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兰州交通大学
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找到 11 条结果
[期刊论文] 张海明 缪仲翠 韩天亮
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为了提高直流调速系统性能,将直流调速系统速度控制器设计为分数阶PI (FOPI),并与整数阶PI控制特性进行比较.在确定FOPI/PI控制器参数时,根据不同目标函数用粒子群算法对控制器参数进行了优化,并分析了不同目标函数所确定的控制器参数对调速系统性能的影响.仿真表明:FOPI有较好的控制性能.在设计控制器参数时,可根据性能要求选用不同的目标函数优化设计控制器参数....
摘要:为了改善矿用牵引电动机牵引特性及抗负载扰动能力,实现对矿用牵引电动机的高性能控制,提高矿用机车运行的可靠性,将分数阶PIλ控制应用于矿用牵引电动机矢量控制的速度控制器.采用频域、时域两种方法讨论分数阶积分的优良特性,设计了分数阶PIλ并应用到矿用牵引电机速度控制器中.最后,仿真分析了分数阶PIλ控制的矿用牵引交流电机在不同工况下的.研究表明:分数阶PIλ可改善矿用牵引交流电机控制系统的动、静态性能,提高系统的抗负载能力....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:针对感应电机无速度传感器矢量控制中速度和磁链的观测问题,设计了一种感应电机速度和磁链的分数阶滑模观测器,该观测器综合了分数阶积分和滑模控制的优点.观测器以定子电流观测误差构成滑模面,根据李雅普诺夫定理证明了观测器的收敛性和稳定性,并设计了分数阶滑模控制律.将该观测器应用到了感应电机矢量控制系统中,实现了无速度传感器矢量控制.仿真试验表明,分数阶滑模观测器能有效减小滑模观测中的抖振,对磁链和速度有较高的动态辨识能力.而且,无速度传感器矢量控制系统在全速范围内较好的动态和稳态性能....
摘要:为进一步改善基于矢量控制的异步电动机调速系统的动、静态性能,并提高其鲁棒性,将改进的分数阶智能积分(IPIλ)控制器应用于矢量控制系统的速度调节器.改进的分数阶智能积分根据偏差的变化将分数阶积分和比例相结合,通过与普通PI和 FOPI控制器相比较,发现 IPIλ具有更好的控制效果.仿真试验表明,分数阶智能积分控制器不仅能够快速、精确地跟踪给定速度,而且对负载扰动及参数变化具有更好的抗扰性和较强的鲁棒性....
摘要:为了提高永磁同步电机调速系统的控制性能,结合滑模控制与分数阶微积分理论,设计了分数阶积分滑模转速控制器和改进型滑模观测器.针对转速控制器,采用基于反双曲正弦函数的新型趋近律削弱系统抖振,同时分数阶控制为系统提供了更多的控制余度,可以增强系统鲁棒性并进一步减小系统抖振.针对观测器,设计了采用新型趋近律fal函数的滑模观测器来获取反电动势估计值,利用分数阶锁相环技术提取反电动势中的转速和位置信息,有效提高了转子速度和位置的估计精度.通过仿真验证了所提出方法的可行性与有效性....
摘要:为了改善电机车牵引电机速度控制性能,提高系统抗扰性能和对参数变化的鲁棒性,提出了在控制系统的速度控制器中用积分滑模代替传统PI控制.设计了负载转矩观测器对负载转矩实时观测,将观测值加入到控制中,提高了在负载突变时的速度控制能力.仿真表明,负载转矩观测器能快速、准确地观测负载转矩,带负载观测的滑模转速控制对负载扰动和转子电阻有较强的鲁棒性,有效地抑制了滑模控制的固有抖振....
摘要:针对永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)运行过程中内部参数变化和外部负载扰动影响控制性能的问题,提出了一种基于分数阶滑模观测器的PMSM分数阶积分滑模控制(Fractional order integral sliding mode control,FOISMC)策略.基于FOISMC技术,设计了分数阶积分滑模转速调节器,给出了能保证系统全局鲁棒性的全程积分滑模面设计方法.基于分数阶理论和滑模控制理论构造了分数阶滑模观测器,实现了对速度和转子位置角的高精度估计.利用滑模负载观测器对负载转矩进行了实时观测,并将观测到的负载转矩传递到转速控制器中,提高了系统抗负载扰动的能力.仿真实验验证了所提方法的可行性和有效性....
摘要:为提高感应电机矢量控制性能,根据积分滑模控制和分数阶微积分理论,提出动态分数阶滑模控制方法.针对负载扰动问题,设计负载转矩滑模观测器,将负载观测值反馈到动态分数阶滑模控制中.通过Lyapunov定理证明所设计的控制器和观测器的稳定性和收敛性.仿真实验表明:负载观测器能准确观测负载转矩,带负载观测的动态分数阶滑模控制具较好的动态性能,对负载扰动有较强的鲁棒性,并有效抑制了滑模控制的抖振....
[硕士论文] 韩天亮
控制理论与控制工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:矿用电机车是矿山地面与井下巷道重要的运输工具,运行工况复杂、环境恶劣。国内矿山牵引电机车的牵引电机基本采用直流串励电动机。但是伴随着电力电子技术、智能控制等相关学科的发展,异步牵引电动机的调速控制方法越来越变的成熟。交流异步电动机取代传统直流电机作为牵引设备是最好的选择。在矿用牵引电机控制系统中,牵引控制系统的静态及动态性能是由转速控制器的调速性能而决定。近年来,将分数阶滑模控制应用于电机控制领域逐渐受到广大学者的重视,针对矿用牵引电机车运行工况对调速控制的要求,采用FOSMC控制策略设计转速控制器以及对弱磁区域控制性能进行改进,以达到提高系统调速性能的目的。论文围绕分数阶微积分理论、滑模变结构控制、转速控制器的设计、负载观测器的设计、FOSMC转速控制器、弱磁控制器在矿用牵引电机控制系统中的应用进行研究。本文主要内容包括:
  (1)首先,对分数阶微积分理论的定义及其基本性质进行介绍,对分数阶的单位阶跃响应特性和数字实现进行研究。其次,对滑模变结构控制原理、设计目标、动态品质及其抖振进行介绍。
  (2)针对矿用牵引电机车的不同工况、恶劣的运行条件,设计FOPI、整数阶SMC、FOSMC转速控制器、负载扰动观测器并将观测值融入到转速控制器中,以达到提高异步牵引电机调速性能的目的。
  (3)分析矿用异步牵引电动机矢量控制策略,在Matlab/Simulink仿真软件上搭建异步牵引电机矢量控制系统模型,将FOSMC转速控制器、负载观测器应用于控制系统中,并对仿真结果进行比较分析。
  (4)研究弱磁控制基本理论及电压、电流限制条件,针对矿用牵引电机高速运行的调速问题,对弱磁控制器进行改进,将仿真结果与传统PI弱磁控制策略进行分析比较。
  通过对矿用牵引电机不同运行工况的仿真实验表明:滑模负载观测器能够准确、快速的观测负载转矩;而带负载观测的分数阶滑模(FOSMC)转速控制器提高了牵引电机在负载变化时的转速控制性能和系统的可靠性,基于分数阶的电压闭环弱磁控制系统可以有效的减小定子电流的波动,扩宽了异步牵引电机的调速范围。
摘要:速度传感器是高性能感应电机控制系统的重要组成部分,当其精度降低或故障时会严重影响控制性能.为了实现感应电动机控制系统所需的转子磁链和速度的准确估计,结合滑模控制理论与分数阶微积分理论设计了转速及磁链的高精度观测器.采用定子电流观测误差构成滑模面,根据李雅普诺夫定理设计了分数阶滑模控制率,并用李雅普诺夫理论和分数阶理论证明了该方法的收敛性和稳定性.仿真研究表明:该方法有效地削弱了滑模观测器中抖振现象,能在全速范围内准确、快速地估计出电机磁链和转速.并验证了该观测器对负载扰动和转子电阻扰动有较强的鲁棒性....
摘要:在永磁同步电动机控制系统中,用分数阶pIλ取代整数阶PI速度控制器具有更好的动、静态性能,但在工程应用中,分数阶积分也会引起饱和非线性现象.为解决此问题,本文在分数阶PIλ基础上提出了变结构A-W PIλ算法以提高速度控制性能.A-W PIλ算法根据控制器是否进入饱和而对积分状态进行控制,并采用粒子群智能算法实现控制器的各项参数整定.仿真实验表明:分数阶pIλ比整数阶PI更容易进入饱和并能提前退出,而A-W PIλ能迅速退出饱和区,A-WPIλ速度控制器改进了系统的跟随性、抗负载扰动和鲁棒性能,提高了永磁同步电动机调速系统的速度控制性能....
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