摘要：摩擦力是影响直线伺服系统低速运行与点对点定位精度的主要非线性扰动。广义麦克斯韦(generalized Maxwellslip,GMS)摩擦模型虽然可以准确描述摩擦特性用于前馈补偿,但其存在切换点过渡时振荡的问题,同时易受测量噪声和摩擦参数变化等影响。为此,该文提出基于平滑GMS模型和改进扩张状态观测器(extended state observer,ESO)的复合摩擦补偿策略。首先,引入过渡用双曲正切函数以解决GMS模型中在切换点的反复穿越问题,并给出该模型的离线辨识方法。其次,设计基于模型信息的四阶ESO补偿剩余摩擦力与未知扰动,并引入切比雪夫滤波器整定观测器增益,以降低扰动观测与噪声敏感之间的冲突。为验证所提摩擦补偿策略的有效性,在小型高精度永磁同步直线电机定位平台上进行定位实验。实验结果验证了所提摩擦补偿策略的可行性和有效性。

摘要：采用传统共振方法控制的直驱式波浪发电系统,不规则激励下可能存在性能下降的问题,为此提出改进阻抗匹配控制策略。基于系统等效电路模型,构造出波浪能最大功率捕获条件;为适应实际运行工况,引入约束处理机制,改变增益调节浮子速度和位移,保证系统安全运行。以激励力、电磁力为未知输入,设计滑模观测器,检测波浪力信息,结合矢量控制策略,控制电机跟踪理想轨迹,实现功率优化控制。仿真结果表明,滑模观测器观测精度高,可在线估计激励力,所提策略能兼顾系统运动状态与输出功率,提升系统波能获取。

摘要：针对复杂工况下运行的直驱式波浪发电系统,考虑模型不匹配,设计滑模观测器在线检测建模误差;应用系统辨识技术进行误差拟合,减少在线计算量;随后将传递函数转为状态空间,建立更精确的水动力方程以设计后续策略,降低模型失配影响;基于变分法构造能量泛函,求解泛函极值获得最优控制律,经滤波估计系统运动速度,采用空间矢量脉冲宽度调制技术跟踪控制理想电流,提高发电系统功率捕获能力。仿真结果表明,所提方案动态性能好、鲁棒性强、观测精度高,可有效提高系统存在建模误差时的波能捕获能力,输出能量增加,输出平均功率提升。

摘要：线性自抗扰控制(LADRC)以结构简单、易于实现且抗干扰能力强的特点在永磁同步直线电机(PMSLM)中得到广泛应用,但电机启动和负载突变会导致LADRC系统中的线性扩张状态观测器(LESO)扰动估计精度下降。为此,提出一种基于时变增益非线性扩张状态观测器(TNESO)的PMSLM分数阶自抗扰控制策略。结合LESO和非线性扰动观测器(NDOB),并根据误差与增益的关系构建动态增益函数,设计新型状态观测器TNESO;在此基础上,以分数阶PDμ控制律代替线性状态误差反馈控制律(LSEF),建立改进型自抗扰速度控制系统,以进一步提高电机控制的实时性和鲁棒性。仿真与实验结果表明:所设计的速度控制系统可以有效减少直线电机启动、负载突变时的观测响应时间,抑制观测初始时刻扰动峰值,从而满足高性能的PMSLM速度控制要求。

摘要：采用矢量控制和空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术,讨论并设计了永磁同步直线电机(PMLSM)的控制模型,针对程序具有可移植性的特点,运用MATLAB中的M文件实现了对PMLSM系统的仿真。

摘要：永磁同步直线电机因其优异的性能,被广泛应用于许多工业领域,有着非常重要的使用价值。但在实际应用的过程中,还存在一些制约因素,影响了永磁同步直线电机发挥更大的功用。人们为此设计出一种新方案,它主要有三个显著的优势:结构强度较高,制造加工工艺简单,端部定位力较小。因此,该设计技术方案有很强的使用价值和参考意义。

摘要：为改善永磁直线同步电机控制系统的位置跟踪精度和鲁棒性,提出了一种基于扩张状态观测的高阶自适应非奇异快速终端滑模控制方案。首先,设计了一种高阶非奇异快速终端滑模面,通过引入反馈电流实现对电机位置、速度和电流的整体控制。其次,设计新型滑模趋近律,使控制系统能快速将误差趋近于零并削弱抖振。同时,引入自适应律估计并实时调整趋近律系数。最后,设计了扩张状态观测观测外部扰动,从而提高位置跟踪系统的动态和稳态性能。基于Lyapunov稳定性理论,证明了该控制系统的稳定性。通过仿真与实验验证,结果表明,提出的控制方法能有效提高系统的位置跟踪精度,并且增强了系统的抗干扰能力。

摘要：在表贴式永磁同步直线电机(SPMLSM)系统中,参数失配将影响传统无差拍预测电流控制的性能,为此,提出一种基于快速终端滑模扰动观测器的鲁棒无差拍预测电流控制策略(FTDO-DPCC)。首先,结合经典SPMLSM数学模型设计传统无差拍预测电流控制策略,并分析其在参数失配情况下的鲁棒性;其次,将参数扰动和未建模动态归并到一个集总扰动项,提出永磁同步直线电机扩张状态模型;再次,设计快速终端滑模扰动观测器(FTSMDO)快速准确地跟踪集总扰动,并在每个控制周期将估计扰动值馈入扩张状态模型;最后,构建基于跟踪误差指数收敛的成本函数,得到新型无差拍预测电流控制策略。该方法在基于现场可编程门阵列(FPGA)的驱动器系统上进行了实验验证,结果证明了该算法的有效性和优越性能。

摘要：针对直线电机在数控机床应用时提出的越来越高的动态性能要求,将快速响应作为永磁直线同步电机设计的目标。综合永磁直线同步电机的定位力、电感、推力特性的规律,建立动态性能的分析模型,得出了影响速度响应的3个关键参数:永磁体厚度、气隙长度和线圈匝数,并逐个分析了这3个参数影响速度响应的规律。提出将速度响应和推力波动综合优化,建立综合优化目标函数,按照权重系数的不同分析方案的特点,得到速度响应快、推力波动小的设计方案。通过实验和仿真证明了理论的正确性。

摘要：运用自抗扰控制技术,分别对永磁同步直线电机的直轴电流id和动子速度v设计了控制器.直轴电流的自抗扰控制器除完成对id控制外,还要借助于控制器中的扩张状态观测器(ESO),完成对动子速度的辨识.速度的辨识信号作为速度环自抗扰控制器的反馈信号,从而可设计出一种新型的无速度传感器永磁直线电机的控制系统.由于采用基于过程误差的非线性控制律,观测器受电机参数的影响极小,具有算法简单、辨识精度高等优点.