摘要：针对电机传统控制策略依赖模型精确性、对参数变化敏感等问题,从能量的观点出发,利用哈密顿能量系统理论来设计混合磁路电机的速度控制器。根据铜耗最小原则下的最优电流控制原理确定了系统期望的平衡点;利用互联和阻尼配置的方法,设计了系统在负载转矩已知时的速度控制器;并利用负载转矩估计器在线观测负载转矩,由此设计了系统在负载转矩未知时的速度控制器;同时给出了平衡点的稳定性分析。仿真结果验证了该控制策略具有较好的控制效果,对系统参数变化具有较好的鲁棒性。

摘要：针对质子交换膜燃料电池和超级电容混合系统的功率协调控制问题,设计了一种基于互联与阻尼配置(Interconnection and damping assignment,IDA)的无源控制(Passivity-based control,PBC)策略。建立了混合系统的端口受控哈密顿(Port-controlled hamiltonian,PCH)模型。考虑了负载功率需求和超级电容荷电状态对混合系统功率分配策略的影响,分析了混合系统的多种工作模式。基于PCH模型设计了混合系统的IDA-PBC控制器,并从理论上证明了闭环系统的渐进稳定性。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

摘要：针对单独使用一种方法难以实现对永磁同步电机速度伺服系统快速、高效的控制问题,设计了基于反步法和最大输出功率原理的端口受控哈密顿协调控制方案。利用反步法解决系统的快速响应问题,应用最大输出功率原理使电机输出最大功率,采用指数函数作为协调函数来实现协调控制策略,从而适应永磁同步电机的负载扰动。仿真实验表明,该永磁同步电机速度控制系统的协调控制方案有效地结合了反步法和最大输出功率原理的端口受控哈密顿协调控制的优点,使系统的动态性能和稳态性能优良,且能够在负载扰动时快速消除误差。

摘要：针对二自由度关节型机器人轨迹跟踪控制系统单独使用一种控制方法难以实现快速高效、高精度的问题,设计了基于端口受控哈密顿(PCH)系统与传统PD算法协调控制的方案。端口受控哈密顿(PCH)控制用于确保系统的稳定性问题,传统PD控制主要用于提高系统响应的快速性问题。采用指数函数作为协调函数以实现协调控制策略,从而适应二自由度机器人的误差扰动。该系统既实现了位置信号的快速跟踪,又使机器人的输出信号控制在较高的误差精度范围内。经仿真验证表明,当机器人的机械系统存在建模误差时,采用端口受控哈密顿与传统PD算法协调控制器的二自由度关节型机器人位置控制系统有效的结合了两种控制方法的优点,该系统的动态性能与稳态性能优良,且能够快速消除误差。

摘要：基于模型参考自适应(MRAS)的转速估计原理,提出了一种永磁同步电动机(PMSM)的无速度传感器控制方法,该方法以PMSM本身作为参考模型,将含有待估计参数的模型作为可调模型。根据两个模型状态变量的不同,通过一定的自适应调节机构,得到转子速度的估计值。然后利用端口受控哈密顿(PCH)系统方法,建立PMSM的PCH模型,根据最大转矩/电流(MTPA)控制原理,设计了隐极式PMSM的无传感器速度控制器。最后通过Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真结果表明,该控制系统具有很好的转速跟踪和速度估计的性能。

摘要：针对永磁同步电机速度伺服系统单独使用滑模控制效果不佳的问题,本文设计了基于滑模和端口受控哈密顿协调控制方案。在dq同步旋转坐标系下,建立永磁同步电机的速度系统模型,给出了永磁同步电机速度的协调控制原理,通过定义滑模面设计滑模控制器,利用端口受控哈密顿控制方法的能量成形、互联配置和阻尼注入,设计了哈密顿控制器,同时将滑模控制和PCH控制方法相结合设计了协调控制策略,并用Matlab/Simulink对滑模与哈密顿协调控制的PMSM速度控制系统进行仿真验证。仿真结果表明,永磁同步电机的滑模与哈密顿协调控制系统有效结合了两者的优点,既能快速跟踪信号,又有较好的稳态性能和较强的稳定性。因此,该控制方法具有良好的控制性能和实际应用前景。

摘要：针对单独采用传统意义上的信号控制策略和能量控制方法都难以满足对永磁同步电机的高性能控制要求,本文提出了将信号控制策略和能量控制策略相结合的控制方法。采用滑模控制思想,并结合反步法对信号控制器进行了设计,而能量控制器则根据端口受控哈密顿系统,利用最小损耗原理进行设计,同时利用指数函数将信号控制器与能量控制器协调起来,考虑当负载转矩未知时,引入负载转矩观测器,并利用Matlab/Simulink对所设计的协调控制系统进行仿真分析。仿真结果表明,所提出的协调控制策略不仅可以实现快速的转速响应,而且可以显著降低能量损耗。该研究为永磁同步电机的优化控制提供了新的解决方案。

摘要：针对采用单一信号或能量控制策略对异步电动机调速系统进行控制都难以满足对异步电动机高性能控制的要求,本文采取了滑模控制与端口受控哈密顿控制相结合的协调控制方法来控制异步电动机调速系统。建立了异步电动机数学模型,并利用异步电动机转子磁场定向原理,求取了异步电动机的滑模控制器;根据端口受控哈密顿原理,建立了异步电动机的端口受控哈密顿模型,并求取了端口受控哈密顿控制器;最后利用指数函数将滑模控制器与端口受控哈密顿控制器相协调来控制异步电动机调速系统。同时,考虑到负载转矩可能出现未知的情况,设计了负载转矩观测器,并利用Matlab/Simulink对所设计协调控制系统进行仿真实验。仿真结果表明,所设计的协调控制策略不仅可使异步电动机快速地跟踪给定的转速信号,而且可以显著地降低异步电动机在稳态运行时的能量损耗。这种协调控制方法为研究异步电动机的优化控制提供了一种新的思路。

摘要：基于能量成型和端口受控哈密顿(port-controlled Hamiltonian,PCH)控制方法,研究了阻感性负载PWM整流器的建模与控制问题。在三相电压型PWM整流器的状态平均模型基础上,通过等功率坐标变换得到其在d-q旋转坐标系下的PCH模型,以系统的设计目标为依据确定了期望的平衡点,并利用互联和阻尼配置方法设计了系统的控制器,引入PI控制作用有效抑制了稳态误差。采用Matlab/Simulink进行系统的仿真试验,仿真结果验证了PCH控制方法的有效性。

摘要：为提高永磁同步电机转速控制系统的暂态性能,通过结合互联阻尼配置方法原理,基于端口受控耗散哈密顿系统模型,设计了面贴式永磁同步电机的速度控制器。根据系统在不同阶段的侧重点不同,采用2个控制器切换控制的方法弥补了1个控制器作用时的不足,并设计合理的切换率改变注入阻尼参数,从而改善系统暂态响应。仿真结果表明,对永磁同步电机速度控制系统进行参数切换控制,使得系统保证稳定无超调,且具有良好的转速跟踪性能,改善了系统暂态响应。