基于扰动补偿的高速列车自适应滑模黏着控制 被引量：1

1

作者 曹帅 王嵩 +1 位作者 唐杰萍 何小毛 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期913-923,共11页

列车安全和平稳运行依赖于牵引力的有效发挥,而牵引力的有效发挥受限于轮轨间的黏着状态。为了解决高速列车行驶在低黏着轨面时牵引力不足的问题,考虑到车重、阻力、坡度等参数不易精确获取,设计一种基于扰动补偿的自适应滑模黏着控制... 列车安全和平稳运行依赖于牵引力的有效发挥,而牵引力的有效发挥受限于轮轨间的黏着状态。为了解决高速列车行驶在低黏着轨面时牵引力不足的问题,考虑到车重、阻力、坡度等参数不易精确获取,设计一种基于扰动补偿的自适应滑模黏着控制算法。根据黏着计算模型和简化列车模型,建立高速列车轮轨动力学模型。通过设计动态观测精度更高的鲁棒黏着观测器,以精确获取当前轨面提供的黏着力。在此基础上,针对列车工作在最优黏着点附近时能够获得较大牵引力这一特性,采用梯度观测极值搜索算法获取该点附近的蠕滑速度。同时,设计基于扰动补偿的自适应滑模控制器控制电机输出转矩,使高速列车能够在部分系统参数未知的情况下跟踪极值搜索算法输出的蠕滑速度,从而提高列车牵引力。基于扰动补偿的自适应滑模控制,通过观测补偿系统不确定部分和自适应调节开关增益,减少滑模控制律抖振对黏着控制性能的影响。研究结果表明,基于扰动补偿的自适应滑模黏着控制算法在系统中存在未知参数时,能够控制列车在10 s内到达冰雪轨面最优黏着工作点附近,在1 s内到达潮湿轨面最优黏着工作点附近。此外,相比于传统滑模黏着控制和自适应滑模黏着控制,所提算法控制律抖振更低,并且能够更精确地搜寻和跟踪最优黏着工作点。所提算法可以为实际列车黏着控制算法设计提供参考。 展开更多

关键词 高速列车 黏着观测器 极值搜索 扰动观测器 滑模控制

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基于滑模极值搜索算法的车辆驱动防滑控制策略 被引量：18

2

作者 周兵 徐蒙 +1 位作者 袁希文 范璐 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期307-311,342,共6页

为了提高车辆的驱动防滑能力,提出了一种基于滑模极值搜索算法的驱动防滑控制策略。采用滑模极值搜索算法作为一种自寻优方法找到轮胎力-滑转率曲线的极值点,无需估计路面附着系数和建立理想参考模型就可以将轮胎的滑转率控制在最优滑... 为了提高车辆的驱动防滑能力,提出了一种基于滑模极值搜索算法的驱动防滑控制策略。采用滑模极值搜索算法作为一种自寻优方法找到轮胎力-滑转率曲线的极值点,无需估计路面附着系数和建立理想参考模型就可以将轮胎的滑转率控制在最优滑转率附近,提高车辆的动力性和方向稳定性。在Matlab/Simulink中建立车辆系统仿真模型。仿真结果表明,此控制策略能使车辆在驱动过程中快速达到实时路面条件下的最优滑转率,增强了车辆的动力性能。 展开更多

关键词 车辆 驱动防滑 滑模极值搜索控制策略

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重载机车滑模极值搜索最优粘着控制研究 被引量：14

3

作者 赵凯辉 李燕飞 +2 位作者 张昌凡 何静 李鹏 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期88-95,共8页

为解决因轨面潮湿、雨雪外界条件变化等因素影响轮轨粘着特性而导致重载机车牵引力不能有效发挥的问题,提出一种基于滑模极值搜索的超螺旋滑模最优粘着控制算法。首先建立重载机车动力学模型;然后根据极点配置法设计全维状态观测器实时... 为解决因轨面潮湿、雨雪外界条件变化等因素影响轮轨粘着特性而导致重载机车牵引力不能有效发挥的问题,提出一种基于滑模极值搜索的超螺旋滑模最优粘着控制算法。首先建立重载机车动力学模型;然后根据极点配置法设计全维状态观测器实时估计轮轨粘着系数,采用滑模极值搜索算法实时搜索出变化轨面的最佳蠕滑速度,并应用微分跟踪器跟踪最佳蠕滑速度导数;进而采用超螺旋滑模控制算法设计控制器使重载机车运行于最佳粘着点附近。仿真结果与传统滑模控制相比,粘着系数搜索到实际最优值的时间提前10 s,转矩误差保持在3%内;所提出的控制方法能够快速搜索到不同轨面下的最佳蠕滑速度,实现了重载机车的最优粘着控制。 展开更多

关键词 滑模极值搜索 重载机车 全维状态观测器 超螺旋滑模控制

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计及疲劳载荷基于极值搜索控制的风电系统最佳出力追踪 被引量：3

4

作者 林济铿 仵光宇 +5 位作者 孙峰 戴赛 潘毅 王旭东 刘涛 覃岭 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第17期2826-2835,共10页

针对变速恒频风电机组在额定风速以下运行时,快速稳定地进行最大风能出力追踪问题,提出了计及机械转矩变化约束并基于滑模极值搜索控制的风电系统最佳出力追踪控制新策略。采用命题的方式,证明了该控制策略的稳定性。基于控制系统稳定... 针对变速恒频风电机组在额定风速以下运行时,快速稳定地进行最大风能出力追踪问题,提出了计及机械转矩变化约束并基于滑模极值搜索控制的风电系统最佳出力追踪控制新策略。采用命题的方式,证明了该控制策略的稳定性。基于控制系统稳定性条件,提出该控制系统的参数自适应调整方法,使得控制系统具有较好的控制品质的同时,避免了人为调整参数以获得较好控制品质的繁琐。进而分析并推导出只需在滑模极值搜索控制系统中添加转子转速参考值?ref速率限幅环节即可计及机械转矩变化约束;在此基础上,提出了基于自适应调整策略的?ref速率限幅值的确定方法;从而使得风电系统出力在追踪最佳出力曲线时,风电系统转子的机械转矩实现平稳变化而没有震荡,相应地降低了机械疲劳程度,从而在一定程度上延长了机组的使用寿命。算例证明了文中方法的有效性。 展开更多

关键词 最大风能追踪 滑模极值搜索控制 自适应参数调整 机械疲劳 机械转矩变化约束

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无人机全电式自主刹车系统滑模极值搜索控制 被引量：5

5

作者 陈晓雷 林辉 马冬麒 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期1439-1448,共10页

常规主动刹车系统采用在线辨识跑道特征的算法,但仍需依赖摩擦模型先验知识,难以应对复杂跑道工况.为克服上述问题,提出一种滑模极值搜索控制策略并应用于无人机全电式自主刹车系统.考虑电动作动机构非线性特性,建立系统的状态空间模型... 常规主动刹车系统采用在线辨识跑道特征的算法,但仍需依赖摩擦模型先验知识,难以应对复杂跑道工况.为克服上述问题,提出一种滑模极值搜索控制策略并应用于无人机全电式自主刹车系统.考虑电动作动机构非线性特性,建立系统的状态空间模型并合理简化为严格反馈形式,采用超扭曲算法估计结合系数的梯度,结合反馈线性化控制律得到刹车压力参考值,证明此控制作用下可实现对未知最优滑移率的渐近跟踪.采用反演控制的思想设计无抖振滑模控制器实现对参考刹车压力的跟踪.利用Lyapunov方法获得系统的渐近稳定性条件并分析控制参数对系统的影响.半实物仿真试验结果表明控制策略的有效性. 展开更多

关键词 自主刹车系统 机电作动器 极值搜索控制 广义超扭曲算法 滑模控制 反演控制

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风电系统滑模极值搜索MPPT控制方法研究 被引量：5

6

作者 潘庭龙 沈艳霞 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2193-2197,共5页

在分析变速恒频双馈风电系统常规MPPT控制方法的基础上,结合滑模控制与极值搜索控制原理,提出一种新的风电系统MPPT控制方法,并针对其参数变化对控制性能的影响进行研究。该控制方法的唯一输入变量为电机定子侧输出有功功率,输出为发电... 在分析变速恒频双馈风电系统常规MPPT控制方法的基础上,结合滑模控制与极值搜索控制原理,提出一种新的风电系统MPPT控制方法,并针对其参数变化对控制性能的影响进行研究。该控制方法的唯一输入变量为电机定子侧输出有功功率,输出为发电机转子速度的优化给定值,避免了常规控制方法需要测量风速、获取风机模型及参数、计算功率和转速的微分等缺点。仿真结果证明了其有效性。 展开更多

关键词 风电系统 MPPT 滑模控制 极值搜索控制

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面向需求侧调节的聚合温控负荷极值搜索控制算法 被引量：2

7

作者 马锴 苑晨亮 +1 位作者 陈金钰 杨婕 《燕山大学学报》 CAS 北大核心 2017年第1期82-86,94,共6页

本文通过对聚合温控负荷的温度设定值的控制,实现智能电网中的频率调节服务。利用聚合温控负荷的双线性状态空间模型,建立了通过调节温控负荷温度设定值来提供频率调节服务的方案。采用极值搜索算法,对控制器参数进行动态优化,以减小温... 本文通过对聚合温控负荷的温度设定值的控制,实现智能电网中的频率调节服务。利用聚合温控负荷的双线性状态空间模型,建立了通过调节温控负荷温度设定值来提供频率调节服务的方案。采用极值搜索算法,对控制器参数进行动态优化,以减小温控负荷的跟踪误差,提升频率调节服务质量。仿真结果表明了极值搜索算法的有效性。 展开更多

关键词 温控负荷 频率调节 智能电网 滑模控制 极值搜索算法

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二阶输出反馈滑模极值搜索控制方法 被引量：1

8

作者 左斌 李静 张雷 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期1892-1898,共7页

针对一类单输入单输出(single-input-single-output,SISO)非线性极值系统的控制问题,提出了一种二阶输出反馈滑模极值搜索控制方法。考虑到此系统的状态量不可测,利用斜坡函数作为输出量的参考跟踪信号,以系统的输出跟踪误差及其微分信... 针对一类单输入单输出(single-input-single-output,SISO)非线性极值系统的控制问题,提出了一种二阶输出反馈滑模极值搜索控制方法。考虑到此系统的状态量不可测,利用斜坡函数作为输出量的参考跟踪信号,以系统的输出跟踪误差及其微分信号构建切换函数,设计出二阶滑模极值搜索控制律。稳定性分析证明了在任意初始条件下,该方法可使系统的输出量全局收敛至其期望极值的任意小邻域内且所有状态量均是一致范数有界。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 非线性极值系统 输出反馈 极值搜索控制 二阶滑模控制

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滑模控制在两级级联光伏发电系统中的应用 被引量：3

9

作者 鲍安平 徐开军 《现代电子技术》 北大核心 2017年第15期175-178,182,共5页

在光伏发电系统的应用中存在太阳能的间歇性导致电网不稳定的难题。为解决该问题,提出一种两级级联分布式光伏发电系统,该系统有两个独立控制的太阳能电源,每个光伏电池板包含一组两级级联升压转换器,由两个独立的滑模控制器分别控制。... 在光伏发电系统的应用中存在太阳能的间歇性导致电网不稳定的难题。为解决该问题,提出一种两级级联分布式光伏发电系统,该系统有两个独立控制的太阳能电源,每个光伏电池板包含一组两级级联升压转换器,由两个独立的滑模控制器分别控制。首先,采用极值搜索控制(ESC)算法实现最大功率点跟踪(MPPT)控制策略以最大限度地改善可再生能源的能量收集;然后,根据每个太阳能电源的可用发电量和蓄电池的充电状态,提出四种监控策略由监控中心选择;最后,通过数字化仿真来演示监视控制器的精确操作和每一种运行条件下MPPT算法的功能。仿真结果显示了该方法的可操作性和实用性。 展开更多

关键词 光伏发电 滑模控制器 升压转换器 极值搜索控制 MPPT

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MIMO仿射型极值搜索系统的输出反馈滑模控制

10

作者 左斌 张雷 李静 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期718-727,共10页

针对一类多输入多输出(MIMO)仿射型非线性极值搜索系统的控制问题,提出了一种输出反馈滑模控制方法。将原系统分解为若干个单输入单输出(SISO)极值搜索子系统,并针对每个极值搜索子系统,考虑到系统状态量不可测的特点,以斜坡函数作为新... 针对一类多输入多输出(MIMO)仿射型非线性极值搜索系统的控制问题,提出了一种输出反馈滑模控制方法。将原系统分解为若干个单输入单输出(SISO)极值搜索子系统,并针对每个极值搜索子系统,考虑到系统状态量不可测的特点,以斜坡函数作为新系统输出量的参考跟踪信号,采用输出跟踪误差以及该误差符号函数的积分值建立切换函数,设计得到基于输出反馈的滑模极值搜索控制律。稳定性分析证明:在任意初始条件下,本文方法可使系统的输出量全局收敛至期望极值的任意小邻域内,并且所有状态量均一致范数有界。仿真结果验证了本文方法的有效性。 展开更多

关键词 仿射型非线性系统 极值搜索系统 输出反馈 滑模控制 一致有界

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分布式驱动舰载机无杆式牵引车的驱动防滑 被引量：2

11

作者 戚基艳 金嘉琦 付景顺 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第9期210-214,共5页

考虑舰船多自由度的耦合运动影响,基于舰船甲板上的轮毂电机驱动舰载机无杆式牵引车时变非线性纵向动力学模型的基础,建立了目标牵引车及其驱动轮的运动学模型。采用滑模极值搜索算法,无需预先估计舰面附着系数和最优滑转率,在线自动搜... 考虑舰船多自由度的耦合运动影响,基于舰船甲板上的轮毂电机驱动舰载机无杆式牵引车时变非线性纵向动力学模型的基础,建立了目标牵引车及其驱动轮的运动学模型。采用滑模极值搜索算法,无需预先估计舰面附着系数和最优滑转率,在线自动搜寻最优滑转率,使得牵引车获得最大的轮胎驱动力。在Matlab/Simulink平台建立了目标牵引车驱动防滑系统的仿真模型。仿真结果表明:牵引车由于等效质量以及甲板附着系数大,滑转率相对较小;此控制策略能使目标牵引车在驱动过程中快速达到的最优滑转率附近,时效性和鲁棒性都很好。 展开更多

关键词 舰载机无杆式牵引车 驱动防滑系统 轮毂电机 滑模极值搜索 舰船

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基于滑模优化与神经控制的船载风力发电系统最大功率跟踪方法 被引量：5

12

作者 刘玉城 王宁 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2022年第S01期122-128,共7页

[目的]旨在解决船载风力发电系统中传统的最大功率跟踪算法的稳定性和快速性差问题。[方法]在系统分析船舶运动合成风场特性的基础上,提出基于单神经元比例积分(SNPI)的最优机械角速度跟踪控制策略,用以提升风机重启的跟踪快速性。同时... [目的]旨在解决船载风力发电系统中传统的最大功率跟踪算法的稳定性和快速性差问题。[方法]在系统分析船舶运动合成风场特性的基础上,提出基于单神经元比例积分(SNPI)的最优机械角速度跟踪控制策略,用以提升风机重启的跟踪快速性。同时,采用功率滑模极值搜索(PSMES)算法取代依赖风速精确测量的叶尖速比(TSR)方法,实现机械角速度的快速优化与发电系统频繁重启下的最大功率搜索。[结果]仿真结果表明,相比于传统算法,采用机械角速度PSMES优化和SNPI控制的最大功率跟踪策略可将快速性能提升50%以上,且稳定性能得到了改善。[结论]研究表明,所提最大功率跟踪算法具有明显的快速性和稳定性优势。 展开更多

关键词 船载风力发电系统 最大功率跟踪 单神经元比例积分 滑模极值搜索控制

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改进滑模极值搜索控制在风能转换系统最大功率追踪的应用 被引量：5

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作者 石季英 胡露 +1 位作者 秦子健 凌乐陶 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期8-12,共5页

针对传统的滑模极值搜索控制算法在永磁风能转换系统的最大功率追踪过程中存在稳态振荡、突变风速下跟随性差的问题,提出了无稳态振荡的改进滑模极值搜索控制算法。为改善追踪精度,导出了直流侧参考电压稳态振幅与算法参数间的数学关系... 针对传统的滑模极值搜索控制算法在永磁风能转换系统的最大功率追踪过程中存在稳态振荡、突变风速下跟随性差的问题,提出了无稳态振荡的改进滑模极值搜索控制算法。为改善追踪精度,导出了直流侧参考电压稳态振幅与算法参数间的数学关系,并对其进行优化。采用无需载波就可以直接产生开关信号的功率滑模控制器来改善系统的跟随性,免去了风能转换系统传统PI控制器中的参数调整过程。最后,以MATLAB为平台搭建了小型永磁风能转换系统,证实了所提方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 最大功率追踪 滑模极值搜索控制 功率滑模控制器 风能转换系统

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