导过程;然后介绍了印刷机械张力控制系统的组成,提出了经典控制的详细设计方案,建立了磁粉制动器、直流电机、张力传感器的数学模型,给出了控制系统的放卷段和印刷段的常规实现;最后运用模型参考自适应控制控制算法来替代经典控制策略,设计出基于模型参考自适应算法的张力控制调节器,并对整个模型参考自适应控制系统进行仿真实验,并与经典控制策略进行了比较分析。仿真研究表明了模型参考自适应控制系统能有效抑制系统参数变化对系统性能的影响,具有更优越的控制性能。根据控制系统对硬件的要求,选用GE公司90系列PLC实现现场控制要求,上位机采用研华工业控制计算机,不仅满足了大计算量的算法运行要求,同时也满足了使用WinCC组态的监控程序的运行。将模型参考自适应算法在实际的系统中实现,实际运行结果表明,模型参考自适应控制系统较经典设计方案的动态性能有明显改善,对改善系统的性能具有较明显的效果。

关键词：印刷机械张力控制系统模型参考自适应 PID控制器 WinCC