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结合迭代学习与扰动观测器的永磁同步电机多源扰动抑制
1
作者 冯煜焜 姚文熙 李武华 《振动与冲击》 北大核心 2025年第3期230-237,250,共9页
由于电机本体、驱动电路及机械连接等多环节因素影响,传统PI(proportional integral)控制下永磁同步电机在低速运行时易出现较大的转速波动。首先,建立多源性力矩扰动模型与分析转速波动机理,将扰动分为与机械角相关的周期性干扰与非周... 由于电机本体、驱动电路及机械连接等多环节因素影响,传统PI(proportional integral)控制下永磁同步电机在低速运行时易出现较大的转速波动。首先,建立多源性力矩扰动模型与分析转速波动机理,将扰动分为与机械角相关的周期性干扰与非周期低频干扰两部分;然后,提出一种结合迭代学习控制与扰动观测器的扰动抑制策略,利用控制误差对周期性扰动进行在线学习,利用反馈状态量结合学习信息对低频非周期扰动进行观测,将两部分结果共同补偿到电磁力矩,实现对多源性扰动的抑制;最后,在给出所提控制器结构基础上,分析了所提控制策略的有效性与收敛性,给出控制器主要参数设计方式。试验结果表明,所提控制策略相较于传统控制策略整体动态性能相近,在稳态时相较于PI(proportional integral)控制将转速波动抑制到1/4以下,相较于传统抑振策略整体转速波动在1/2以下,在负载力矩突变时相较于PI控制速度变化在1/2以下,证明所提算法在多源性扰动抑制方面的有效性与优越性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 多源性扰动 迭代学习控制 扰动观测器
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基于扰动观测器的预设时间车辆编队控制
2
作者 蒋佳耘 叶洪涛 +1 位作者 罗文广 文家燕 《广西科技大学学报》 2025年第1期62-71,79,共11页
为解决车辆编队控制系统在渐近时间收敛或有限时间收敛范围内收敛性能不佳的问题,本文研究了预设时间控制下的车辆编队系统,实现车辆编队控制。考虑模型参数不确定性和外部环境扰动对系统性能的影响,设计了一种基于扰动观测器的编队控... 为解决车辆编队控制系统在渐近时间收敛或有限时间收敛范围内收敛性能不佳的问题,本文研究了预设时间控制下的车辆编队系统,实现车辆编队控制。考虑模型参数不确定性和外部环境扰动对系统性能的影响,设计了一种基于扰动观测器的编队控制算法。首先,根据车辆的运动学和动力学模型,将系统中存在的模型参数不确定和外部环境扰动视为复合干扰,通过设计的预设时间扰动观测器,实现扰动在预设时间内的准确估计。其次,在上述扰动观测器的基础上,设计基于预设时间的车辆编队控制器,确保该控制器在预设时间内收敛,实现控制目标。最后,通过仿真验证了所提出的控制策略的正确性和有效性。 展开更多
关键词 扰动观测器 预设时间 领航者-跟随者 协同控制
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基于层次非奇异终端和超螺旋滑模扰动观测器的永磁同步电机滑模控制
3
作者 梁庭福 李鑫帅 +1 位作者 王鹏康 毛汉领 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期196-203,共8页
针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)在运行过程中比例积分(proportional integral, PI)控制会因参数时变和外部扰动导致控制性能下降严重,传统线性滑模控制(sliding mode control, SMC)收敛速度慢、存在抖振... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)在运行过程中比例积分(proportional integral, PI)控制会因参数时变和外部扰动导致控制性能下降严重,传统线性滑模控制(sliding mode control, SMC)收敛速度慢、存在抖振等问题,设计了层次非奇异终端滑模控制器(hierarchical non-singular terminal sliding mode control, HNSTSMC),以线性比例积分微分(proportional integral differential, PID)滑模面作为内环、快速非奇异终端滑模面为外环构建层次滑模面,采用改进型趋近律,保证速度跟踪误差全局快速收敛;为了进一步提高层次非奇异终端滑模控制器的抗干扰能力与减小抖振,利用超螺旋滑模扰动观测器(super-twisting sliding mode disturbance observer, STSMDO)对控制器中存在的未知量在线辨识并进行前馈补偿。通过Matlab/simulink仿真对PI控制、传统滑模控制、层次非奇异终端滑模控制、基于改进型负载转矩观测器的非奇异快速终端滑模控制(NFTSMC+LTOB)和HNSTSMC+STSMDO复合滑模控制进行对比分析,结果表明HNSTSMC+STSMDO复合控制在电机空载情况下,额定转速响应无超调、调节时间为0.013 s,突加2 N·m负载情况下,最大速度波动为130 r/min,恢复时间为0.004 5 s,带载切换到0.5倍额定转速,调节时间为0.127 s,永磁同步电机动态性能好、抗干扰能力强。 展开更多
关键词 永磁同步电机 层次非奇异终端滑模控制 超螺旋滑模扰动观测器 滑模控制
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基于自适应终端趋近律和滑模扰动观测器的SPMSM控制
4
作者 张会林 顾玉 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第1期125-134,共10页
为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因... 为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因子和系统状态的指数增益,使新的趋近律中不含有切换函数;其次,经理论和测试分析,证明了ATSMRL收敛时间比CESMRL短且抖振更小;为了进一步补偿SPMSM驱动系统中的扰动,设计了ESMDO以实时将观测到的扰动值及时前馈至速度控制器中,利用Lyapunov证明了ATSMRL和ESMDO的稳定性。通过仿真和实验,在电机启动、加载和卸载三个阶段对所提方法进行了有效性验证,结果表明:与CESMRL和ATSMRL相比,所提方法不仅实现了速度无超调、收敛时间最快,而且降低了电机的抖振、增强了系统的抗干扰性能。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 滑模控制 自适应终端趋近律 扩张滑模扰动观测器 抖振
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基于扰动观测器的磁浮列车悬浮系统振动抑制算法研究
5
作者 李铭 王中意 蒋毅 《电力机车与城轨车辆》 2025年第2期29-34,共6页
磁浮列车经过轨道接缝、道岔等路段时,悬浮系统易产生振动,文章针对该问题对基于扰动观测器的悬浮系统振动抑制算法进行了研究。首先,综合考虑非线性相关因素,建立与悬浮系统名义模型等效的非线性悬浮电磁铁-轨道模型,并对其进行离散化... 磁浮列车经过轨道接缝、道岔等路段时,悬浮系统易产生振动,文章针对该问题对基于扰动观测器的悬浮系统振动抑制算法进行了研究。首先,综合考虑非线性相关因素,建立与悬浮系统名义模型等效的非线性悬浮电磁铁-轨道模型,并对其进行离散化插值计算得到离散化模型G_(nmd)及其逆模型G_(nmd)^(-1);然后,基于G_(nmd)^(-1)设计扰动观测器对振动扰动量进行观测,得到对应的控制补偿量并对控制量进行补偿,以消除振动扰动量的影响,实现对悬浮系统振动的抑制。通过仿真和单悬浮架试验平台对振动抑制算法的振动抑制效果进行试验验证,试验结果表明,该振动抑制算法可将悬浮间隙的振动范围分别降低约97%和76%,对振动的抑制效果较好。 展开更多
关键词 悬浮系统 振动抑制算法 扰动观测器 磁浮列车
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基于扰动观测器的分数阶终端滑模电液变桨控制方法 被引量：2
6
作者 王慧 郭燕冰 +2 位作者 卢胜东 赵国超 董正涛 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期493-498,共6页
为改善风电机组电液变桨系统的控制性能,文章提出了基于扰动观测器的分数阶终端滑模控制方法。建立风电机组电液变桨系统数学模型,利用滑模状态扰动观测器(SMSPO)对变桨系统参数的不确定性和未知扰动进行实时补偿。采用分数阶微积分理... 为改善风电机组电液变桨系统的控制性能,文章提出了基于扰动观测器的分数阶终端滑模控制方法。建立风电机组电液变桨系统数学模型,利用滑模状态扰动观测器(SMSPO)对变桨系统参数的不确定性和未知扰动进行实时补偿。采用分数阶微积分理论设计终端滑模控制器的滑模面,在保证有限时间收敛的同时,改善了滑模控制自身抖动。利用Simulink进行试验验证,结果表明,该方法增强了变桨系统的抗干扰能力,削弱了系统的抖动,提高了桨距角的跟踪精度和变桨系统的稳定性。 展开更多
关键词 风电机组 变桨系统 分数阶微积分理论 滑模控制 扰动观测器
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基于自适应扰动观测器的旋转弹神经网络过载驾驶仪设计
7
作者 王伟 杨婧 +2 位作者 南宇翔 李俊辉 王雨辰 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3841-3855,共15页
旋转弹在飞行过程中受多种干扰的影响,包括跨域飞行气动参数剧烈变化引起的模型不确定性以及飞行过程中受到的外部扰动。为了解决高动态飞行环境中双通道旋转弹的鲁棒控制问题,基于轨迹线性化控制方法,设计伪逆反馈控制器。采用径向基... 旋转弹在飞行过程中受多种干扰的影响,包括跨域飞行气动参数剧烈变化引起的模型不确定性以及飞行过程中受到的外部扰动。为了解决高动态飞行环境中双通道旋转弹的鲁棒控制问题,基于轨迹线性化控制方法,设计伪逆反馈控制器。采用径向基函数神经网络,设计自适应前馈补偿控制器,有效实现对模型不确定性的精确逼近。将神经网络逼近误差和外部扰动处理为总扰动,并基于固定时间稳定理论设计一种自适应扰动观测器,实现对总扰动的精确估计及补偿。通过Lyapunov理论,严格证明了闭环系统的最终一致有界性。通过数值仿真验证了所设计方法的有效性。 展开更多
关键词 旋转弹 双通道控制 径向基函数神经网络 自适应扰动观测器 固定时间稳定理论
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基于扰动观测器的主动悬架切换控制算法研究
8
作者 陈潇凯 陈丰 +2 位作者 刘向 刘宏宇 王笑宇 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1744-1754,共11页
悬架控制需要实现乘坐舒适性和操纵稳定性之间的良好折中,此外还需要考虑系统的不确定性,是一项复杂的任务。本文以兼顾悬架的动力学性能指标、算法鲁棒性与成本因素为出发点,提出了一种基于扰动观测器的次优-非奇异终端滑模切换控制算... 悬架控制需要实现乘坐舒适性和操纵稳定性之间的良好折中,此外还需要考虑系统的不确定性,是一项复杂的任务。本文以兼顾悬架的动力学性能指标、算法鲁棒性与成本因素为出发点,提出了一种基于扰动观测器的次优-非奇异终端滑模切换控制算法(DOB-SNTSM)。首先,以簧载质量加速度信息为输入,通过卡尔曼滤波器设计,实现了悬架动挠度和簧载质量速度的有效估计。然后,针对悬架系统中的不确定项估计,设计了一种扰动观测器,并将扰动估计值作为前馈补偿。接下来,以滑模面函数为依据,提出了一种次优-非奇异终端滑模切换控制算法,并与扰动观测器的前馈补偿相结合,共同构成一种新的主动悬架控制策略。最后,分别进行了凸包路面和平稳随机路面下的仿真和台架试验验证,结果表明,扰动观测器的引入能显著提升悬架的乘坐舒适性指标,相比经典的天棚控制、理想状态LQR方法、不带有扰动观测器的SNTSM算法,新算法不仅很好地实现各项悬架性能指标的均衡,而且能够仅利用簧载质量加速度信息就可以达到接近理想状态LQR的控制效果,同时,控制器切换方案可以显著提升算法鲁棒性。 展开更多
关键词 主动悬架 扰动观测器 切换控制 次优控制 非奇异终端滑模控制 卡尔曼滤波
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基于非线性扰动观测的储能双向DC-DC变换器非奇异终端滑模控制策略 被引量：3
9
作者 苏泳 陈艳峰 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1523-1531,共9页
在光储直流微电网系统中,储能双向DC-DC变换器在储能设备与直流母线之间起着关键的接口作用,其在光伏输出功率及负载大信号扰动下的性能优劣至关重要,将直接影响着直流母线电压的稳定运行。为此,提出了一种基于非线性扰动观测器(nonline... 在光储直流微电网系统中,储能双向DC-DC变换器在储能设备与直流母线之间起着关键的接口作用,其在光伏输出功率及负载大信号扰动下的性能优劣至关重要,将直接影响着直流母线电压的稳定运行。为此,提出了一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)的非奇异终端滑模控制策略。首先采用基于微分几何理论的精确反馈线性化方法,将双向DC-DC变换器系统的状态空间模型转化为布鲁诺夫斯基标准式,并利用非线性扰动观测器对系统扰动量进行估计和补偿。在此基础上设计非奇异终端滑模控制器,并根据李雅普诺夫稳定性理论,证明所提控制策略的稳定性;进而分析所提控制策略的收敛性。最后,通过仿真验证所提控制策略的有效性。仿真结果表明,与文献中典型非线性控制策略相比,本文所提控制策略在光伏输出功率和负载有较大扰动时响应时间较快,并具有电压过充小、稳态误差小的优点。 展开更多
关键词 直流微网 双向DC-DC变换器 非奇异终端滑模控制 非线性扰动观测器
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基于扰动观测器的大挠性航天器姿态预见控制 被引量：1
10
作者 包燕伟 管萍 +1 位作者 戈新生 曹彧腾 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2024年第3期8-15,共8页
针对航天器的大型挠性附件振动会严重影响其姿态控制的问题,设计了基于扰动观测器的信息融合姿态预见控制器。将挠性附件振动引起的不确定项视作对姿态的复合扰动,设计扰动观测器对该复合扰动进行实时估计。在此基础上,通过融合期望轨... 针对航天器的大型挠性附件振动会严重影响其姿态控制的问题,设计了基于扰动观测器的信息融合姿态预见控制器。将挠性附件振动引起的不确定项视作对姿态的复合扰动,设计扰动观测器对该复合扰动进行实时估计。在此基础上,通过融合期望轨迹和系统动态方程等信息,依据信息融合理论,推导了大挠性航天器的姿态预见控制律,用以改善航天器姿态系统的控制性能。所设计的姿态控制算法具有设计过程简单及容易实现等优点。仿真结果表明,所设计的控制策略对挠性附件振动具有较好的抑制作用,航天器姿态角能快速达到期望指令,具有良好的控制特性。 展开更多
关键词 大挠性航天器 扰动观测器 信息融合 预见控制
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基于LMI的水轮机调节系统扰动观测状态反馈控制策略研究
11
作者 郭雅卿 钱晶 +3 位作者 刘鸿举 吴涛 段亚健 邹屹东 《水电能源科学》 北大核心 2024年第7期169-173,共5页
为进一步提高水轮机的调节性能和控制精度,针对水轮机调节系统提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的扰动观测状态反馈控制策略。首先,对水轮机调节系统进行了建模,并设计了一种基于LMI的扰动观测状态反馈控制策略,该策略综合考虑了水轮... 为进一步提高水轮机的调节性能和控制精度,针对水轮机调节系统提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的扰动观测状态反馈控制策略。首先,对水轮机调节系统进行了建模,并设计了一种基于LMI的扰动观测状态反馈控制策略,该策略综合考虑了水轮机的运行状态及扰动观测值;然后通过LMI完成了该控制器的设计与分析;最后,为了验证所提控制策略的有效性和鲁棒性,通过仿真试验进行了测试。结果表明,与传统的控制方法相比,该扰动观测状态反馈控制策略可有效提高水轮机调节系统的响应速度、准确性和稳定性,且降低了系统对扰动的敏感性。 展开更多
关键词 水轮机调节系统 线性矩阵不等式 扰动观测器 状态反馈
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基于滑模扰动观测器的永磁同步电机模型预测电流控制
12
作者 朱俊 王月武 朱艳 《广西科技大学学报》 CAS 2024年第3期73-82,共10页
永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)单矢量模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)中,存在电流具有较大波动、稳态性能较差、依赖模型参数且抗扰能力不足的问题。针对这些问题,研究了双矢量模型... 永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)单矢量模型预测电流控制(model predictive current control,MPCC)中,存在电流具有较大波动、稳态性能较差、依赖模型参数且抗扰能力不足的问题。针对这些问题,研究了双矢量模型预测电流控制(TV-MPCC)算法,该算法在一个采样周期内进行2次电压矢量选择。同时,设计了一种基于改进趋近率(SMRL)的滑模扰动观测器(SMO),滑模增益采用分段式函数来实现。通过仿真实验,验证了所提出的TV-MPCC算法和SMO的有效性。与传统的MPCC相比,TV-MPCC可以显著降低电流的波动,并提高系统的鲁棒性。同时,SMO的引入使得系统能够更好地观测和补偿扰动,进一步提高了系统的稳态性能。本研究表明,双矢量模型预测电流控制结合滑模扰动观测器的方法在提高PMSM的鲁棒性能方面具有较好的效果。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测 电流控制 双矢量 滑模扰动观测器
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基于扰动观测器的动态供应链系统模型预测控制
13
作者 王萌萌 李庆奎 《北京信息科技大学学报（自然科学版）》 2024年第2期62-69,共8页
针对不确定市场需求供应链系统(supply chain system)的生产-库存预测控制问题,设计了一种模型预测控制(model predictive control,MPC)和扰动观测器(disturbance observer,DOB)结合的供应链系统生产控制策略。首先,对三级供应链系统进... 针对不确定市场需求供应链系统(supply chain system)的生产-库存预测控制问题,设计了一种模型预测控制(model predictive control,MPC)和扰动观测器(disturbance observer,DOB)结合的供应链系统生产控制策略。首先,对三级供应链系统进行分析,构建三级动态供应链的生产-库存数学模型;其次,设计基于扰动观测器的前馈补偿机制,补偿不确定性需求对供应链系统的影响;最后,考虑供应链系统存在的实际约束条件,设计模型预测控制方案,并证明系统的渐进稳定性。算例仿真验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 模型预测控制 不确定市场需求 供应链系统 扰动观测器
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基于固定时间扰动观测器的非奇异终端滑模控制器的研究
14
作者 王荣政 戚梦珂 金山海 《电子产品世界》 2024年第4期30-35,共6页
针对非奇异终端滑模控制过程中存在的外部扰动影响不可预测以及收敛速度慢等问题,通过对扰动观测器、非奇异终端滑模控制器进行优化,提出了基于固定时间扰动观测器的非奇异终端滑模控制策略。首先,基于Lyapunov稳定性和固定时间理论,通... 针对非奇异终端滑模控制过程中存在的外部扰动影响不可预测以及收敛速度慢等问题,通过对扰动观测器、非奇异终端滑模控制器进行优化,提出了基于固定时间扰动观测器的非奇异终端滑模控制策略。首先,基于Lyapunov稳定性和固定时间理论,通过改进扰动观测器中的非线性切换增益函数设计了固定时间扰动观测器,并引入时变函数使得误差在固定时间内完成收敛。其次,设计了具有递归结构的新型非奇异终端滑模面和控制律,并结合所设计的固定时间扰动观测器提出了非奇异终端滑模控制策略。通过与传统的基于观测器的非奇异终端滑模控制策略进行对比,验证了所提出控制策略的有效性。 展开更多
关键词 滑模控制 固定时间理论 扰动观测器 LYAPUNOV稳定性
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采用新型趋近律和扰动观测器的开关磁阻电机瞬时转矩控制
15
作者 孙燕文 黄朝志 +1 位作者 代礼祥 罗龙 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期113-123,共11页
针对开关磁阻电机传统控制策略易产生转矩脉动大、动态性能差的问题,提出一种基于自适应趋近律和扰动观测器的瞬时转矩控制。为避免转子进入单向导通区间出现转矩过冲现象,在滞环策略中增加了退磁信号;结合线性和终端滑模面提出了非奇... 针对开关磁阻电机传统控制策略易产生转矩脉动大、动态性能差的问题,提出一种基于自适应趋近律和扰动观测器的瞬时转矩控制。为避免转子进入单向导通区间出现转矩过冲现象,在滞环策略中增加了退磁信号;结合线性和终端滑模面提出了非奇异快速终端滑模函数,以实现系统在趋近、滑动阶段均能快速收敛;设计了自适应趋近律和分段切换函数以解决传统趋近律中趋近速度和抖振问题,并且为了降低切换增益,采用滑模扰动观测器将外界扰动及时前馈至控制器。以一台6/20电机进行仿真与实验验证,结果表明:新的滞环策略可以有效降低转矩脉动,且与PI、传统滑模控制相比,改进滑模方法不仅实现了转速无超调、缩短动态响应时间,而且增强了电机的抗干扰性能,输出转矩波动进一步降低。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 转矩脉动 非奇异快速终端滑模 自适应趋近律 扰动观测器 抖振
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基于固定时间扰动观测器的智能网联车辆协同队列控制
16
作者 李想 孙振超 高振宇 《东北大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第11期1521-1528,共8页
针对含有模型不确定及外部扰动的智能网联自主车辆快速协同队列控制问题,提出了一种基于扰动观测器的固定时间队列控制方案.首先,构建了固定时间扰动观测器,在设定时间内精确估计由模型不确定及外部扰动构成的复合扰动.其次,基于扰动观... 针对含有模型不确定及外部扰动的智能网联自主车辆快速协同队列控制问题,提出了一种基于扰动观测器的固定时间队列控制方案.首先,构建了固定时间扰动观测器,在设定时间内精确估计由模型不确定及外部扰动构成的复合扰动.其次,基于扰动观测器、反步法及固定时间理论,设计了一种固定时间协同队列控制器,使得车辆队列控制系统是固定时间收敛的,保证了车辆间跟踪误差在给定时间内收敛到零,且收敛时间只与控制器参数有关.通过Lyapunov理论,分别证明了单车稳定性及队列稳定性.最后通过5辆车辆组成的队列控制仿真验证了给定方案的有效性. 展开更多
关键词 智能网联车辆 队列控制 扰动观测器 固定时间控制 反步法控制
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基于扰动观测器的液压锚杆钻臂自适应神经网络跟踪控制
17
作者 杨勇 《煤矿机械》 2024年第9期171-174,共4页
在井下复杂工况条件下,液压锚杆钻机的一些物理变量往往难以测得,且会随周围环境发生变化,这些时变参数会对控制性能产生影响。针对复杂多样的液压锚杆钻臂,首先通过状态变换得到锚杆钻臂位移系统模型空间表达式;然后采用神经网络径向... 在井下复杂工况条件下,液压锚杆钻机的一些物理变量往往难以测得,且会随周围环境发生变化,这些时变参数会对控制性能产生影响。针对复杂多样的液压锚杆钻臂,首先通过状态变换得到锚杆钻臂位移系统模型空间表达式;然后采用神经网络径向基函数对未知不确定项进行逼近,并采用动态曲面技术解决计算复杂问题;最后设计了一种新型扰动观测器来估计由外部扰动和神经网络误差,结合反步法递推出控制器。根据Lyapunov函数证明系统是半全局稳定的,跟踪误差收敛至零点附近。通过与传统PID控制仿真对比,该控制器的控制精度、稳定性和鲁棒性均有显著提升。 展开更多
关键词 锚杆钻臂 扰动观测器 神经网络 跟踪控制
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基于扰动观测器的机械手碰撞检测与安全响应 被引量：10
18
作者 钟琮玮 项基 +2 位作者 韦巍 张远辉 陈鹏 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1115-1121,共7页
当机械手臂与其工作环境中的物体或人体发生碰撞时,会损坏关节处的电机或给人员带来伤害,为保证人员与设备安全,设计一种外部扰动观测器对外部碰撞作用力进行估计的方法.扰动观测器基于动量守恒推导得出,当系统不受外力时观测结果指数... 当机械手臂与其工作环境中的物体或人体发生碰撞时,会损坏关节处的电机或给人员带来伤害,为保证人员与设备安全,设计一种外部扰动观测器对外部碰撞作用力进行估计的方法.扰动观测器基于动量守恒推导得出,当系统不受外力时观测结果指数收敛到零附近;当系统受到外力时,观测结果指数趋近于外力大小.当观测器结果及其变化率超过一定阈值时,认为外部碰撞发生.为保证手臂及碰撞对象的安全,使控制手臂远离碰撞区域,设计了机械手臂在速度和力矩控制模式下不同的安全响应控制方法.对气球以及人身体的碰撞实验表明:该方法可以在发生接触后200ms内有效地检测到碰撞的发生,并控制机械手臂以最快速度减速直至反向运动,离开碰撞区域,保证机械手臂和人员的安全. 展开更多
关键词 机械手臂 碰撞检测 扰动观测器 安全响应
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基于扰动观测器的电动负载模拟器控制系统设计 被引量：19
19
作者 方强 马杰 +1 位作者 毕运波 刘伟 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1958-1964,共7页
针对以永磁同步电机作为驱动元件的电动负载模拟器,提出基于扰动观测器的双回路控制系统设计方法.采用机理建模方法,建立负载模拟器数学模型,并通过实验确定系统标称对象模型参数和模型不确定性权函数.以舵机扰动抑制要求为性能权函数,... 针对以永磁同步电机作为驱动元件的电动负载模拟器,提出基于扰动观测器的双回路控制系统设计方法.采用机理建模方法,建立负载模拟器数学模型,并通过实验确定系统标称对象模型参数和模型不确定性权函数.以舵机扰动抑制要求为性能权函数,通过控制结构等价变换,采用H∞混合灵敏度方法设计内回路扰动观测器.外回路设计以拓展力矩加载频带为性能权函数设计控制器.对某型电动负载模拟器控制系统的设计和调试结果表明,在最大加载力矩为50 N.m时,电动负载模拟器动态加载平坦段最高频率达到15 Hz,静态加载精度小于0.1 N.m. 展开更多
关键词 扰动观测器 负载模拟器 力矩伺服 混合灵敏度
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基于扰动观测器的多旋翼无人机机载云台模糊自适应跟踪控制 被引量：12
20
作者 王日俊 白越 +3 位作者 续志军 宫勋 张欣 田彦涛 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2005-2012,共8页
为了补偿多旋翼无人机机载云台的扰动,实现机载云台的稳定跟踪控制,提出基于改进扰动观测器的模糊自适应跟踪控制方法.在原有扰动观测器结构的反馈回路中引入一个补偿控制,构建基于速度信号的改进型扰动观测器结构,分析该结构的补偿扰... 为了补偿多旋翼无人机机载云台的扰动,实现机载云台的稳定跟踪控制,提出基于改进扰动观测器的模糊自适应跟踪控制方法.在原有扰动观测器结构的反馈回路中引入一个补偿控制,构建基于速度信号的改进型扰动观测器结构,分析该结构的补偿扰动能力和鲁棒性;利用模糊系统的逼近性质和李雅普诺夫稳定性原理,设计相应的模糊自适应跟踪控制结构,证明了该控制结构的稳定性.飞行实验表明,应用该控制方法后,视轴稳定误差的均方值小于0.02°,跟踪给定位置信号的跟踪误差小于0.08°,完全能够满足多旋翼无人机机载云台的稳定跟踪控制.引入补偿控制后的扰动观测器补偿扰动能力明显提高,提出的控制方法具有较高的稳定跟踪精度. 展开更多
关键词 多旋翼无人机 机载云台 扰动观测器 跟踪控制 模糊自适应 稳定性
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