摘要：电流源逆变器输出侧需添加电容器对输出斩波电流进行滤波,导致电流源逆变器电机驱动系统控制模型具有系统阶次高、存在谐振点、旋转坐标系下模型耦合严重等问题。针对上述问题,以降阶控制为主要目的,提出了复矢量解耦与前馈解耦联合降阶控制策略。针对电流源逆变器的复矢量模型,引入电机电流前馈消除模型中电机电流耦合项,在此基础上,使用复矢量解耦策略,针对二阶串联模型设计带有耦合误差项的比例积分控制器,消除常规控制器中高阶模型导致的闭环系统谐振,简化闭环模型,实现系统的解耦与降阶。同时,该控制器具有结构与参数整定简单的优点,通过稳定性分析验证了所提闭环电流控制器的可行性。以一台3 kW永磁同步电机为对象进行仿真,并与传统控制策略、双闭环控制策略进行对比验证。结果表明,所提控制策略在降低模型阶次、简化控制器设计的同时,相较于传统控制策略解耦合能力更强,在阶跃响应与转速耦合作用下表现出更强稳定性,电流在阶跃信号作用下均没有发生振荡。

摘要：由于固井水泥浆液位控制和密度控制系统存在大惯性、长时滞和强耦合等问题,传统的PID控制方法难以取得良好的控制效果。提出了一种基于前馈解耦的液位和密度控制策略。首先依据流量守恒和质量守恒原理,采用机理建模法构建了固井水泥混浆系统的数学模型;然后利用数学模型计算水泥混浆系统在稳态工作点的相对增益矩阵,得到了液位密度控制过程的最佳变量配对方式和耦合程度,进一步设计了水泥浆液位和密度控制的前馈解耦控制器;最后基于Matlab/Simulink软件对PID控制和PID前馈解耦控制方法进行了仿真模拟。结果表明:相较于传统PID方法,PID前馈解耦方法能有效补偿液位控制与密度控制的耦合作用,液位控制的超调量减少了26.1%,调节时间从123.503 s减少到32.090 s,密度控制调节时间从62.620 s减少到20.542 s。前馈解耦控制器能较好地提高系统稳定性和缩短响应时间,改善系统控制性能,对于提升固井作业质量和效率具有重要意义。

摘要：为进一步提升激光通信精跟踪系统的控制性能,本文对音圈电机驱动的快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)控制方法进行了研究。针对FSM中存在的强轴间耦合与外部扰动问题,提出了融合前馈解耦补偿与固定时间扩张状态观测器的复合快速非奇异终端滑模控制策略。首先,采用系统辨识方法建立FSM的双输入双输出耦合传递函数矩阵模型,并设计前馈解耦补偿器补偿耦合分量,以实现X轴和Y轴之间的运动解耦。其次,针对解耦后的各单轴模型,设计固定时间扩张状态观测器,同时实现对角速度和外部干扰的固定时间估计。随后,构建快速非奇异终端滑模面,并在控制律设计中采用指数幂函数取代符号函数,以提高系统收敛速度并抑制控制抖振,基于Lyapunov方法验证所提控制系统的稳定性,并证明跟踪误差在有限时间内收敛。最后,通过对比实验验证了提出的复合控制策略的有效性。实验结果表明,FSM在100 Hz强扰动存在的情况下,跟踪60 Hz和120 Hz圆形轨迹,其轨迹跟踪误差的平均绝对值分别为0.0036°和0.0131°,系统能够保持良好的跟踪性能,说明所提复合控制策略是有效的,满足激光通信FSM对于高精度和强抗扰等要求。

摘要：提出一种基于前馈解耦算法的单相电力弹簧功率控制策略,并以纯阻性负载为例,建立单相电力弹簧在不同坐标系下的数学模型.利用二阶广义积分发生器构建虚拟的正交电压和电流信号完成单相dq旋转坐标变换.针对单相电力弹簧自身结构的特殊性,提出在传统功率解耦控制双闭环的结构中引入额外的滤波电容电压内环,以达到对公共连接点输入有功功率和无功功率完全解耦的目的,并详细描述了电容电压内环的设计方法.最后,通过实验验证所提策略的有效性.

摘要：磁悬浮控制敏感陀螺以洛伦兹力磁轴承(LFMB)为力矩器驱动转子偏转。针对磁悬浮控制敏感陀螺转子径向转动自由度间存在耦合的问题以及转子偏转高精度快响应要求,提出一种前馈解耦内模控制方法。根据洛伦兹力磁轴承的工作原理建立了转子偏转动力学模型,并设计了前馈解耦矩阵实现转子径向偏转解耦,在此基础上,采用二自由度内模控制器(2-DOF IMC)对转子进行高精度快响应偏转控制。MATLAB仿真结果表明所提出的控制方法可有效实现对陀螺转子偏转的完全解耦,且转子偏转响应时间较交叉PID算法减少57.1%,受0.1sin(2πt)°正弦信号扰动影响产生的偏转波动幅值较交叉PID算法减少76%。

摘要：提出了一种板形板厚综合控制系统模型,给出了基于TH神经网络的增量式模型算法控制设计方法及其收敛特性,对板形板厚综合系统进行了前馈解耦设计,针对某热连轧精轧区七机架机组使用给出的控制方法进行了计算机模拟,证实了算法的有效性。

摘要：对于具有多变量、非线性、强耦合的无轴承永磁同步电动机悬浮与调速系统,实现电机两悬浮力分量之间以及悬浮力和电磁转矩之间的解耦控制是提高其系统性能的关键。建立了无轴承永磁同步电动机耦合的悬浮力模型,提出了一种前馈解耦方法,设计了前馈解耦控制器,将之串接于悬浮子系统中,实现了上述多变量之间的完全解耦,进行了控制系统的仿真研究。仿真结果证实了控制方案的可行性,控制系统具有优良的动、静态调节性能。

摘要：研究了一种基于前馈解耦的电压型 PWM 整流器系统双向运行控制策略,使整流器在整流以及有源逆变状态下都能实现高功率因数运行。建立了两相旋转坐标系下整流器的低频数学模型;在分析整流器能量双向流动的基础上给出了控制方法,采用电压外环与电流内环的双闭环结构,由电压外环控制功率的流向与大小;通过前馈解耦,对 d 轴电流与 q 轴电流独立控制,并给出了电压调节器与电流调节器的设计方法,使系统在整流与逆变状态下都能达到较高的动静态性能;最后给出了仿真实验验证结果。

摘要：设计一种基于二自由度PID前馈解耦的恒温恒湿控制系统,利用阶跃响应实验测得系统响应曲线,结合机理法搭建数学模型,设计解耦环节,把多变量耦合控制系统处理为多回路互不干扰的单变量控制系统,使用二自由度PID控制器,调节PID参数,使外部干扰响应性能最优,目标值滤波器处理温湿度设定值,使目标值响应性能也达到最优。仿真结果表明,该控制系统减小了温度和相对湿度的互相干扰,保证了温湿度值平稳不抖动。

摘要：根据内模控制原理和解耦控制策略,研究了基于内模解耦控制的SSSC控制器,由于SSSC的d-q电流、d-q电压都存在着交叉耦合,解耦控制可以实现对d-q电流和d-q电压的成功解耦。基于内模原理设计的控制器其设计原理简单,控制器参数整定比较容易,物理概念清晰,容易实现,而且能够达到良好的效果,最后详细设计并搭建了SSSC在不同工作方式下的仿真模型,经过实验仿真验证了这种控制方法的良好性。