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高精度数控机床直线电机的改进型自抗扰控制研究 被引量:11
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作者 郭亮 邓乾坤 +2 位作者 鲁文其 吉祥 王凡 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第12期1303-1308,共6页
针对高精度数控机床伺服系统中,直线电机对扰动量高度敏感而影响系统稳态特性和控制精度的问题,提出了一种改进型永磁同步直线电机(PMLSM)自抗扰控制(ADRC)策略。将新型非线性函数引入扩张状态观测器,克服了传统型ADRC扩张状态观测器中... 针对高精度数控机床伺服系统中,直线电机对扰动量高度敏感而影响系统稳态特性和控制精度的问题,提出了一种改进型永磁同步直线电机(PMLSM)自抗扰控制(ADRC)策略。将新型非线性函数引入扩张状态观测器,克服了传统型ADRC扩张状态观测器中非线性函数的不平滑性,并对系统总扰动进行了估算,并给予实时动态补偿;采用比例微分器代替非线性反馈控制规律,降低了系统参数调节的难度;利用Matlab对基于改进型ADRC控制策略的PMLSM调速控制系统进行了仿真,针对系统的空载启动响应特性和突加负载扰动对系统稳态性能的影响进行了测试。研究结果表明:与传统型ADRC控制策略相比,改进型ADRC控制策略具有更好的负载扰动抑制力和更小的超调量;系统控制精度得到提升。 展开更多
关键词 改进型自抗扰控制 非线性函数 改进扩张状态观测器 永磁同步直线电机
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桥式起重机定位防摆改进型自抗扰控制 被引量:9
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作者 肖友刚 王辉堤 +1 位作者 李蔚 韩锟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期574-582,共9页
为解决严重外界干扰下桥式起重机长距离运输过程中定位困难、消摆时间长的问题,根据起重机先加速、再匀速、后减速的远程运输特点,利用两段Sigmoid函数,设计了可按需调整各阶段速度且高阶连续的新型跟踪微分器;采用Sigmoid函数构造了增... 为解决严重外界干扰下桥式起重机长距离运输过程中定位困难、消摆时间长的问题,根据起重机先加速、再匀速、后减速的远程运输特点,利用两段Sigmoid函数,设计了可按需调整各阶段速度且高阶连续的新型跟踪微分器;采用Sigmoid函数构造了增益时变且连续可微的扩张状态观测器,使其具有“大误差小增益,小误差大增益”特性,克服了经典ESO增益在切换点处的突变问题,抑制了观测信号的微分峰值现象,实现了位移和摆角控制回路间的解耦;利用tanh函数改进了误差反馈控制律,避免了大扰动下的控制量饱和问题;综合形成了适用于起重机长距离运输、且能最大程度抑制振动和冲击的改进型自抗扰控制器,并对闭环系统的稳定性进行了严格的理论证明.仿真及实验结果表明,改进型自抗扰控制器在大干扰影响下可全过程平稳且基本无摆地将负载搬运到目标位置. 展开更多
关键词 桥式起重机 跟踪微分器 扩张状态观测器 改进型自抗扰控制
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改进型自抗扰控制技术在电罗经直航向误差建模中的应用 被引量:1
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作者 夏卫星 杨晓东 严建华 《电光与控制》 北大核心 2010年第6期73-76,共4页
为减小舰船直航向运动情况下风、流、摇摆等对电罗经航向造成的随机误差影响,提高舰船直航向运动时电罗经指向精度,采用高阶AR模型对电控罗经随机误差进行建模和预测,将之与自行设计的改进型自抗扰控制技术相结合,实现模型的抗扰动处理... 为减小舰船直航向运动情况下风、流、摇摆等对电罗经航向造成的随机误差影响,提高舰船直航向运动时电罗经指向精度,采用高阶AR模型对电控罗经随机误差进行建模和预测,将之与自行设计的改进型自抗扰控制技术相结合,实现模型的抗扰动处理。通过与标准自抗扰控制器和H∞Kalm an滤波器进行对比表明,采用改进型自抗扰控制技术与高阶AR模型结合的方法较为有效地抑制了电罗经航向随机误差,为减小电罗经直航向误差提供一种行之有效的方法。 展开更多
关键词 改进型自抗扰控制 高阶AR模 预测 电罗经
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改进型自抗扰控制在局部通风机风速调节中的应用研究 被引量:4
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作者 欧阳名三 吴国芳 《工矿自动化》 北大核心 2019年第7期73-79,共7页
针对现有用于矿井局部通风机风速调节的自抗扰控制算法存在控制信号波动剧烈,进而造成变频器和电动机产生冲击振荡的问题,提出了一种改进型自抗扰控制算法。该算法采用反正切函数与幂函数相结合的改进方法,反正切函数用于增强控制算法... 针对现有用于矿井局部通风机风速调节的自抗扰控制算法存在控制信号波动剧烈,进而造成变频器和电动机产生冲击振荡的问题,提出了一种改进型自抗扰控制算法。该算法采用反正切函数与幂函数相结合的改进方法,反正切函数用于增强控制算法的线性程度,保证函数在原点处有更好的平滑性,幂函数用于保证控制算法的跟踪速度,加快控制算法的收敛速度。将改进型自抗扰控制算法应用到煤矿井下局部通风机风速调节中,经过该算法处理过的电压信号作为局部通风机变频器的输入信号,输出频率信号改变异步电动机的转速,最终实现局部通风机风速的动态调节。仿真结果表明,与现有PID控制算法、自抗扰控制算法相比,改进型自抗扰控制算法在控制速度和抗干扰能力方面有明显提高,可实现局部通风机风速的快速稳定调节。 展开更多
关键词 矿用局部通风机 风速调节 改进型自抗扰控制 非线性函数 振荡抑制
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气动变载荷加载系统的分数阶PID改进型自抗扰控制 被引量:1
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作者 刘福才 郭根旺 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第15期116-121,129,共7页
为了研究机构在复杂压力作用下的材料性能,设计了一套气动变载荷压力加载系统用来模拟复杂压力加载作用。但由于在实际气动压力加载系统应用中存在易受干扰、时滞性大和非线性等问题,难以实现给定波形的精确跟踪。为了提高气动变载荷压... 为了研究机构在复杂压力作用下的材料性能,设计了一套气动变载荷压力加载系统用来模拟复杂压力加载作用。但由于在实际气动压力加载系统应用中存在易受干扰、时滞性大和非线性等问题,难以实现给定波形的精确跟踪。为了提高气动变载荷压力加载系统的跟踪精度,设计了一种分数阶PID(proportion integration differentiation)改进型自抗扰控制器应用于气动变载荷压力加载控制之中,该控制器利用分数阶PID取代常规自抗扰控制器中的非线性状态误差反馈器,因此结合了分数阶PID控制器良好的动态性能和自抗扰控制器良好的抗干扰能力。和常规自抗扰控制进行了仿真和试验比较,结果表明,该控制算法响应速度快,跟踪精度高,抗干扰能力强。 展开更多
关键词 压力加载 气动加载系统 分数阶PID改进型自抗扰控制 波形跟踪
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双极性直流微电网的改进型高阶滑模自抗扰控制 被引量:3
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作者 陈旭 皇金锋 李聪林 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期111-122,共12页
针对双极性直流微电网中分布式新能源的系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素所引起母线电压波动问题,以基于风光互补含混合储能的双极性直流微电网为研究对象,提出一种双闭环改进型高阶滑模自抗扰控制策略。首先,依据自抗扰... 针对双极性直流微电网中分布式新能源的系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素所引起母线电压波动问题,以基于风光互补含混合储能的双极性直流微电网为研究对象,提出一种双闭环改进型高阶滑模自抗扰控制策略。首先,依据自抗扰理论将控制系统拟合为一阶系统模型,转化为自抗扰控制系统范式。其次,设计了改进型超螺旋滑模控制器代替传统自抗扰控制中的线性控制器,引入了具有快速收敛性的级联有限时间扩张状态观测器代替线性扩张状态观测器,既能通过高阶滑模控制算法抑制抖振,又能提高对系统集总扰动的估计精度,从而利用非线性控制策略的优势改善系统动态响应过程及抗扰性能。然后,通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。最后,基于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对比验证,实验表明所提控制能够很好地抵抗扰动和提高系统的暂态性能。 展开更多
关键词 双极性直流微电网 级联有限时间扩张状态观测器 改进超螺旋滑模自抗控制 性能
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基于改进型ADRC的永磁同步电机转子位置角控制方法 被引量:28
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作者 刘丙友 竺长安 +1 位作者 郭兴众 孟一博 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第12期24-33,共10页
为了实现永磁同步电机(PMSM)转子位置角的快速、精确控制,提出一种基于改进型自抗扰控制技术(ADRC)的新型位置角控制策略。首先设计一个原点周围平滑性和连续性更好的新型非线性函数。基于该非线性函数设计了转子位置角控制系统的改进... 为了实现永磁同步电机(PMSM)转子位置角的快速、精确控制,提出一种基于改进型自抗扰控制技术(ADRC)的新型位置角控制策略。首先设计一个原点周围平滑性和连续性更好的新型非线性函数。基于该非线性函数设计了转子位置角控制系统的改进型扩张状态观测器(ESO)和改进型非线性误差反馈控制律(NLSEF)。改进型ESO用来观测位置角控制系统的内部状态和扩张状态,扩张状态由非线性因素、内部模型不确定性和外部扰动组成。改进型NLSEF用来抑制残余误差,提供最优位置控制律。最后对基于改进型ADRC的PMSM位置角控制系统进行了仿真分析和实验验证,结果表明在PMSM位置角控制中,改进型ADRC比传统控制策略具有更好的抗干扰能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 改进型自抗扰控制 转子位置角控制 非线性函数 永磁同步电机
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基于改进自抗扰补偿的无人驾驶车辆轨迹跟踪 被引量:3
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作者 秦超 魏民祥 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2023年第7期51-61,共11页
针对无人驾驶车辆在轨迹跟踪控制中由于模型不精确和内外干扰使得跟踪精度下降的问题,提出模型预测控制(MPC)和改进型自抗扰控制补偿相结合的控制算法。先建立MPC控制器,为了提升计算的实时性,将非线性模型预测控制转化为线性时变模型... 针对无人驾驶车辆在轨迹跟踪控制中由于模型不精确和内外干扰使得跟踪精度下降的问题,提出模型预测控制(MPC)和改进型自抗扰控制补偿相结合的控制算法。先建立MPC控制器,为了提升计算的实时性,将非线性模型预测控制转化为线性时变模型预测控制。由于模型不精确和内外扰动会使车辆产生轨迹偏差,构建了一种更加平滑的非线性函数,进而设计改进型自抗扰控制,以横向偏差和横摆角偏差趋于零为目标来补偿车辆的前轮角,提升无人驾驶车辆的轨迹跟踪性能和抗干扰性能。不同工况下的仿真结果表明:此方法可以有效地完成轨迹跟踪,且跟踪偏差较小,并对外界干扰和车辆参数变化具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 轨迹跟踪精度 预测控制 改进型自抗扰控制 非线性函数
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基于改进型ADRC的双轴伺服系统摩擦补偿研究 被引量:4
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作者 于海滨 肖本贤 +1 位作者 郁伉 毕磊 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1634-1638,共5页
文章针对双轴伺服系统中摩擦的非线性、不确定外扰,在分析系统轮廓误差的基础上,结合交叉耦合的思想,采用了一种改进型二阶自抗扰控制器(ADRC),对摩擦力进行补偿。该控制器利用具有强鲁棒性的高增益扩张状态观测器观测系统的摩擦及其它... 文章针对双轴伺服系统中摩擦的非线性、不确定外扰,在分析系统轮廓误差的基础上,结合交叉耦合的思想,采用了一种改进型二阶自抗扰控制器(ADRC),对摩擦力进行补偿。该控制器利用具有强鲁棒性的高增益扩张状态观测器观测系统的摩擦及其它内外扰动,并加以补偿,同时采用了一类新的非线性函数,克服了由于常规ADRC非线性状态误差反馈控制律中非线性函数的不平滑性,而导致系统对于摩擦敏感的缺点。仿真对比分析表明,改进型ADRC能够很好地进行摩擦补偿,使系统具有更好的鲁棒性,提高系统轮廓加工精度。 展开更多
关键词 交叉耦合控制 改进型自抗扰控制 高增益扩张状态观测器 摩擦 非线性
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