摘要：微纳操纵成像系统是探索微观世界的重要工具,传统比例积分(PI)控制器存在参数难调节,控制精度低,抗干扰能力弱等问题。该文在自抗扰控制的基础上,针对高频周期信号下自抗扰控制存在较大跟踪误差,加入微分前馈环节。首先给出微纳操纵系统结构的数学模型,设计出基于模型信息的自抗扰控制器;再利用已知信息给出微分前馈量;最后在Matlab中进行仿真验证。仿真结果表明,对比线性自抗扰及PI控制,微分前馈的自抗扰控制具有较小的跟踪误差,系统抗干扰能力有显著提升。

摘要：针对在弱电网下直驱风电机组引起的次同步振荡(subsynchronousoscillation,SSO)现象,提出基于一阶总扰动偏差控制的微分前馈线性自抗扰控制器(linear active disturbance rejection control,LADRC),采用全改进LADRC控制策略抑制SSO现象(“全”是指电压外环、电流内环以及PLL锁相环3个环节都采用相应的控制)。首先,建立直驱风电机组并网数学模型;其次,结合风电机组并网系统对改进LADRC控制器进行设计并对其进行特性分析,该控制器相较于传统LADRC,不仅减小系统的跟踪误差且抗干扰性能更强;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真软件将本文策略与全PI、全传统LADRC进行仿真对比。结果表明:相较于全传统LADRC,本文方法在降低1.62%超调量的同时,缩短0.129 s系统调节时间,有效抑制SSO现象并且具有较好的适应性。

摘要：针对传统永磁同步电机转速环PI控制下转速跟踪性能差的问题,设计一种复合PI无位置传感器应用于表贴式永磁同步电机转速环控制系统。在传统PI控制的基础上,转速环采用积分钳位型抗积分饱和方法,增加给定输入微分前馈环节和控制增益环节,增强转速环系统跟踪响应性能。分析无阻尼自然频率和阻尼比两者参数选取对系统转矩扰动和角速度测量噪声抑制能力的影响,证明系统抗转矩扰动性能与抑制噪声性能之间存在矛盾。针对该问题,设计以电机转子角速度为状态变量的新型滑模观测器对角速度进行观测,将其直接引入至转速闭环系统反馈,避免角速度反馈噪声对转速跟踪性能造成影响。实验结果验证了该理论分析的正确性与控制策略的可行性。

摘要：在永磁同步电机调速系统中,传统PI控制的阶跃响应存在超调的问题。采用IP控制虽可消除超调,但会使系统响应变慢。为此,提出带给定增益的PI控制器,在传统PI控制器的基础上,引入输入微分前馈,将误差比例环节拆成给定比例环节和反馈比例环节之差,并在给定比例环节中增加给定增益M。经优化设计,M在阶跃给定时取0.5,可实现阶跃响应的快速无超调;M在时变给定时取1,可实现无误差跟踪。为使系统能够对阶跃给定和时变给定同时具有很好的跟踪性能,在带给定增益的PI控制器的基础上,利用给定变化率判断给定类型并自动选择对应的最优增益,构成一种变给定增益PI控制器。实验结果验证了所提控制方法的有效性和实用性。

摘要：为解决电机调速系统中采用传统PI控制存在的超调问题,提出一种基于带抗饱和积分的新型变结构比例积分(variable structure proportion integration,VSPI)控制器。首先,建立了永磁同步电机的动态数学模型;然后,在传统PI控制的基础上串联一个比例微分(proportion differentiation,PD)控制器消除惯性环节,并引入微分前馈(input derivative feed-forward,IDF);最后,设计了遇限停止积分环节,提高控制器的抗积分饱和能力。仿真和试验结果表明,相比传统PI控制器,VSPI控制器可以有效减小系统超调量达10%,调节时间缩短达20%,提高了系统的控制性能。

摘要：在热试验中,有一类试验开始以极大的温升率进行加热,在持续3~5 s后温升率降到很低继续升温,本文针对这种类型热试验的控制方式进行了研究,根据热试验中加热功率与温度、温升之间的关系,提出采用微分前馈和比例前馈双前馈控制并结合PID的方法进行热试验控制,采用MatLab中Simulink进行了试验模型的建立,采用典型加温试验进行了仿真,并依据仿真模型设计加热器进行了试验验证,通过仿真与试验对比,可知PID双前馈控制与经典PID相比较而言,提高了控制品质,明显改善了控制效果。

摘要：对永磁同步电机(PMSM)调速系统中的时变输入提出具有更高跟踪精确度的改进型自抗扰控制策略。传统的自抗扰控制主要针对阶跃信号进行快速和无静差追踪,对时变信号存在较大的跟踪误差,使自抗扰控制的应用受限。文中对稳态误差的存在原因进行了理论分析,进而设计带有微分前馈和并联线性扩张状态观测器(P-LESO)的改进型转速自抗扰控制器(ADRC),以减小系统的跟踪误差。为进一步实时观测和补偿反电动势和减小电流跟随误差,设计了电流环线性自抗扰控制器。通过Simulink仿真模型进行验证,该控制系统不仅提高了PMSM对时变输入的跟踪精确度,而且对阶跃输入也具有很好的动态性能。