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基于模糊变增益的直线磁力驱动系统超螺旋滑模控制
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作者 孙凤 代雪飞 +5 位作者 赵川 王鑫 裴文哲 金俊杰 徐方超 周冉 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期1003-1012,共10页
针对直线磁力驱动系统的位置跟踪精度易受外部扰动等不确定因素影响以及滑模控制中的抖振问题,提出一种基于模糊变增益的超螺旋滑模控制策略.首先,介绍直线磁力驱动系统的工作原理,建立含扰动的直线磁力驱动系统数学模型;其次,使用超螺... 针对直线磁力驱动系统的位置跟踪精度易受外部扰动等不确定因素影响以及滑模控制中的抖振问题,提出一种基于模糊变增益的超螺旋滑模控制策略.首先,介绍直线磁力驱动系统的工作原理,建立含扰动的直线磁力驱动系统数学模型;其次,使用超螺旋滑模算法设计速度控制器,实现系统精确、快速的收敛,并通过Lyapunov函数证明系统稳定性,进一步地,使用模糊算法对超螺旋滑模增益进行自适应调节;最后,对所提复合控制方法进行实验验证.结果表明:基于模糊变增益的超螺旋滑模控制位置跟踪精度高,响应速度快;相对于超螺旋滑模控制,阶跃位置跟踪响应时间缩短28%,稳态误差从3μm减小到1μm,并且没有抖振现象;正弦位置跟踪相位差减小13%,位置跟踪精度提升14%;方波位置跟踪有更好的动态性能;施加扰动后,系统到达稳态时间减小13%,受到负载之后的延迟时间减小80%,抗扰性能大幅提升. 展开更多
关键词 直线磁力驱动系统 超螺旋滑模控制 模糊控制 自适应增益 高精度位置跟踪
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PMSM驱动系统位置传感器故障在线诊断与自适应容错控制 被引量:12
2
作者 李红梅 姚宏洋 王萍 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第A02期228-235,共8页
针对以旋转变压器为位置传感器的电动汽车永磁同步电机(PMSM)驱动系统,重点开展旋转变压器正交不完善和幅值不平衡位置传感器故障在线诊断与自适应容错控制研究。首先分析旋转变压器幅值不平衡与正交不完善故障所导致的位置偏差及在d、... 针对以旋转变压器为位置传感器的电动汽车永磁同步电机(PMSM)驱动系统,重点开展旋转变压器正交不完善和幅值不平衡位置传感器故障在线诊断与自适应容错控制研究。首先分析旋转变压器幅值不平衡与正交不完善故障所导致的位置偏差及在d、q轴定子电流中所呈现的故障特征,提出基于定子q轴电流故障特征的有效提取,通过故障模式定位、识别和故障程度评估实现位置传感器故障的在线诊断,巧妙地回避逆变器死区效应引起的q轴电流脉动对位置传感器故障诊断精度的影响,再基于获取的位置偏差实现自适应容错控制。最后,通过系统建模与仿真研究、系统实验测试证实所提出的位置传感器故障在线诊断与自适应故障容错策略的合理有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机驱动系统 位置传感器故障 死区效应 故障在线诊断 自适应容错控制
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面装式永磁同步电机驱动系统无位置传感器控制 被引量:16
3
作者 李红梅 王萍 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第A01期85-91,共7页
为了实现面装式永磁同步电机(SMPMSM)驱动系统的无位置传感器运行或位置传感器故障下的系统自适应容错运行,首先介绍基于微分代数的SMPMSM驱动系统转子位置和转速的获取方法,其次研究逆变器死区效应对转子位置估计精度的影响,给出基于... 为了实现面装式永磁同步电机(SMPMSM)驱动系统的无位置传感器运行或位置传感器故障下的系统自适应容错运行,首先介绍基于微分代数的SMPMSM驱动系统转子位置和转速的获取方法,其次研究逆变器死区效应对转子位置估计精度的影响,给出基于纹波电流计算的逆变器死区补偿方案,提出基于微分代数且集成逆变器死区补偿的SMPMSM驱动系统无位置传感器控制方案,进而架构无位置传感器控制的SMPMSM驱动系统。通过系统建模、仿真和实验测试验证了所提出的SMPMSM驱动系统无位置传感器控制方案的合理性和有效性。 展开更多
关键词 面装式永磁同步电机驱动系统 微分代数 无位置传感器控制 纹波电流计算 死区补偿
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微机控制的无位置传感器无刷直流电机驱动系统 被引量:1
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作者 曾捷 刘文 沈建新 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期34-38,共5页
详细介绍了无位置传感器无刷直流电机的微机控制系统.永磁转子的位置检测是通过检测定子绕组的三相端电压来实现的.起动时让电机按照他控式同步电动机方式运行,实现了无刷直流电机在开环控制、转速负反馈控制。
关键词 无刷直流电机 位置传感器 计算机控制 驱动系统
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准无位置传感器永磁同步电动机驱动系统中霍尔传感器位置检测误差的分析及解决方案 被引量:33
5
作者 徐征 李铁才 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期168-173,共6页
结合一套只采用2个低成本霍尔传感器的永磁同步电动机驱动系统,文中分析了准无位置传感器方案中的位置检测误差,给出了误差的补偿方法。为充分抑制位置检测误差,采用了一种基于3D有限元分析的方法,评价并实际确定了永磁同步电动机中霍... 结合一套只采用2个低成本霍尔传感器的永磁同步电动机驱动系统,文中分析了准无位置传感器方案中的位置检测误差,给出了误差的补偿方法。为充分抑制位置检测误差,采用了一种基于3D有限元分析的方法,评价并实际确定了永磁同步电动机中霍尔传感器的安装位置。最后通过实验证实了相关的3D有限元分析结果。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 驱动系统 霍尔传感器 位置检测误差 铁磁材料 无位置传感器
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基于扩张状态观测器的无速度传感器容错逆变器驱动永磁同步电机系统自抗扰模型预测转矩控制 被引量:21
6
作者 滕青芳 李国飞 +1 位作者 朱建国 郭有光 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期676-684,共9页
针对三相四开关逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统,基于扩张状态观测器(ESO)技术,提出了无速度传感器的自抗扰模型预测转矩控制(ADRMPTC)策略.建立了三相四开关逆变器驱动PMSM系统的数学模型;采用ESO技术构造了PMSM系统转速观测器,以实... 针对三相四开关逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统,基于扩张状态观测器(ESO)技术,提出了无速度传感器的自抗扰模型预测转矩控制(ADRMPTC)策略.建立了三相四开关逆变器驱动PMSM系统的数学模型;采用ESO技术构造了PMSM系统转速观测器,以实现对转速快速准确地实时估计;用自抗扰控制器(ADRC)作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用模型预测转矩控制(MPTC)方法,以达到减小转矩和磁链脉动的目的.所设计基于ESO的无速度传感器ADRMPTC策略能够使三相四开关逆变器驱动的PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于PI的MPTC策略相比,本文控制策略使PMSM系统不仅具有良好的动态性能,而且具有较强的抗负载干扰能力.仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性. 展开更多
关键词 三相四开关容错逆变器 模型预测转矩控制 PMSM驱动系统 自抗扰控制 扩张状态观测器 无速度传感器
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高速电机无位置传感器控制关键技术与前景展望 被引量:3
7
作者 夏长亮 叶梦婷 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第17期6991-7006,I0021,共17页
从高速电机高基频和低电感的本质特性出发,针对高速电机无位置传感器控制中存在的数学模型强耦合、低载波比以及高定子电流谐波等问题,围绕高速电机无位置传感器控制中的建模、驱动和控制3大关键环节,从精确建模与解耦控制、驱动器拓扑... 从高速电机高基频和低电感的本质特性出发,针对高速电机无位置传感器控制中存在的数学模型强耦合、低载波比以及高定子电流谐波等问题,围绕高速电机无位置传感器控制中的建模、驱动和控制3大关键环节,从精确建模与解耦控制、驱动器拓扑以及无位置传感器控制算法3个方面深层次梳理归纳高速电机无位置传感器控制原理和研究现状,聚焦转子位置估计与补偿方法。从谐波抑制、运行可靠性和高性能全速域算法等多方位探讨高速电机无位置传感器控制技术的难点和面临的挑战,并对其未来的发展方向进行展望。 展开更多
关键词 高速电机 模型解耦 驱动器拓扑 无位置传感器控制算法
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基于DSP的无位置传感器无刷直流电机控制系统 被引量:5
8
作者 张鸿静 《燕山大学学报》 CAS 2006年第3期206-211,共6页
介绍一种基于DSP的无位置传感器无刷直流电机控制系统,采用端电压过零检测方法提取转子位置信号,利用DSP的优越性能消除了深度滤波,采用预定位的起动方法并进行了详细分析。构建了电流速度双闭环系统,简述了实现该控制系统的软件和硬件... 介绍一种基于DSP的无位置传感器无刷直流电机控制系统,采用端电压过零检测方法提取转子位置信号,利用DSP的优越性能消除了深度滤波,采用预定位的起动方法并进行了详细分析。构建了电流速度双闭环系统,简述了实现该控制系统的软件和硬件设计方案及控制策略,并给出了试验结果。 展开更多
关键词 无刷直流电机 无位置传感器 控制系统 DSP
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内置位置传感器混合式步进电机驱动系统
9
作者 贵献国 徐殿国 王宗培 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期26-29,共4页
提出了一种应用于混合式步进电机闭环驱动的内置位置传感器技术,利用气隙比磁导法分析了这种新型传感器的工作原理,在此基础上提出了利用步进电机磁阻变化实现连续转子位置的检测方法。实验结果验证了理论分析的正确性。这种内置位置... 提出了一种应用于混合式步进电机闭环驱动的内置位置传感器技术,利用气隙比磁导法分析了这种新型传感器的工作原理,在此基础上提出了利用步进电机磁阻变化实现连续转子位置的检测方法。实验结果验证了理论分析的正确性。这种内置位置传感器为实现步进电机自同步闭环控制奠定了基础。 展开更多
关键词 混合式步进电机 内置位置传感器 电机驱动系统
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双闭环比值控制系统传感器故障诊断方法
10
作者 王伽豪 那文波 +2 位作者 刘志威 昝琪 王铮 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1252-1263,共12页
双闭环比值控制系统由于主从回路滞后效应和闭环回路调节作用,使其故障诊断较为复杂。针对该系统传感器故障难以识别的问题,通过分析反映系统动态特性的实时数据,提出一种基于数据驱动的故障诊断方法。利用拉伊达准则标定检测阈值建立... 双闭环比值控制系统由于主从回路滞后效应和闭环回路调节作用,使其故障诊断较为复杂。针对该系统传感器故障难以识别的问题,通过分析反映系统动态特性的实时数据,提出一种基于数据驱动的故障诊断方法。利用拉伊达准则标定检测阈值建立故障检测模型;利用传感器故障传播的滞后特性建立故障定位模型;利用突变故障的幅值特性建立了故障估计模型;利用故障调节动态过程的变化趋势建立了故障分离模型;通过在线数据标定获得了故障诊断动态模型。通过实验验证该方法的有效性和高精度。研究结果表明,所提方法适用于一般双闭环比值控制系统传感器的实时故障诊断,其中故障检测准确率可达98.5%,故障定位准确率可达98.5%,故障估计准确率可达99.28%,故障分离准确率可达98%。 展开更多
关键词 传感器 故障诊断 双闭环比值控制系统 数据驱动 液位系统
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基于模型参考自适应系统的模块化磁通切换永磁直线电机无位置传感器控制 被引量:28
11
作者 孔龙涛 程明 张邦富 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第17期132-139,共8页
磁路互补型模块化磁通切换永磁直线电机(简称MLFSPM电机)的永磁体和电枢绕组都置于初级短动子,而次级长定子仅由导磁铁心组成,定位力小,应用在长定子场合可大大降低成本。基于MLFSPM电机d-q轴数学模型,建立了MLFSPM电机基于模型参考自... 磁路互补型模块化磁通切换永磁直线电机(简称MLFSPM电机)的永磁体和电枢绕组都置于初级短动子,而次级长定子仅由导磁铁心组成,定位力小,应用在长定子场合可大大降低成本。基于MLFSPM电机d-q轴数学模型,建立了MLFSPM电机基于模型参考自适应法(MRAS)的无位置传感器控制系统,分析了该无位置传感器控制系统的速度估算误差,证明了系统的可行性。同时,分别对该系统在速度突变、低速运行、负载突变以及带载工况下的动静态性能进行了仿真与实验研究,结果表明该系统速度波动小,速度估算准确,电机运行平稳,系统鲁棒性好,具有良好的动静态特性。 展开更多
关键词 磁通切换永磁直线电机 模型参考自适应系统 无位置传感器控制
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基于DSP的无位置传感器永磁同步电机矢量控制系统
12
作者 汪庆年 李桂勇 《电气制造》 2006年第9期58-59,67,共3页
关键词 同步电机 DSP 矢量控制系统 无位置传感器 转子位置 无刷直流电动机 磁链方程 电机参数 励磁 电机转子
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基于自适应解调鲁棒观测器的漏磁可控式永磁电机无位置传感器控制研究 被引量:2
13
作者 董文亮 朱孝勇 +3 位作者 张丽 徐磊 彭忠飞 CHEN Wenhua 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第17期6840-6851,共12页
漏磁可控式永磁(adjustable leakage flux permanent magnet,ALF-PM)电机具有轻载时宽调速范围、重载时高输出转矩的特性,满足电动拖拉机的多变运行工况需求。然而,多变工况下该电机的电磁参数失配严重影响无位置传感器控制的转子位置... 漏磁可控式永磁(adjustable leakage flux permanent magnet,ALF-PM)电机具有轻载时宽调速范围、重载时高输出转矩的特性,满足电动拖拉机的多变运行工况需求。然而,多变工况下该电机的电磁参数失配严重影响无位置传感器控制的转子位置估计性能。为解决上述问题,该文提出一种基于自适应解调鲁棒观测器的无位置传感器控制策略。首先,提出基于自适应位置误差解调器的高频电流解调算法,直接解调q轴电流,并通过内部参数自适应以动态调节解调器带宽,从而保证ALF-PM电机在多变工况下解调信号的高品质。在此基础上,利用自适应扩张状态观测器来观测转子位置信息,提出带宽自适应调整方案来在线调整观测器参数,以及设计鲁棒控制器提高估计负载转矩的动态响应性能,降低多变工况下参数失配带来的影响,从而提高位置观测器的鲁棒性。最后,通过实验验证所提无位置传感器驱动控制系统的可行性和有效性。 展开更多
关键词 漏磁可控 多变运行工况 无位置传感器驱动控制系统 自适应解调与观测 鲁棒控制
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无位置传感器电机控制在火炮装填应用的关键技术研究 被引量:8
14
作者 钱林方 孙乐 +2 位作者 陈光宋 佟明昊 邹权 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期2417-2428,共12页
现代大口径火炮电动装填系统涉及多个电机协同控制,无位置传感器控制技术的应用可以显著提高驱动系统可靠性。而表贴式永磁同步电机在零/低速下的转子位置辨识恰是该技术的难点。针对该问题,提出采用基于机械运动模型的Kalman滤波器辅... 现代大口径火炮电动装填系统涉及多个电机协同控制,无位置传感器控制技术的应用可以显著提高驱动系统可靠性。而表贴式永磁同步电机在零/低速下的转子位置辨识恰是该技术的难点。针对该问题,提出采用基于机械运动模型的Kalman滤波器辅助转子位置估计方法;辅以观测器抗扰技术以消除模型参数不确定等扰动对转子位置辨识的影响,实现零/低速重载下可靠的起动/急停控制。新算法突破了常规的基于电气模型转子位置估计方法的局限性,进而大幅度提高了无位置传感器技术在零/低速下的负载能力,实现了可以媲美有位置传感器伺服的驱动控制功能。以该榴弹炮模块药装填和输弹过程作为算例,通过仿真验证了该技术。该无位置传感器电机控制技术已应用于155 mm榴弹炮装填系统。 展开更多
关键词 火炮 自动装填系统 无位置传感器控制 电机控制 KALMAN滤波
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永磁同步电机无位置传感器调速系统的研究 被引量:8
15
作者 李玉忍 谢利理 +1 位作者 齐蓉 林辉 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期428-431,共4页
提出了一种 Kalman最优估计原理 ,应用于永磁同步机 ( PMSM)无位置传感器调速系统的方案。采用α-β坐标系 ,对电机非线性方程进行线性化 ,并利用扩展 Kalman滤波原理 ,对永磁电机的转角θ和转速ω进行实时在线最优估计 ,对电机 d - q... 提出了一种 Kalman最优估计原理 ,应用于永磁同步机 ( PMSM)无位置传感器调速系统的方案。采用α-β坐标系 ,对电机非线性方程进行线性化 ,并利用扩展 Kalman滤波原理 ,对永磁电机的转角θ和转速ω进行实时在线最优估计 ,对电机 d - q轴电流进行控制 ,实现电机调速 ,不断修正估计转速ω。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器 卡尔曼滤波 调速系统 实时控制
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基于模型降阶的平面三连杆欠驱动机械系统位置控制 被引量:14
16
作者 盛洋 赖旭芝 吴敏 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1303-1310,共8页
针对第一关节为被动的平面三连杆欠驱动机械系统,提出一种基于模型降阶的位置控制方法.首先,建立平面三连杆欠驱动系统数学模型,并分析其积分特性;其次,将部分可积的三连杆系统分段降阶为两个完全可积的两连杆子系统,并基于两子系统获... 针对第一关节为被动的平面三连杆欠驱动机械系统,提出一种基于模型降阶的位置控制方法.首先,建立平面三连杆欠驱动系统数学模型,并分析其积分特性;其次,将部分可积的三连杆系统分段降阶为两个完全可积的两连杆子系统,并基于两子系统获得系统驱动杆与欠驱动杆之间的状态约束关系;然后,利用粒子群优化算法,根据系统末端点目标位置计算驱动杆目标角度;最后,分别设计两连杆子系统控制器,实现系统从任意初始位置到任意目标位置的控制目标.仿真结果验证所提控制策略的有效性. 展开更多
关键词 平面欠驱动机械系统 模型降阶 位置控制 粒子群优化算法 LYAPUNOV函数
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直驱式风力发电机无位置传感器矢量控制 被引量:5
17
作者 贺艳晖 王跃 +2 位作者 吴金龙 胡维昊 王兆安 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期31-38,44,共9页
为满足低压大功率输出的要求,直驱式风力发电系统采用双三相永磁同步发电机和变流器并联技术相结合的拓扑结构。针对位置传感器故障率高、易受干扰等问题,在风力发电机功率控制的基础上提出一种双三相永磁同步发电机无位置传感器矢量控... 为满足低压大功率输出的要求,直驱式风力发电系统采用双三相永磁同步发电机和变流器并联技术相结合的拓扑结构。针对位置传感器故障率高、易受干扰等问题,在风力发电机功率控制的基础上提出一种双三相永磁同步发电机无位置传感器矢量控制算法。根据矢量空间解耦原理建立双三相永磁同步发电机的数学模型。利用模型参考自适应系统估计发电机转速,依据波波夫超稳定理论推导出自适应律,分析发电机参数变化对速度估计的影响。通过对电机定子直流励磁获得转子初始位置。仿真和实验结果表明该算法能实现风力发电机可靠起动,有很好的速度跟踪性能和稳态精确度,使发电机能在额定风速下最大限度获取风能,并能稳定运行于恒速和恒功率区域,且对发电机参数变化不敏感,算法计算量小。 展开更多
关键词 直驱式风力发电系统 功率控制 双三相永磁同步发电机 矢量空间解耦 无位置传感器矢量控制 模型参考自适应系统 波波夫超稳定理论 转子初始位置
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基于无电流传感器的永磁同步电机系统模型预测控制 被引量:17
18
作者 滕青芳 崔宏伟 +2 位作者 朱建国 郭有光 田杰 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期119-128,共10页
针对无任何相电流传感器的三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,提出基于扩张状态观测器(ESO)的无电流传感器模型预测转矩控制(MPTC)策略。为了进行电流反馈以实现高精度控制,两个相电流传感器是必不可少的,为此采用ESO技术构造无电流传感器... 针对无任何相电流传感器的三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,提出基于扩张状态观测器(ESO)的无电流传感器模型预测转矩控制(MPTC)策略。为了进行电流反馈以实现高精度控制,两个相电流传感器是必不可少的,为此采用ESO技术构造无电流传感器,以实现对PMSM驱动系统相电流和时变定子电阻的快速准确估计;为了减小转矩和磁链脉动、提高控制性能,给出PMSM驱动系统的MPTC设计方法。所设计基于ESO无电流传感器的MPTC策略能够使PMSM驱动系统不仅可靠稳定运行,而且具有满意的动态性能和较强的鲁棒性。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 模型预测转矩控制 PMSM驱动系统 扩张状态观测器 无电流传感器
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基于模糊控制的太阳能驱动无线传感器网络路由算法(英文) 被引量:5
19
作者 刘超 刘丽萍 +1 位作者 安新升 崔婷婷 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1238-1246,共9页
能量受限和能耗的不均衡性是限制无线传感器网络(WSNs)生命周期的两大主要因素。首先引入了一个新均衡性指数—泰勒指数,其次为太阳能驱动的无线传感器网络提出了一个新的基于模糊逻辑控制的路由算法。该算法综合考虑最优节点质量,传输... 能量受限和能耗的不均衡性是限制无线传感器网络(WSNs)生命周期的两大主要因素。首先引入了一个新均衡性指数—泰勒指数,其次为太阳能驱动的无线传感器网络提出了一个新的基于模糊逻辑控制的路由算法。该算法综合考虑最优节点质量,传输能力以及剩余能量的泰勒均衡性最终确定最优路由路径。实验将该算法与另外两种经典路由算法做对比,并且比较了不同均衡性参数下该算法的性能,最后仿真结果表明:本文提出的路由算法改善了能耗有效性和均衡性,延长了网络生命周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 太阳能驱动系统 路由协议 模糊逻辑控制 泰勒指数
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自抗扰控制和高频信号注入的内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制 被引量:23
20
作者 孙佃升 章跃进 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期508-514,共7页
针对内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制系统,基于自抗扰控制技术和高频信号注入技术,提出了以转子位置角为扩张状态观测器(extended state observer,ESO)主体变量的自抗扰控制系统.该方法避免了传统算法中以电流为ESO主体变量时依靠... 针对内嵌式永磁同步电机无位置传感器控制系统,基于自抗扰控制技术和高频信号注入技术,提出了以转子位置角为扩张状态观测器(extended state observer,ESO)主体变量的自抗扰控制系统.该方法避免了传统算法中以电流为ESO主体变量时依靠角速度估计值积分来获得转子位置角估计值所带来的误差积累问题.该方法在电机起动、负载突变等电流波形正弦度较差的情况下,仍能保证转子位置角的估计值具有较高的精度.仿真结果验证了所提出方法的正确性和优越性. 展开更多
关键词 扩张状态观测器 自抗扰控制 无位置传感器控制 状态估计 永磁同步电机 高频信号注入 不确定系统
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