内容概要:本文详细探讨了基于神经网络自抗扰(RBF-ADRC)控制永磁同步电机的技术,并将其与传统的外环ADRC进行对比仿真。首先介绍了永磁同步电机的应用背景及其控制需求,随后阐述了外环采用二阶神经网络自抗扰控制的方法,结合扩展状态观测器(ESO)和径向基函数(RBF)网络来实现高精度、高稳定性的控制。接着,通过对RBF-ADRC和ADRC的仿真对比,从响应速度、稳定性和抗干扰能力等多个方面进行了详细的分析。最后提供了关键编程公式的概述以及相关的参考文献,为后续的研究和应用提供了宝贵的资料。 适合人群:从事电机控制、自动化控制领域的研究人员和技术人员,尤其是对神经网络自抗扰控制感兴趣的学者。 使用场景及目标:适用于需要深入了解永磁同步电机控制策略的研究项目,旨在提升电机控制系统的性能,特别是在复杂工况下保持高精度和高稳定性。 其他说明:本文不仅提供了理论分析,还附有编程公式和参考文献,有助于读者深入理解和实践RBF-ADRC控制方法。
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内容概要:本文详细探讨了传统自抗扰控制器(ADRC)与改进的神经网络ADRC在永磁同步电机(PMSM)闭环控制系统中的应用。首先介绍了传统ADRC采用的二阶自抗扰控制策略及其优点,如良好的抗干扰能力和鲁棒性。接着阐述了改进的RBF自抗扰ADRC,它通过结合状态扩张观测器(ESO)与神经网络来优化参数整定,从而提升控制精度和响应速度。最后,通过仿真实验对比两种控制方法的效果,展示了改进神经网络ADRC在控制精度、响应速度和抗干扰能力方面的优势。 适合人群:从事电机控制领域的研究人员和技术人员,尤其是关注永磁同步电机闭环控制技术的专业人士。 使用场景及目标:适用于希望深入了解ADRC及其改进版本在PMSM闭环控制中应用的研究者,以及希望通过仿真验证不同控制策略性能的技术人员。 其他说明:文中还提到了相关的参考文献和ADRC控制器建模文档,为后续研究提供了宝贵的资料支持。
2026-01-06 13:53:32 1.12MB 电机控制 神经网络 仿真模型
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内容概要:本文深入探讨了如何使用Simulink优化永磁同步电机(PMSM)的最大扭矩最小损耗(MTPL)控制策略,从而显著提升电机效率。文章首先介绍了70kW电机模型及其非线性特征,特别是通过有限元分析(FEM)获得的磁链数据和斯坦梅茨铁损系数的应用。接着,详细解释了磁场定向控制器(FOC)的双环结构以及如何通过优化算法(如fmincon)在不同转速和扭矩条件下找到最佳电流组合(id和iq),以最小化铜损和铁损。文中还展示了具体的优化效果,包括突加负载时的损耗减少情况,并强调了稳定性和实时性的保障措施。最后,提供了实用的代码片段和注意事项,帮助读者理解和应用这一优化方法。 适合人群:从事电机控制系统研究与开发的技术人员,尤其是对电动汽车驱动系统感兴趣的工程师。 使用场景及目标:适用于希望深入了解并应用于实际项目的电机控制工程师。主要目标是在不影响性能的前提下,最大限度地降低电机能耗,延长电动车续航里程。 其他说明:文章不仅提供了理论分析和技术细节,还包括了大量的代码实例和实验数据,便于读者进行复现和进一步探索。此外,文中提到的一些技巧(如查表法、弱磁控制等)对于提高系统的鲁棒性和实时性非常有用。
2026-01-06 13:52:43 2.08MB Simulink PMSM FOC 优化算法
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基于Simulink优化的电机控制参数提升效率:MTPL控制策略下的最小损耗与最大扭矩电流组合探索及传动系统参数化设计,基于Simulink优化的电机控制参数提升效率:MTPL控制策略下的最小损耗与最大扭矩电流组合探索及传动系统参数化设计,通过simulink优化控制参数提高电机效率,进行最大扭矩最小损耗MTPL Max Torque Per Loss 控制,获取电机铁损、铜损最小时候的id,iq电流组合 使用导入的FEM数据和优化的磁场定向控制(FOC)的PMSM驱动,以及支持设计脚本:确定开环频率响应并检查稳定裕度。 确定最佳的d轴和q轴电流,以便在提供命令的扭矩和速度时使电机总损耗最小。 电力驱动通过以下方式实现: 一个详细的Simscape Electrical非线性电机模型,采用列表磁链和斯坦梅茨系数的形式。 有关更多信息,请参见此示例。 一个磁场定向控制器(FOC),已经过优化,以尽量减少电机损耗。 传动系统 驱动器参数化为70 kW(最大功率)、150 Nm(最大扭矩)电机,适用于电动汽车动力系统。 电源是500伏DC电源。 面向场的控制器体系结构 PM
2026-01-06 13:51:55 7.42MB
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基于两步预测控制算法的模型预测控制(MPC)三相逆变器,输出电压低THD至2.9%的研究,基于两步预测控制算法的优化三相逆变器输出电压模型预测控制策略研究:电压THD有效控制在2.9%以内。,输出电压采用模型预测控制(MPC)的三相逆变器。 针对一步预测控制算法的不足,提出采用两步预测控制算法。 电压THD为2.9% ,核心关键词: 输出电压; 模型预测控制(MPC); 三相逆变器; 一步预测控制算法; 两步预测控制算法; 电压THD。,两步预测控制算法在MPC三相逆变器中的应用及性能优化 在电力电子技术领域,三相逆变器是将直流电能转换为交流电能的重要设备,广泛应用于工业、交通和民用等多个领域。逆变器的输出电压质量直接影响到电力系统的稳定性和用电设备的性能,其中电压总谐波失真(THD)是衡量输出电压质量的重要指标之一。传统的一步预测控制算法在逆变器控制中存在一定的局限性,因此研究者们提出了两步预测控制算法,以期达到更好的控制效果和更优的电压输出质量。 模型预测控制(MPC)是一种先进的控制策略,它通过预测模型对未来一段时间内的系统行为进行预测,并优化控制输入以获得最优控制效果。MPC在处理非线性、多变量和约束控制问题方面展现出了独特的优势,尤其适用于电力电子变换器的控制。在三相逆变器中应用MPC可以有效地控制输出电压波形,减少谐波含量,提高电能质量。 本研究提出的两步预测控制算法是在MPC框架下的创新,它对一步预测控制算法的局限性进行了改进,通过两步预测的方式优化了控制策略。这种算法可以更精确地预测未来状态,并在一定程度上减少了计算量,提高了实时控制性能。应用该算法的三相逆变器能够在保证输出电压质量的同时,有效控制电压THD值在2.9%以内,这对于提高电力系统的运行效率和用电设备的性能具有重要意义。 通过深入研究和仿真测试,研究者们总结出两步预测控制算法在MPC三相逆变器中的应用效果,并对其性能进行了详细的分析与优化。研究内容不仅涵盖了算法的理论分析,还包括了算法实现的具体步骤、仿真验证过程以及与传统算法的性能对比。这些研究不仅为电力电子工程师提供了一种新的逆变器控制手段,也为后续相关领域的研究工作奠定了基础。 在实验中,研究者们搭建了基于两步预测控制算法的三相逆变器模型,并对其输出电压进行了测试。测试结果表明,采用两步预测控制算法的三相逆变器在不同负载条件下的输出电压均能保持较低的THD值,充分证明了该算法的优越性和实用性。这项研究成果不仅为电力电子设备的输出电压控制提供了新的解决方案,也为电力系统提供了更加稳定可靠的电能供应。 此外,文章标题和文件名称列表中提及的“gulp”并未在描述中给出明确解释,因此无法直接分析其在本研究中的意义或作用。不过,根据相关技术背景推测,“gulp”可能与MPC控制算法的某个细节或者实验过程中的某个步骤有关,具体则需要结合研究的实际内容进行理解。 两步预测控制算法的提出和应用,为三相逆变器输出电压的优化控制提供了新的研究方向,具有重要的理论价值和应用前景。未来的研究可以从算法的进一步优化、控制性能的提升以及实际应用场景的验证等方面进行深入探索。
2026-01-06 11:30:14 4.45MB gulp
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嵌入式系统原理与实践是计算机科学中的一个重要领域,它涉及到硬件、软件和系统的集成。在本资源中,我们关注的是ARMCortex-M4处理器,它是ARM公司设计的一种高性能、低功耗的32位微控制器核心,广泛应用于各种嵌入式应用中,特别是工业控制、汽车电子和物联网(IoT)设备等。 Kinetis系列微控制器是飞思卡尔(现已被恩智浦半导体收购)推出的一个产品线,基于ARM Cortex-M4内核,提供了丰富的外设接口和强大的处理能力。K60是Kinetis家族的一员,具有高性能的浮点运算单元(FPU)、高速存储器接口以及多种通信和控制接口,为开发者提供了灵活的设计选择。 该配套课件"Kinetis教学课件"可能包括以下内容: 1. **Cortex-M4处理器结构**:深入讲解Cortex-M4的核心特性,如哈佛架构、中断处理机制、内存保护单元(MPU)、调试支持和FPU功能。 2. **Kinetis K60微控制器概述**:介绍K60的硬件特性,如不同封装选项、内存配置、时钟系统、电源管理策略以及各种外设模块(如GPIO、ADC、PWM、UART、SPI、I2C等)。 3. **开发环境设置**:指导如何配置IDE(如Keil uVision或IAR Embedded Workbench)、编译器、调试器,以及如何创建和编译工程。 4. **编程模型**:解释Cortex-M4的中断和异常处理,以及Thumb2指令集的使用。 5. **嵌入式系统设计**:讲述系统级设计考虑,如初始化序列、任务调度、中断服务例程(ISRs)的编写和实时操作系统(RTOS)的选型与集成。 6. **外设驱动开发**:通过实例演示如何编写和使用外设驱动,例如读写GPIO、采集ADC数据、通过UART进行串行通信等。 7. **应用示例**:提供实际项目案例,展示K60微控制器在实际应用中的工作方式,如电机控制、传感器接口、无线通信等。 8. **实验指导**:可能包含一系列实验,帮助学生动手实践,增强理论与实践的结合。 9. **调试技巧**:介绍如何使用仿真器或JTAG工具进行程序调试,包括断点设置、变量查看和性能分析。 通过这些课件,无论是初学者还是有经验的工程师,都能对Kinetis K60微控制器有深入的理解,并能快速上手进行嵌入式系统开发。对于想要在飞思卡尔平台进行开发的人员,这套课件无疑是宝贵的参考资料。
2026-01-06 11:01:59 11.04MB Kinetis 嵌入式系统原理与实践
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【例程演示】 使用MATLAB打开Demo_PolePlace.m文件,可根据需要修改*...*注释行之间的参数,点击运行即可。 具体内容参见文件内详细注释。 【资源内容】 包含5个.m文件: 1. dynamic_fun.m 非线性倒立摆精确数学模型的状态空间方程函数。 输入:当前倒立摆状态向量,当前控制作用量 输出:状态向量导数 #注意:使用了global全局变量 2. dynamic_rk4.m 使用四阶龙格-库塔法进行微分方程数值递推计算的函数。 输入:当前时刻的状态向量、当前控制作用量 输出:下一时刻的状态向量 3. place_poles.m 使用极点配置法生成状态反馈增益矩阵的函数。 输入:倒立摆系统中的若干个常数参量 输出:状态反馈矩阵 4. render.m 根据记录数据生成演示动画的函数 输入:时间记录表、状态向量记录表 输出:无 5. Demo_PolePlace.m 演示示例(主程序)
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本文详细介绍了基于单片机的LED显示屏控制系统的显示原理,对点阵汉字、数字、字母及简单的图形进行显示,以及和上位机之间的通信连接,还介绍了如何将它进行通信显示的问题,显示屏由24个8*8的LED点阵模块组成,可以同时显示6个汉字。硬件电路包括显示电路、控制电路和驱动电路。系统程序包括主程序、显示程序和串口传输程序等。系统仿真利用PORTEUS仿真软件和KEIL软件的联调对LED点阵显示屏系统进行调试。 【LED点阵显示屏控制系统的设计】 本文主要探讨了基于单片机的LED点阵显示屏控制系统的构建与实现,涉及的关键技术包括点阵汉字、数字、字母和简单图形的显示,以及与上位机的通信连接。张立宇在集美大学信息工程学院自动化专业2008届的毕业设计中,详细阐述了这一控制系统的设计过程。 LED点阵显示屏是由多个8*8的LED点阵模块组成的,这里采用24个这样的模块,能够同时展示6个汉字。这种显示屏利用单片机作为核心处理器,控制每个LED点的状态,从而形成文字或图像的显示。LED点阵显示屏的工作原理是通过控制每个点的亮灭,组合出不同的图案和字符。 单片机在该系统中扮演着至关重要的角色,它是整个控制系统的心脏。单片机接收指令,处理信息,并通过特定的控制电路和驱动电路来驱动LED点阵模块。控制电路负责处理来自上位机的指令,驱动电路则确保LED的正确点亮。硬件电路设计包括这三个主要部分,它们协同工作,实现显示功能。 系统软件层面,主程序是整个系统的基础,负责整体流程的调度。显示程序则专司LED点阵的显示逻辑,根据输入数据控制每个LED的状态。此外,串口传输程序用于实现单片机与上位机之间的通信,这是实现远程控制和更新显示内容的关键。通过编程,这些程序可以实现动态显示、滚动文字等功能。 在开发和调试阶段,利用了PROTEUS仿真软件和KEIL集成开发环境进行联调。PROTEUS提供了硬件模拟的功能,使得在实际硬件制作之前就能预览系统运行情况,而KEIL则提供了C语言编译器和调试工具,方便程序的编写和优化。这种联合调试方法大大提高了开发效率,减少了实物原型制作的成本。 关键词:LED点阵显示屏、单片机、PROTEUS仿真 本文的结构涵盖了LED点阵显示屏的基本知识、单片机介绍、硬件电路设计、系统程序设计以及仿真调试方法。通过对这些内容的深入理解和实践,读者可以了解到一个完整的LED点阵显示屏控制系统的设计思路和技术实现,为类似项目提供参考。
2026-01-05 15:11:19 641KB
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单相并网逆变器PLECS仿真模型:H4与Heric、H6拓扑双环控制优化,电压外环二次谐波抑制与电流内环跟踪效果佳,单相并网逆变器Plec模型仿真研究:双环控制下的H4拓扑二次谐波抑制与高效电流跟踪性能分析,单相并网逆变器plecs仿真模型,H4,Heric,H6拓扑双环仿真,电压外环pi陷波器二次谐波抑制好,电流内环pr,电流跟踪效果好。 sogipll锁相环,功率因数可调,电网前馈,lcl有源阻尼 ,关键词: 单相并网逆变器;H4拓扑;Heric拓扑;H6拓扑;双环仿真;电压外环PI陷波器;电流内环PR;二次谐波抑制;SOGI-PLL锁相环;功率因数可调;电网前馈;LCL有源阻尼。,单相并网逆变器:H拓扑双环仿真模型,高效抑制二次谐波的PI陷波器研究
2026-01-05 14:53:38 5.26MB
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基于扩张状态观测器的永磁同步电机(PMSM) 自抗扰控制ADRC仿真模型 MATLAB Simulink ①跟踪微分器TD:为系统输入安排过渡过程,得到光滑的输入信号以及输入信号的微分信号。 ②非线性状态误差反馈律NLSEF:把跟踪微分器产生的跟踪信号和微分信号与扩张状态观测器得到的系统的状态计通过非线性函数进行适当组合,作为被控对象的控制量 ③扩张状态观测器ESO:作用是得到系统状态变量的估计值及扩张状态的实时作用量。 在现代电气工程和自动化控制领域,永磁同步电机(PMSM)因其高效率、高精度和优良的动态性能而得到广泛应用。电机控制系统的设计与优化一直是电气工程研究的热点,其中包括自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control, ADRC)的研究。ADRC是一种新型的控制策略,它通过对系统内外扰动的在线估计与补偿,达到提高系统控制性能的目的。 自抗扰控制的关键在于扩张状态观测器(Extended State Observer, ESO),它能够估计系统状态变量以及系统内外扰动的实时作用量。ESO通过构造一个虚拟的扩张状态,将系统的不确定性和外部干扰归纳其中,使得系统控制设计仅需考虑这个虚拟状态的观测问题。而跟踪微分器(Tracking Differentiator, TD)的作用是为系统输入安排一个平滑的过渡过程,并能够得到光滑的输入信号及其微分信号。这样设计的好处是,在系统的控制输入和状态变化剧烈时,能够有效避免由于突变引起的控制性能下降。 非线性状态误差反馈律(Nonlinear State Error Feedback, NLSEF)则是将TD产生的跟踪信号和微分信号与ESO获得的系统状态估计通过非线性函数进行组合,形成被控对象的控制量。这个反馈机制是ADRC的核心,其设计的合理性直接关系到控制系统的性能。 MATLAB Simulink作为一款强大的仿真工具,为复杂系统的模型构建、仿真分析和控制设计提供了便利。通过在Simulink环境中搭建基于扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰控制模型,研究人员可以直观地观察和分析系统的响应特性,对控制策略进行优化调整,进而达到提高电机控制精度和稳定性的目的。 仿真模型的构建过程涉及多个环节,包括电机模型的建立、控制器的设计、扰动的模拟与补偿等。在具体实施中,首先需要对PMSM进行精确建模,包括电机的基本参数、电磁特性以及机械特性等。然后根据ADRC的原理,设计出相应的ESO和NLSEF算法,并通过Simulink中的各种模块进行搭建和仿真。仿真过程中,研究人员可以根据需要对模型参数进行调整,观察控制效果,以达到最佳的控制性能。 通过仿真模型,可以对永磁同步电机在不同的工作条件下的性能进行分析,包括起动、负载变化、速度控制等。此外,还可以模拟各种扰动因素,如负载突变、电网波动等,检验ADRC的抗扰动能力。这种仿真分析方法对于预测系统的实际表现、优化控制策略、降低研发成本等方面具有重要意义。 在现代电机控制领域,通过模型仿真进行控制策略的预研和验证已成为一种普遍的做法。基于扩张状态观测器的永磁同步电机自抗扰控制ADRC仿真模型的研究,不仅推动了电机控制理论的发展,也为实际应用提供了有效的技术支持。随着电气工程领域技术的不断进步,类似的研究还将继续深化,对提高电机控制系统的性能、拓展其应用范围具有重要的理论和实际价值。
2026-01-05 14:35:58 333KB
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