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二维直线电机无模型自抗扰摩擦补偿轮廓控制
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作者 常德彪 曹荣敏 侯忠生 《控制工程》 北大核心 2025年第3期459-468,共10页
针对二维直线电机中存在非线性摩擦力和不确定性内外扰动的问题,设计一种无模型自抗扰控制器,该方案通过将无模型自适应控制(model-free adaptive control,MFAC)与自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)中的扩张状态... 针对二维直线电机中存在非线性摩擦力和不确定性内外扰动的问题,设计一种无模型自抗扰控制器,该方案通过将无模型自适应控制(model-free adaptive control,MFAC)与自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)中的扩张状态观测器(extended state observer,ESO)相结合,形成无模型自适应观测器,既能够降低扩张状态观测器的估算负担,又可对二维直线电机单轴摩擦力以及内外扰动进行估算和补偿,进而提高位置跟踪精度。同时,为了提高二维直线电机的轮廓精度,在无模型自抗扰单轴控制基础上,提出了无模型自抗扰交叉耦合控制方案,以提高双轴同步控制精度,减小系统的轮廓误差。通过理论推导,验证了该控制方案的收敛性和可行性。仿真对比分析的结果表明,相比于常规自抗扰控制器,无模型自抗扰控制器的单轴跟踪精度得到了提高,同时无模型自抗扰交叉耦合控制能够进一步提高系统的轮廓精度。 展开更多
关键词 无模型自适应控制 自抗扰控制 二维直线电机 轮廓误差 摩擦补偿
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基于谐振改进型单自由度自抗扰控制器的PMSM转速波动抑制策略 被引量:4
2
作者 田明赫 王勃 +1 位作者 于泳 徐殿国 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期6209-6218,I0031,共11页
高性能系统期望电机输出平滑且稳定的转速。然而,永磁同步电机驱动系统的转速环遭受多源扰动影响,导致电机输出转速呈现非周期和周期波动。为了抑制转速环中多源扰动,该文提出一种谐振改进型单自由度自抗扰控制器(active disturbance re... 高性能系统期望电机输出平滑且稳定的转速。然而,永磁同步电机驱动系统的转速环遭受多源扰动影响,导致电机输出转速呈现非周期和周期波动。为了抑制转速环中多源扰动,该文提出一种谐振改进型单自由度自抗扰控制器(active disturbance rejection controller,ADRC)。单自由度ADRC保留了传统ADRC对非周期扰动的抑制能力。在此基础上,该文采用准谐振控制器拓展单自由度ADRC观测器在特定频率处的带宽,以进一步提高单自由度ADRC对周期扰动的抑制能力。因此,所提方法可以同时抑制转速的非周期和周期波动进而提高转速的控制性能。此外,该文利用Nyquist稳定判据分析所提方法的稳定性。最后,通过实验验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 转速控制 单自由度自抗扰控制器 多源扰动抑制 准谐振控制器
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光伏并网逆变器自抗扰二自由度内模控制策略 被引量:12
3
作者 王云 罗映红 +1 位作者 赵腾跃 张树基 《电测与仪表》 北大核心 2019年第6期127-132,共6页
针对逆变器内环采用传统的一自由度内模控制无法兼顾系统跟随性和抗干扰的局限性,同时由于系统在同步旋转坐标系下不能实现彻底解耦、控制器设计依赖系统参数过强的问题,提出一种新型双闭环控制策略。其中,内环采用基于合成矢量的二自... 针对逆变器内环采用传统的一自由度内模控制无法兼顾系统跟随性和抗干扰的局限性,同时由于系统在同步旋转坐标系下不能实现彻底解耦、控制器设计依赖系统参数过强的问题,提出一种新型双闭环控制策略。其中,内环采用基于合成矢量的二自由度内模控制,既解决了系统因输入电感值不能实现彻底解耦的问题,又能保证并网电流同时具有较强的跟随性和抗干扰性;外环在基于瞬时功率平衡的思想上采用不依赖精确模型且强鲁棒性的自抗扰控制技术来保持直流侧电压的稳定,二者结合实现对并网逆变器的综合控制。仿真结果表明,所提控制策略比基于自抗扰的传统内模控制具有更好的动态、静态性能和抗干扰能力,以及更低的并网电流谐波含量。 展开更多
关键词 逆变器 合成矢量 二自由度内模 自抗扰控制
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非最小相位系统的改进自抗扰控制及参数整定方法
4
作者 刘长良 杨超杰 +3 位作者 刘卫亮 刘帅 王梓齐 张照彦 《华北电力大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期113-118,131,共7页
针对非最小相位系统建模和扰动不确定性问题,提出一种基于内模原理的自抗扰控制(IMCADRC)。根据被控对象参数信息设计内模控制器;针对非最小相位部分导致的系统响应滞后和反向响应幅值过大的问题,增加动态史密斯补偿器,实现闭环系统零... 针对非最小相位系统建模和扰动不确定性问题,提出一种基于内模原理的自抗扰控制(IMCADRC)。根据被控对象参数信息设计内模控制器;针对非最小相位部分导致的系统响应滞后和反向响应幅值过大的问题,增加动态史密斯补偿器,实现闭环系统零点补偿;根据被控对象模型设计扰动观测补偿器(DOC),提高系统的扰动抑制能力;进一步提出基于系统鲁棒性约束的定量化参数整定规则。最后,水轮机转速控制仿真实验验证本文所提出的IMCADRC定值跟随、抗扰动和鲁棒性优势,具有很大的工程应用潜力。 展开更多
关键词 自抗扰控制 非最小相位系统 内模控制 扰动观测器 史密斯补偿器
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二自由度无人直升机的非线性自抗扰姿态控制 被引量:12
5
作者 王怡怡 赵志良 《自动化学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1951-1962,共12页
无人机高性能姿态控制的难题之一是无人机系统模型通常无法精确建立且受到复杂外部干扰的作用.针对这一难题,本文提出了二自由度无人直升机姿态控制的非线性自抗扰控制设计方法.该方法的主要思想是将系统内部的未建模动态和外部干扰等... 无人机高性能姿态控制的难题之一是无人机系统模型通常无法精确建立且受到复杂外部干扰的作用.针对这一难题,本文提出了二自由度无人直升机姿态控制的非线性自抗扰控制设计方法.该方法的主要思想是将系统内部的未建模动态和外部干扰等不确定性因素作为“总扰动”,利用输入输出信息在线观测,并在反馈控制环节对其进行补偿.本文发展了非线性扩张状态观测器与非线性反馈控制律用以提高控制品质.本文严格证明了控制闭环系统的稳定性和收敛性,并通过数值仿真验证了理论结果的有效性.数值结果显示当量测输出受噪音干扰时本文提出的方法优于线性自抗扰控制方法和滑模控制方法. 展开更多
关键词 二自由度无人直升机 姿态控制 自抗扰控制 扩张状态观测器
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交流伺服系统的二自由度内模控制 被引量:34
6
作者 张井岗 刘志运 裴润 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期45-48,共4页
基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能... 基于内模控制理论 ,针对交流伺服系统提出了一种二自由度PID控制方法。所设计的二自由度PID控制器 ,仅有两个可调参数 ,而且被调参数与系统的性能直接相关。理论分析和仿真实验结果表明 ,该控制器可以使系统同时具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。 展开更多
关键词 交流伺服系统 二自由度内模控制 二自由度 PID控制器 矢量控制 抗干扰性能
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核电蒸汽发生器水位的二自由度内模控制 被引量:5
7
作者 房方 熊瑛 +1 位作者 陈凯 程然 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期463-468,共6页
为了在全工况范围内确保核电蒸汽发生器水位的控制品质,提出了一种二自由度内模控制结构.考虑到蒸汽质量流量波动对水位的显著影响,将前馈环节加入到该控制结构中,以提高系统的抗扰动能力;利用增益调度方法对5个典型工况点的前馈和反馈... 为了在全工况范围内确保核电蒸汽发生器水位的控制品质,提出了一种二自由度内模控制结构.考虑到蒸汽质量流量波动对水位的显著影响,将前馈环节加入到该控制结构中,以提高系统的抗扰动能力;利用增益调度方法对5个典型工况点的前馈和反馈控制器进行整合,使系统实现良好的全局控制效果.在对控制系统性能进行理论分析的基础上给出了控制器参数的整定准则.仿真结果表明:该方法能够确保系统在各负荷段均具有良好的控制品质,且其整体性能优于自适应神经网络控制(ACNFC)及自整定PID控制. 展开更多
关键词 核电 蒸汽发生器 水位 二自由度内模控制 增益调度
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位置伺服系统的分数阶二自由度内模控制 被引量:9
8
作者 陈高华 闫献国 赵志诚 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期329-334,共6页
为了实现高精度的位置随动伺服控制,针对位置伺服系统,提出了一种分数阶二自由度内模PID控制方法。将传统二自由度内模PID控制器中的低通滤波器采用分数阶结构设计,给出了二自由度内模分数阶(PID)γ控制器的设计方法。分析了过程模型... 为了实现高精度的位置随动伺服控制,针对位置伺服系统,提出了一种分数阶二自由度内模PID控制方法。将传统二自由度内模PID控制器中的低通滤波器采用分数阶结构设计,给出了二自由度内模分数阶(PID)γ控制器的设计方法。分析了过程模型在乘性不确定情况下系统的鲁棒稳定性,并对控制器参数进行了鲁棒整定。仿真结果表明,所提出的方法不仅可以使位置伺服系统具有较好的目标值跟踪性能,而且对负载扰动和参数摄动具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 位置伺服系统 分数阶 二自由度 内模控制 鲁棒性
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智能二自由度内模控制 被引量:16
9
作者 牛瑞燕 赵曜 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期624-628,共5页
提出了一种智能二自由度内模控制方法 .该方法通过智能在线修正反馈滤波器的参数 ,使系统的鲁棒性和抗扰性均得到明显改善 .仿真研究结果表明 ,即使对于纯滞后且有扰动的系统 ,其参数与结构发生变化时 。
关键词 内模控制 二自由度结构 模糊逻辑 工业控制
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二自由度PID内模主汽温控制 被引量:3
10
作者 于湘涛 刘红军 +1 位作者 丁俊宏 王东风 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2004年第1期41-43,共3页
基于内模控制理论,针对电厂主汽温被控对象的大惯性、大滞后特点,设计了一种二自由度PID控制系统。设计的二自由度PID控制器有两个调节参数,一个调整系统的位置跟随性能,另一个主要用来调整系统的干扰抑制特性和鲁棒性。对控制系统进行... 基于内模控制理论,针对电厂主汽温被控对象的大惯性、大滞后特点,设计了一种二自由度PID控制系统。设计的二自由度PID控制器有两个调节参数,一个调整系统的位置跟随性能,另一个主要用来调整系统的干扰抑制特性和鲁棒性。对控制系统进行仿真试验,仿真结果表明设计的控制器具有良好的位置跟随性能、抗干扰性能和鲁棒性。 展开更多
关键词 大型火电厂 锅炉 主蒸汽温度 控制系统 二自由度PID控制器 内模控制理论 鲁棒性
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NCS系统中二自由度内模控制器的优化设计 被引量:2
11
作者 彭可 陈志盛 +1 位作者 李仲阳 陈岚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2005年第21期227-229,共3页
针对网络化控制系统中网络时滞与对象模型不确定性,提出了一种二自由度内模控制器的优化设计方法。该控制器能够实现设定值跟踪与扰动抑制过程解耦,同时在对象模型失配情况下,系统具有较强的鲁棒稳定性。对于控制器的参数采用了混沌算... 针对网络化控制系统中网络时滞与对象模型不确定性,提出了一种二自由度内模控制器的优化设计方法。该控制器能够实现设定值跟踪与扰动抑制过程解耦,同时在对象模型失配情况下,系统具有较强的鲁棒稳定性。对于控制器的参数采用了混沌算法进行优化,以直线伺服系统为对象的仿真实验证实了此方法的可行性。 展开更多
关键词 网络化控制系统 二自由度内模控制 混沌优化算法
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自抗扰控制器在6自由度液压并联机器人仿真分析中应用 被引量:8
12
作者 金迪 邵诚 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期691-696,共6页
以6自由度液压并联机器人为控制对象,对自抗扰控制器参数的变化与系统动态特性的关系进行了系统的分析,为自抗扰控制器的参数整定及其有效应用提供了依据.理论分析和大量的仿真实验表明,采用自抗扰控制器可以明显改善6自由度液压并联机... 以6自由度液压并联机器人为控制对象,对自抗扰控制器参数的变化与系统动态特性的关系进行了系统的分析,为自抗扰控制器的参数整定及其有效应用提供了依据.理论分析和大量的仿真实验表明,采用自抗扰控制器可以明显改善6自由度液压并联机器人的操作精度,验证了自抗扰控制器的有效性. 展开更多
关键词 6自由度液压并联机器人 仿真分析 自抗扰控制器 非线性控制 参数整定
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基于Elman神经网络的二自由度内模控制方法研究 被引量:2
13
作者 陈高华 张井岗 赵志诚 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2012年第4期167-169,182,共4页
将遗传算法、Elman神经网络和二自由度内模控制相结合,提出一种基于Elman神经网络辨识和遗传整定的二自由度内模控制算法。仿真结果表明,相对于常规内模控制方法,该方法对输入信号的动态响应快,系统超调量和调节时间减少,抗干扰能力强,... 将遗传算法、Elman神经网络和二自由度内模控制相结合,提出一种基于Elman神经网络辨识和遗传整定的二自由度内模控制算法。仿真结果表明,相对于常规内模控制方法,该方法对输入信号的动态响应快,系统超调量和调节时间减少,抗干扰能力强,控制精度高。 展开更多
关键词 遗传算法 ELMAN神经网络 二自由度 内模控制
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基于内模控制和改进自抗扰控制的主汽温串级控制系统 被引量:2
14
作者 张志豪 李军 +5 位作者 王林 高耀岿 周俊波 弓林娟 雷杨祥 周东阳 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期9331-9340,I0019,共11页
超超临界机组主汽温系统本身是一类典型的大时滞、多扰动、非线性的热力系统,并且在深度调峰工况下,锅炉燃烧稳定性下降、水动力不足、辐射/对流换热特性迁移,传统的PID串级控制难以满足新形势下的控制需求。该文提出一种基于内模控制... 超超临界机组主汽温系统本身是一类典型的大时滞、多扰动、非线性的热力系统,并且在深度调峰工况下,锅炉燃烧稳定性下降、水动力不足、辐射/对流换热特性迁移,传统的PID串级控制难以满足新形势下的控制需求。该文提出一种基于内模控制和改进自抗扰控制的主汽温串级控制系统。首先,针对内回路非线性、回滞特性,改进并应用非线性自抗扰控制器;其次,针对外回路的大迟延、大惯性特性,采用内模控制进行超前预测和调节,增强外回路对于设定值的跟踪能力和系统的鲁棒性。仿真结果表明:相较于传统的PID串级控制,该方法对于主汽温控制对象有更好的跟踪、抗扰能力以及更强的鲁棒性。在某1000 MW机组实际应用表明,该方法可以适应现场复杂多变的环境,在满足电厂“两个细则”考核要求的同时,有效改善主汽温控制特性,汽温稳态偏差控制在±2℃,变负荷时偏差≤±5℃,具有良好的工程应用前景。 展开更多
关键词 主汽温 内模控制 自抗扰控制
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新能源直流组网倍流整流器线性二次型最优控制增强抗扰特性研究
15
作者 董帅 刘黎 +3 位作者 段天元 田艳军 赵华伟 李赢正 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期140-149,共10页
针对由可再生能源组成的直流电网电解氢系统,通过设计一种基于线性二次型最优控制(LQR)的全状态反馈控制方法,建立全状态误差量的小信号模型,利用系统状态误差量反馈的方法,在新能源并网带来的供电干扰和负荷波动下,改善DC-DC变流器的... 针对由可再生能源组成的直流电网电解氢系统,通过设计一种基于线性二次型最优控制(LQR)的全状态反馈控制方法,建立全状态误差量的小信号模型,利用系统状态误差量反馈的方法,在新能源并网带来的供电干扰和负荷波动下,改善DC-DC变流器的动态特性,提高电解设备的运行效率和槽内材料的寿命。结果证明,该方法可以显著地降低系统的电压、电流波动时间,且与常规的PI控制相比,对系统干扰的抑制效果更好。最后,对线性二次型最优控制所提出的理论与方法进行仿真验证,证明其正确性与适用性。 展开更多
关键词 新能源 DC-DC变流器 电解制氢 状态反馈 线性二次型最优控制 抗扰特性
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基于H_∞控制理论的二自由度内模控制器设计
16
作者 王钊 李树荣 时海涛 《石油大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2002年第2期96-98,共3页
内模控制可以较好地解决跟踪问题 ,但是如果存在标称模型与实际模型失配的问题 ,跟踪性能可能受到破坏。常规的内模控制在碰到对象模型失配时 ,可通过设计一个滤波器来消除模型失配造成的影响 ,但是滤波器的设计并没有一定准则。文中给... 内模控制可以较好地解决跟踪问题 ,但是如果存在标称模型与实际模型失配的问题 ,跟踪性能可能受到破坏。常规的内模控制在碰到对象模型失配时 ,可通过设计一个滤波器来消除模型失配造成的影响 ,但是滤波器的设计并没有一定准则。文中给出一种基于H∞ 控制理论的二自由度内模控制器设计方法 ,主要考虑了标称模型与实际模型的失配性 ,将跟踪问题转化成一个标准的H∞ 控制问题。该二自由度控制器由滤波器和反馈控制器组成。仿真结果表明了此控制器的有效性。 展开更多
关键词 H∞控制 二自由度 内模控制器 设计 跟踪性能 滤波器 反馈控制器
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非最小相位过程的二自由度内模控制器设计
17
作者 石秀敏 薛薇 《控制工程》 CSCD 2004年第S1期140-142,共3页
常规内模控制对于高性能的控制系统有一定的局限性,难以兼顾各方面的性能要求而获得满意的控制效果,因此针对二阶非最小相位过程给出一种二自由度内模控制方法。所设计的调节器有两个可单独调节的参数,而且被调参数与系统的性能直接相关... 常规内模控制对于高性能的控制系统有一定的局限性,难以兼顾各方面的性能要求而获得满意的控制效果,因此针对二阶非最小相位过程给出一种二自由度内模控制方法。所设计的调节器有两个可单独调节的参数,而且被调参数与系统的性能直接相关,可以使系统同时具有良好的目标值跟随特性和干扰抑制特性,克服了常规内模控制的不足。仿真结果表明了该结构的有效性。 展开更多
关键词 内模控制 二自由度控制 非最小相位过程
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基于自抗扰技术的直流微电网分布式二次控制策略研究
18
作者 杨照光 尚彦赟 +2 位作者 宋红为 张永强 卢广旗 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第11期1954-1962,共9页
直流下垂控制因其易于实现而被广泛应用于直流微电网。然而,下垂控制自身的局限性不容忽视。并且对于直流微电网这个不确定、强耦合和多扰动的系统来说,应对系统的不确定性也是控制方法的研究重点。因此,提出了一种新型的直流微电网分... 直流下垂控制因其易于实现而被广泛应用于直流微电网。然而,下垂控制自身的局限性不容忽视。并且对于直流微电网这个不确定、强耦合和多扰动的系统来说,应对系统的不确定性也是控制方法的研究重点。因此,提出了一种新型的直流微电网分布式二次控制方案,用于实现功率精准分配和母线电压调节。在所提控制方法中将自抗扰控制技术引入到二次控制器的设计中,以提升系统应对干扰的能力。分析验证了所提二次控制方法的稳定性和控制性能。并且研究了控制参数变化对所提控制器的影响,仿真和实验证明了所提分布式二次控制方法的有效性。 展开更多
关键词 线性自抗扰控制 分布式二次控制 直流微电网 下垂控制
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双PWM变流器飞轮系统母线电压LADRC二次控制策略 被引量:2
19
作者 魏乐 周子宇 +1 位作者 房方 王冰玉 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期242-250,共9页
提出一种基于二阶线性自抗扰控制(LADRC)的飞轮储能系统直流母线电压二次控制策略来应对飞轮储能系统频繁充放电切换带来的母线电压波动问题,其将母线电压及微分值分别视为状态变量,负载功率、参数不确定性等内外干扰视为扩展状态量进... 提出一种基于二阶线性自抗扰控制(LADRC)的飞轮储能系统直流母线电压二次控制策略来应对飞轮储能系统频繁充放电切换带来的母线电压波动问题,其将母线电压及微分值分别视为状态变量,负载功率、参数不确定性等内外干扰视为扩展状态量进行扰动观测器设计。该策略能将工况切换造成电压波动的观测扰动量实时补偿至控制量中,实现扰动补偿。加入二次控制解决LADRC面对非常值扰动会存在稳态误差的问题,保证飞轮储能系统在充放能切换过程中母线电压具备较好的快速响应和抗干扰性能的同时实现无差控制。最后通过仿真验证了所提策略的有效性。 展开更多
关键词 飞轮 储能 整流电路 电压控制 线性自抗扰控制 二次控制
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考虑延迟的线控转向二自由度内模控制 被引量:4
20
作者 杜文龙 陈俐 +1 位作者 刘文通 陈峻 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第16期1904-1911,1920,共9页
针对线控转向系统中由于信号传输、机械间隙和摩擦等因素引起的响应延迟问题,设计了二自由度内模控制策略以提高转角跟踪精度。将延迟模型与线控转向系统模型相结合,构建新的名义模型,为避免引入非最小相位项,采用全极点近似方法将延迟... 针对线控转向系统中由于信号传输、机械间隙和摩擦等因素引起的响应延迟问题,设计了二自由度内模控制策略以提高转角跟踪精度。将延迟模型与线控转向系统模型相结合,构建新的名义模型,为避免引入非最小相位项,采用全极点近似方法将延迟环节线性化,求解跟踪控制器和抗干扰控制器。与名义模型不含延迟环节的二自由度内模控制以及经典PID控制相比较,通过MATLAB/Simulink仿真给出了延迟量对三种方法跟踪性能的影响。比较了延迟量对采用全极点近似、Taylor近似和Padé近似的二自由度内模控制跟踪性能的影响。经线控转向台架试验验证,采用全极点近似的二自由度内模控制跟踪精度较高,对延迟的适应性较好。 展开更多
关键词 线控转向 延迟 二自由度 内模控制 全极点近似
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