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单电感双输出Buck-Boost变换器的终端互补滑模自抗扰控制
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作者 皇金锋 陈旭 李聪林 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期119-131,共13页
单电感双输出变换器是便携式设备的重要组成模块,针对单电感双输出Buck-Boost变换器的两个输出支路存在抗扰性能差、负载波动时具有交叉影响等问题,提出一种基于级联扩张状态观测器的终端互补滑模自抗扰控制策略。首先,依据自抗扰理论... 单电感双输出变换器是便携式设备的重要组成模块,针对单电感双输出Buck-Boost变换器的两个输出支路存在抗扰性能差、负载波动时具有交叉影响等问题,提出一种基于级联扩张状态观测器的终端互补滑模自抗扰控制策略。首先,依据自抗扰理论将变换器主路和支路分别拟合为自抗扰控制系统范式,转化为2个独立的二阶系统模型,以此来抑制两支路间的交叉影响。其次,设计终端互补滑模控制器代替传统自抗扰控制中的线性控制器,同时引入级联扩张状态观测器抑制电路中的高频噪声,进一步提高观测器的估计精度,利用非线性控制策略的优势提高系统受到扰动时的暂态性能。然后,通过Lyapunov理论以及Routh判据证明控制系统的稳定性。最后,利用MATLAB/Simulink仿真软件以及搭建实验平台对3种不同控制策略进行验证,实验表明,本文所提控制能够很好地抵抗扰动,抑制噪声以及两支路间的交叉影响,提高系统的暂态性能。 展开更多
关键词 单电感双输出Buck-Boost变换器 终端互补滑模自抗扰控制 交叉影响 抗扰性能
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垂直起降系统的互补滑模与情感神经网络控制
2
作者 贾超 高诗鉴 +1 位作者 高铭 谷海青 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第3期113-121,共9页
针对具有未知扰动的垂直起降机双闭环控制系统,提出一种基于连续径向基情感神经网络的互补积分滑模控制策略。建立了包含未知扰动项的垂直起降机的数学模型,为系统内外环分别设计滑模控制器和互补积分滑模控制器,基于对系统鲁棒性的考量... 针对具有未知扰动的垂直起降机双闭环控制系统,提出一种基于连续径向基情感神经网络的互补积分滑模控制策略。建立了包含未知扰动项的垂直起降机的数学模型,为系统内外环分别设计滑模控制器和互补积分滑模控制器,基于对系统鲁棒性的考量,利用连续径向基情感神经网络逼近系统未知扰动项,给出神经网络权重的自适应律,形成一套新型的复合控制策略,利用Lyapunov方法分析了系统的稳定性。通过对垂直起降机的仿真实验与实物实验进行分析对比,证明了所设计的控制器具有更快的收敛速度、更高的跟踪精度和更佳的鲁棒性。 展开更多
关键词 垂直起降机 互补积分滑模 情感神经网络 偏角控制
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光储一体化变流器改进滑模自抗扰控制 被引量:1
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作者 周杰 皇金锋 黄红杰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期504-516,530,共14页
由于光照强度等不可控因素的影响,光伏模块输出功率具有较大的随机性,容易降低光储并网系统的暂态性能。为此,该文在光储一体化变流器中提出了一种改进滑模自抗扰控制(SM-ADRC)策略以降低暂态时的直流母线电压波动并加快功率响应速度。... 由于光照强度等不可控因素的影响,光伏模块输出功率具有较大的随机性,容易降低光储并网系统的暂态性能。为此,该文在光储一体化变流器中提出了一种改进滑模自抗扰控制(SM-ADRC)策略以降低暂态时的直流母线电压波动并加快功率响应速度。首先,针对传统扩张状态观测器(ESO)对状态变量和扰动观测精度不足的问题,引入新的误差作为ESO的调节依据以提升跟踪能力;其次,将反步设计和互补滑模控制相结合运用到状态误差反馈律中,以提升控制系统的鲁棒性,并通过改进指数趋近律减小滑模固有的抖振现象;再次,从理论上证明了基于改进指数趋近律的反步互补滑模(BCSMC)和改进ESO的稳定性以及改进ESO的误差范围;最后,通过仿真和StarSim实验平台对比在不同工况下的直流母线波动情况和功率响应速度,验证了所提改进SM-ADRC策略相比于传统SM-ADRC策略和PI控制策略的优越性和可行性。 展开更多
关键词 光储一体化变流器 自抗扰控制 反步设计 互补滑模控制 改进指数趋近律
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基于滑模自抗扰的储能变流器控制策略 被引量:2
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作者 皇金锋 周杰 黄红杰 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2171-2181,共11页
为了提高储能变流器(PCS)的动态性能,设计基于降阶级联扩张状态观测器(ESO)和互补滑模控制(CSMC)的改进自抗扰控制(ADRC)策略,将改进ADRC策略应用于PCS的双向DC/AC变流器电压外环.改进ESO为降阶级联ESO以提高状态变量和系统总扰动的估... 为了提高储能变流器(PCS)的动态性能,设计基于降阶级联扩张状态观测器(ESO)和互补滑模控制(CSMC)的改进自抗扰控制(ADRC)策略,将改进ADRC策略应用于PCS的双向DC/AC变流器电压外环.改进ESO为降阶级联ESO以提高状态变量和系统总扰动的估计速度,增加扰动估计能力;更改PD控制为CSMC以设计状态误差反馈律,提升PCS的系统鲁棒性;设计改进指数趋近律以抑制抖振现象.为了证明改进ADRC策略相较于PI控制和传统ADRC的优越性,建立仿真模型并搭建相关实验平台.仿真与实验结果表明,改进ADRC策略减小了PCS暂态时直流母线电压波动,提高了PCS交流侧功率响应速度,改善了交流侧的输出电能质量. 展开更多
关键词 储能变流器(PCS) 自抗扰控制(ADRC) 降阶级联扩张状态观测器 互补滑模控制(csmc) 改进指数趋近律
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永磁直线同步电机自适应互补滑模控制 被引量:6
5
作者 赵希梅 王晨光 程浩 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期95-100,共6页
针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受非线性因素影响而降低伺服系统鲁棒性的问题,提出一种自适应互补滑模控制方法。永磁直线同步电机的非线性因素包括系统参数变化、电机端部效应及外部不确定性的扰动。互补滑模控制将积分滑模面与广义误... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受非线性因素影响而降低伺服系统鲁棒性的问题,提出一种自适应互补滑模控制方法。永磁直线同步电机的非线性因素包括系统参数变化、电机端部效应及外部不确定性的扰动。互补滑模控制将积分滑模面与广义误差滑模面相结合,将系统状态轨迹限定在两个面的交线上,缩短了状态轨迹达到滑模面的时间,提高了位置跟踪精度。为了进一步改善系统鲁棒跟踪性能,利用自适应控制对不确定扰动因素的上界进行估计,减小不确定因素对系统的影响,改善滑模控制的抖振现象。实验结果表明所提出的控制方法是有效可行的,自适应互补滑模控制不仅提高了系统的跟踪性能,而且更有效地抑制了不确定因素对控制系统的影响。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 滑模控制 互补滑模控制 不确定性边界 自适应控制
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永磁直线同步电机的互补滑模变结构控制 被引量:37
6
作者 赵希梅 赵久威 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期2552-2557,共6页
针对永磁直线同步电动机伺服系统易受参数变化、外部扰动、非线性摩擦及固有的端部效应等不确定性因素影响,提出了一种互补滑模变结构控制方法。建立了含有不确定性的直线伺服电机运动系统的动态模型,采用广义滑模面和互补滑模面相结合... 针对永磁直线同步电动机伺服系统易受参数变化、外部扰动、非线性摩擦及固有的端部效应等不确定性因素影响,提出了一种互补滑模变结构控制方法。建立了含有不确定性的直线伺服电机运动系统的动态模型,采用广义滑模面和互补滑模面相结合的方法设计了互补滑模变结构控制器,从理论上分析证明了此控制器可以保证系统跟踪误差的收敛性,抑制不确定性因素,提高系统瞬态响应速度,进而有效地减小了跟踪误差。同时选择饱和函数作为切换函数,降低了滑模控制(sliding mode control,SMC)的抖振现象。最后,通过系统实验表明了所提出的控制方法是有效可行的,与传统SMC相比,基于互补滑模控制(complementary sliding mode control,CSMC)的系统具有快速准确的跟踪性能和鲁棒性能,明显地减小了系统的跟踪误差。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 滑模变结构控制 互补滑模变结构控制 鲁棒性 跟踪误差
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精密直驱龙门系统的交叉耦合互补滑模控制 被引量:28
7
作者 赵希梅 赵久威 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期7-12,共6页
针对龙门定位平台上双直线电动机伺服系统的位置精确同步控制问题,提出一种基于交叉耦合控制(Cross-Coupled Control,CCC)与互补滑模控制(Complementary Sliding Mode Control,CSMC)相结合的控制方案。考虑到永磁直线同步电动机(Permane... 针对龙门定位平台上双直线电动机伺服系统的位置精确同步控制问题,提出一种基于交叉耦合控制(Cross-Coupled Control,CCC)与互补滑模控制(Complementary Sliding Mode Control,CSMC)相结合的控制方案。考虑到永磁直线同步电动机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)易受系统存在的端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的影响,建立含有不确定性因素的直线伺服系统的动态模型。为了使系统实现高精度强鲁棒性的位置跟踪性能,设计基于CCC和CSMC的双直线电动机伺服系统。利用CSMC对系统不确定性因素不敏感和抖振小的优点,来保证双直线电动机伺服系统中单轴的位置跟踪精度;并将CCC引入到双直线电动机伺服系统中,消除了双电动机之间存在的耦合,进而减小了系统的位置同步误差。系统实验结果表明,该控制方法具有快速的跟踪性和较强的鲁棒性,能够满足高精度强鲁棒性的实际加工生产需求。 展开更多
关键词 双直线电动机伺服系统 交叉耦合控制 互补滑模控制 同步控制
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基于Elman神经网络的永磁直线同步电机互补滑模控制 被引量:34
8
作者 赵希梅 金鸿雁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期973-979,共7页
针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受系统参数变化和外部扰动等非线性因素影响而降低伺服系统控制性能的问题,提出了一种Elman神经网络互补滑模控制方法。互补滑模控制是在常规滑模控制的基础上增加一个广义误差滑模面,不仅可以减少系统状... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受系统参数变化和外部扰动等非线性因素影响而降低伺服系统控制性能的问题,提出了一种Elman神经网络互补滑模控制方法。互补滑模控制是在常规滑模控制的基础上增加一个广义误差滑模面,不仅可以减少系统状态达到滑模面的时间,又能保证系统跟踪精度。但是,在实际应用中互补滑模控制的切换增益和边界层厚度的值很难选取。为了对系统中不确定性因素的值进行准确的估计,并削弱滑模控制的抖振现象,采用Elman神经网络估计器对其进行估计,替代滑模控制中的切换控制,降低不确定性因素对伺服控制系统的影响,进一步提高系统的鲁棒性。实验结果表明,基于Elman神经网络的互补滑模控制与互补滑模控制相比,不仅改善了系统的位置跟踪性能,还提高了系统的鲁棒性能。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 互补滑模控制 ELMAN神经网络 抖振现象
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永磁直线同步电机的智能互补滑模控制 被引量:13
9
作者 赵希梅 赵久威 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第23期9-14,共6页
针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的位置跟踪精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的智能互补滑模控制(ICSMC)方法。建立了包含端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的PMLSM动态方程。设计了互补滑... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的位置跟踪精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的智能互补滑模控制(ICSMC)方法。建立了包含端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的PMLSM动态方程。设计了互补滑模控制器,采用广义滑模面和互补滑模面相结合的设计,降低了系统跟踪误差,提高了系统响应速度,并削弱了抖振现象;利用RBF神经网络直接对系统存在的不确定性进行估计,在线调整RBF网络参数以改善系统动态性能,提高系统鲁棒性,并用李雅普诺夫定理保证系统闭环稳定性。通过分析系统实验结果,验证了所提出的控制方法有效降低了系统跟踪误差,并使系统具有良好的动态性能和鲁棒性能。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 互补滑模控制 径向基函数神经网络
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永磁直线伺服系统终端互补滑模位置控制 被引量:5
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作者 赵希梅 孙洪潇 金鸿雁 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期182-190,共9页
为了解决永磁直线同步电机(PMLSM)直驱伺服系统易受端部效应、非线性摩擦以及外部扰动等不确定因素影响的问题,提出一种将互补滑模控制(CSMC)与终端滑模控制(TSMC)相结合的终端互补滑模控制(TCSMC)方法。首先,建立具有不确定因素的PMLS... 为了解决永磁直线同步电机(PMLSM)直驱伺服系统易受端部效应、非线性摩擦以及外部扰动等不确定因素影响的问题,提出一种将互补滑模控制(CSMC)与终端滑模控制(TSMC)相结合的终端互补滑模控制(TCSMC)方法。首先,建立具有不确定因素的PMLSM动态模型。其次,将广义滑模面与互补滑模面相结合,同时利用饱和函数替换切换函数设计CSMC,与传统的滑模控制相比,其跟踪误差减半,能有效削弱抖振。为了进一步提高系统的收敛速度,在互补滑模面中引入终端项,设计TCSMC,使得系统在CMSC减少系统误差的基础上,进一步提高控制性能。最后,通过理论分析,证明控制器的稳定性,系统实验表明,与CSMC和TSMC相比,TCSMC不但提高了系统收敛速度和控制精度,削弱了抖振现象,而且明显增强了系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 不确定因素 终端互补滑模控制 收敛速度 控制精度 鲁棒性
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基于趋近律的互补积分终端滑模音圈电机控制 被引量:4
11
作者 李波 梁宇飞 +1 位作者 李国栋 石上瑶 《电子测量技术》 北大核心 2022年第3期67-71,共5页
音圈电机(VCM)主要应用于小范围直线定位场景,需保证其拥有高精度及高鲁棒性,并且由于电机参数及摩擦力等影响,VCM是非线性且时变的。本文从VCM工作原理分析并建立对应二阶系统模型。控制策略上采用滑模控制和状态观测器的结合,针对滑... 音圈电机(VCM)主要应用于小范围直线定位场景,需保证其拥有高精度及高鲁棒性,并且由于电机参数及摩擦力等影响,VCM是非线性且时变的。本文从VCM工作原理分析并建立对应二阶系统模型。控制策略上采用滑模控制和状态观测器的结合,针对滑模控制的抖振问题分别从滑模面和趋近律方向分别提出对应解决方案。滑模面采用互补积分终端滑模控制(CISMC),在减小抖振的基础上,采用齐次理论设计的积分终端滑模实现了有限时间的收敛性;趋近律采用幂次趋近律和fal非线性函数的结合,可以更快的到达滑模面;在滑模控制外采用状态观测器(ESO)对系统扰动等进行前馈补偿,提出了一种基于趋近律的互补积分终端滑模控制(CISMC)。根据推导的数学模型在MATLAB/Simulink中建立系统仿真模型,通过仿真实验表明CISMC+ESO的方案,在跟踪正弦信号相较于互补滑模控制(CSMC)+ESO方案,稳定误差最大减少75%,完全跟踪时间最大减小28.5%;在跟踪斜坡信号时,稳态误差明显减少较大,完全跟踪时间最大减小84%。实验表明其在系统控制精度和鲁棒性方面都有明显提高。 展开更多
关键词 音圈电机 互补滑模控制 积分终端滑模 趋近律
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恒力车削过程的模糊指数趋近律互补滑模控制 被引量:2
12
作者 陈高华 张嫣然 李悦 《计算机应用与软件》 北大核心 2022年第8期82-87,共6页
恒力车削对于缩短加工时间、提高加工效率具有重要意义。针对车削过程中切削深度发生变化时的恒力控制问题,采用互补滑模控制方法削弱传统线性滑模控制器的抖振,并结合模糊控制策略在线实时整定指数趋近律互补滑模控制器的指数系数,提... 恒力车削对于缩短加工时间、提高加工效率具有重要意义。针对车削过程中切削深度发生变化时的恒力控制问题,采用互补滑模控制方法削弱传统线性滑模控制器的抖振,并结合模糊控制策略在线实时整定指数趋近律互补滑模控制器的指数系数,提出恒力车削过程的模糊指数趋近律互补滑模控制方法。分别在车削过程切深突变和线性变化两种情况下与PID/PD复合控制方法、趋近律指数系数恒定的互补滑模控制方法及传统线性滑模控制方法进行了仿真比较。仿真结果表明,所提方法的超调、稳态误差和抖振幅度等性能指标均有所减小,且具有更强的鲁棒性,展现出对车削过程恒力控制的优越性以及对削弱传统线性滑模控制器输出抖振的有效性。 展开更多
关键词 恒力车削 互补滑模控制 指数趋近律 模糊控制 参数整定
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基于RBF神经网络的PMSM分数阶互补滑模控制
13
作者 李海侠 黄致勇 《计算机应用与软件》 北大核心 2022年第3期75-81,共7页
参数变化及外部不确定性干扰等因素对永磁同步电机(PMSM)驱动控制系统影响较大,针对这一问题,提出一种基于RBF神经网络的分数阶互补滑模控制方法。在建立PMSM数学模型的基础上,采用RBF神经网络对外部干扰进行逼近估计。设计基于饱和函... 参数变化及外部不确定性干扰等因素对永磁同步电机(PMSM)驱动控制系统影响较大,针对这一问题,提出一种基于RBF神经网络的分数阶互补滑模控制方法。在建立PMSM数学模型的基础上,采用RBF神经网络对外部干扰进行逼近估计。设计基于饱和函数的分数阶互补滑模控制器,并将RBF神经网络估计的干扰引入控制器中,以抵消外部干扰对系统的影响。理论证明,该控制策略在对外部不确定性干扰进行有效抑制的同时保证系统跟踪误差收敛。通过仿真验证所提方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 神经网络 分数阶互补滑模 跟踪控制
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双直线电机伺服系统Elman神经网络互补滑模交叉耦合同步控制 被引量:20
14
作者 金鸿雁 赵希梅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第21期4971-4978,共8页
针对双直线电机伺服系统同步进给问题,提出一种基于Elman神经网络互补滑模控制器(CSMC)和交叉耦合控制器(CCC)相结合的同步控制方案。双直线电机由两台平行放置的永磁直线同步电机(PMLSM)构成。由于PMLSM易受参数变化、外部扰动和摩擦... 针对双直线电机伺服系统同步进给问题,提出一种基于Elman神经网络互补滑模控制器(CSMC)和交叉耦合控制器(CCC)相结合的同步控制方案。双直线电机由两台平行放置的永磁直线同步电机(PMLSM)构成。由于PMLSM易受参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性的影响,首先建立含有不确定性的系统动态模型。然后,利用Elman神经网络代替CSMC中的切换控制率,设计Elman神经网络CSMC来估计系统不确定性并削弱滑模控制中存在的抖振现象,确保PMLSM伺服系统实现高精度的位置跟踪性能;同时利用CCC消除双直线电机中存在的耦合现象,实现双直线电机伺服系统同步控制。系统实验结果表明,所提出的控制方法既有较好的跟踪性能,又有较强的鲁棒性能,明显地减小了系统的跟踪误差和同步误差。 展开更多
关键词 双直线电机 ELMAN 神经网络 互补滑模控制 交叉耦合控制 同步控制
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基于Sugeno型模糊神经网络和互补滑模控制器的双直线电机伺服系统同步控制 被引量:25
15
作者 金鸿雁 赵希梅 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第13期2726-2733,共8页
针对高精密直驱龙门定位平台的双直线电机伺服系统的位置同步控制问题,提出一种Sugeno 型模糊神经网络(SFNN)同步补偿器和互补滑模控制器(CSMC)相结合的控制方法。建立了含有参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性的永磁直线同步电机(PM... 针对高精密直驱龙门定位平台的双直线电机伺服系统的位置同步控制问题,提出一种Sugeno 型模糊神经网络(SFNN)同步补偿器和互补滑模控制器(CSMC)相结合的控制方法。建立了含有参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性的永磁直线同步电机(PMLSM)动态模型,采用广义滑模面和互补滑模面相结合的方式来设计CSMC。CSMC 可有效抑制参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性的影响,削弱传统滑模控制器(SMC)存在的抖振现象,减小系统的跟踪误差,实现高精度位置跟踪。同时,利用SFNN 同步补偿器解决双直线电机间动态参数不匹配问题及耦合现象,SFNN 同步补偿器可对每个轴进行误差补偿,从而减小位置同步误差,保证系统实现同步控制。实验结果表明,该控制方法可明显减小系统的跟踪误差和同步误差,进而改善轮廓加工精度。 展开更多
关键词 双直线电机伺服系统 Sugeno型模糊神经网络 互补滑模控制 不确定性 同步控制
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直驱XY平台变增益交叉耦合互补滑模轮廓控制 被引量:11
16
作者 金鸿雁 赵希梅 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期42-47,共6页
针对永磁直线同步电动机(PMLSM)直接驱动XY平台存在的系统不确定性因素及双轴间耦合的问题,在建立双轴直驱平台数学模型和分析系统轮廓误差的基础上,采用将互补滑模控制器(CSMC)与变增益交叉耦合控制器(VGCCC)相结合的轮廓控制策略以保... 针对永磁直线同步电动机(PMLSM)直接驱动XY平台存在的系统不确定性因素及双轴间耦合的问题,在建立双轴直驱平台数学模型和分析系统轮廓误差的基础上,采用将互补滑模控制器(CSMC)与变增益交叉耦合控制器(VGCCC)相结合的轮廓控制策略以保证系统实现高精密轮廓加工。CSMC作为反馈控制器,可抑制参数变化、外部扰动以及摩擦力等不确定性因素对系统的影响,保证系统的强鲁棒性。同时,引入VGCCC解决直驱XY平台间参数不匹配造成的耦合问题,VGCCC可根据轮廓误差估计模型得到的实时轮廓误差改变控制器的补偿增益值,将轮廓误差按照一定比例分配到各轴中,减小系统轮廓误差,从而实现双轴精密轮廓加工,满足系统要求的控制精确度。实验结果表明,该方法使直驱XY平台伺服系统具有较强的鲁棒性能和跟踪性能,进而提高了系统的轮廓加工精确度。 展开更多
关键词 直驱XY平台 不确定性 互补滑模控制 变增益交叉耦合控制 轮廓控制
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永磁直线同步电机动态边界层全局互补滑模控制 被引量:17
17
作者 金鸿雁 赵希梅 原浩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期1945-1951,共7页
为解决永磁直线同步电机(PMLSM)运行过程中对参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性因素敏感的问题,提出一种动态边界层全局互补滑模控制(GCSMC)方法。首先建立含有不确定性因素在内的PMLSM数学模型。然后利用广义滑模面和互补滑模面相... 为解决永磁直线同步电机(PMLSM)运行过程中对参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性因素敏感的问题,提出一种动态边界层全局互补滑模控制(GCSMC)方法。首先建立含有不确定性因素在内的PMLSM数学模型。然后利用广义滑模面和互补滑模面相结合的方式设计互补滑模控制器,来抑制不确定性因素对系统的影响,进而削弱抖振,但其边界层厚度值恒定不变,致使系统状态轨迹只能在边界层范围内收敛。为此,采用新型饱和函数来设计全局互补滑模控制器,以实现边界层的动态变化,使边界层厚度值随状态轨迹的变化而减小直至收敛到切换平面上,进一步提高了系统在边界层内的鲁棒性。实验结果表明该方法既改善了系统跟踪性能,又保证了系统的全局鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 不确定性因素 动态边界层 全局互补滑模控制 鲁棒性
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基于互补滑模控制和迭代学习控制的永磁直线同步电动机速度控制 被引量:10
18
作者 金鸿雁 赵希梅 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期918-924,共7页
为满足永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统高速度高精度的要求,抑制不确定性对系统性能的影响,提出一种互补滑模控制(CSMC)和迭代学习控制(ILC)相结合的控制方法.该方法结合了CSMC强鲁棒性的优点和ILC跟踪精度高的特点,以CSMC中积分滑... 为满足永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统高速度高精度的要求,抑制不确定性对系统性能的影响,提出一种互补滑模控制(CSMC)和迭代学习控制(ILC)相结合的控制方法.该方法结合了CSMC强鲁棒性的优点和ILC跟踪精度高的特点,以CSMC中积分滑模面为基础设计新型迭代学习律,既可利用ILC对系统未建模动态进行估计,抑制端部效应、齿槽效应和摩擦力等周期不确定性的影响,又可利用CSMC减小参数变化和外部扰动等非周期不确定性对系统的影响,从而提高控制器的收敛速度和收敛精度,保证系统具有较强的速度跟踪性能.实验结果表明,该方法有效地提高了系统的动态响应能力,改善了速度跟踪精度. 展开更多
关键词 永磁直线同步电动机 不确定性 互补滑模控制 迭代学习控制 鲁棒性
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基于扰动观测器的永磁直线同步电动机自适应反推互补滑模控制 被引量:16
19
作者 金鸿雁 赵希梅 王天鹤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期2356-2364,共9页
针对永磁直线同步电动机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)驱动的数控机床易受参数变化、负载扰动以及摩擦力等不确定性影响的问题,提出一种基于质量辨识扰动观测器(disturbance observer with mass identification,DO... 针对永磁直线同步电动机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)驱动的数控机床易受参数变化、负载扰动以及摩擦力等不确定性影响的问题,提出一种基于质量辨识扰动观测器(disturbance observer with mass identification,DOB-MI)的自适应反推互补滑模控制(adaptive backstepping complementary sliding mode control,ABCSMC)策略。设计ABCSMC方法抑制不确定对系统的影响。通过引入自适应律,ABCSMC的边界层能够实现动态变化,保证系统具有全局鲁棒性,且ABCSMC可对不确定性在线估计并调整,从而提高位置跟踪精度。由于在实际应用中,负载质量变化会对系统性能造成极大的影响,因此,利用离散模型参考自适应辨识理论,设计DOB-MI辨识动子质量并计算出补偿电流以补偿负载扰动对系统的影响。仿真与实验结果表明,该方法提高了系统的位置跟踪精度,对参数变化和负载扰动等不确定性具有极强的抑制能力。 展开更多
关键词 永磁直线同步电动机 质量辨识 扰动观测器 自适应反推互补滑模控制 鲁棒性
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永磁直线伺服系统递归小波Elman神经网络互补滑模控制 被引量:11
20
作者 金鸿雁 赵希梅 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第10期102-109,共8页
针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统易受参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性影响,而降低系统控制性能的问题,提出一种基于递归小波Elman神经网络(RWENN)的互补滑模控制方法。首先,建立含有不确定性的PMLSM动态模型;其次,... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统易受参数变化、外部扰动和摩擦力等不确定性影响,而降低系统控制性能的问题,提出一种基于递归小波Elman神经网络(RWENN)的互补滑模控制方法。首先,建立含有不确定性的PMLSM动态模型;其次,采用积分滑模面和互补滑模面相结合设计互补滑模控制器。为解决互补滑模控制器参数选取困难的问题并估计系统存在的总不确定性,将互补滑模控制与RWENN相结合。利用RWENN代替互补滑模控制中的切换控制,RWENN可在线训练网络参数并实时调整参数。另外,为进一步提高鲁棒性,设计鲁棒补偿器对RWENN的参数逼近误差进行补偿。实验结果表明,该方法不仅降低了系统的抖振现象,保证了位置跟踪精度,还提高了系统的鲁棒性能。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 不确定性 递归小波Elman神经网络 互补滑模控制 鲁棒补偿器
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