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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
1
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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基于改进指数趋近律的滑模观测器PMSM自抗扰控制
2
作者 李彬彬 赵阳 +1 位作者 高傲 薛世杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第8期107-111,共5页
针对传统滑模观测器存在抖振、估计转子信息精度较差和永磁同步电机运行过程中存在的负载转矩突变对电机调速性能影响较大等问题,提出一种改进趋近律的滑模观测器和改进自抗扰控制相结合的控制方法。改进趋近律将系统的状态变量与Sigmoi... 针对传统滑模观测器存在抖振、估计转子信息精度较差和永磁同步电机运行过程中存在的负载转矩突变对电机调速性能影响较大等问题,提出一种改进趋近律的滑模观测器和改进自抗扰控制相结合的控制方法。改进趋近律将系统的状态变量与Sigmoid函数相结合作为等速项,指数项中引入对数项的分数多项式,减少抖振的同时能有效地抑制控制系统的抖振。通过利用Lyapunov定理对系统的稳定性进行分析,验证了系统的稳定性。针对传统自抗扰中fal函数在分段点不可导的产生剧烈抖振和自抗扰控制中参数导致调参困难的问题,提出一种新型的fal函数,并对传统自抗扰进行简化处理。仿真实验结果表明,改进后的观测精度较改进前提升了1000倍,超调量减少了99%,并且具有更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无传感器 滑模观测器 自抗扰控制
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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
3
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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移动机械臂轨迹的自抗扰滑模跟踪控制方法 被引量：1
4
作者 宋积满 魏国莲 肖中杰 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期52-55,61,共5页
为了提高移动机械臂在内部参数不确定性和外部扰动作用下的轨迹跟踪精度,提出了机械臂的自抗扰滑模控制方法。介绍了全方位移动机械臂工作原理,使用拉格朗日法建立了机械臂动力学模型。分析了自抗扰控制器的工作原理,在扩展状态观测器... 为了提高移动机械臂在内部参数不确定性和外部扰动作用下的轨迹跟踪精度,提出了机械臂的自抗扰滑模控制方法。介绍了全方位移动机械臂工作原理,使用拉格朗日法建立了机械臂动力学模型。分析了自抗扰控制器的工作原理,在扩展状态观测器中改进了扰动量估计函数,提高了扰动量估计速度和精度;使用滑模控制代替自抗扰中的PD控制,从而提高控制器的鲁棒性和快速响应能力,基于上述改进,提出了机械臂轨迹的自抗扰滑模跟踪控制方法。经仿真验证,当机械臂系统存在内部参数不确定和外部扰动时,标准自抗扰控制的轨迹跟踪误差为0.5201m,自抗扰滑模控制的轨迹跟踪误差为0.2153m。验证了自抗扰滑模控制的鲁棒性和跟踪精确性。 展开更多
关键词 机械臂 轨迹跟踪 自抗扰滑模控制 鲁棒性 扩展状态观测器
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基于电流内环滑模自抗扰控制的直驱风电场次同步振荡抑制策略研究 被引量：2
5
作者 郭成 杨宣铭 +1 位作者 王林玲 杨灵睿 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第4期85-95,共11页
针对直驱风电机组网侧换流器电流内环放大次同步振荡分量导致的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题,提出了一种基于电流内环滑模自抗扰控制(sliding mode-active disturbance rejection control,SM-ADRC)策略。首先,鉴于... 针对直驱风电机组网侧换流器电流内环放大次同步振荡分量导致的次同步振荡(sub-synchronous oscillation,SSO)问题,提出了一种基于电流内环滑模自抗扰控制(sliding mode-active disturbance rejection control,SM-ADRC)策略。首先,鉴于滑模控制(sliding mode control,SMC)存在高频切换进而影响控制效果的问题,设计了基于改进型的指数趋近律,采用边界可变幂函数代替趋近律原有的符号函数。其次,引入自抗扰控制的扩张状态观测器,该观测器能实时估计次同步振荡分量,并以观测量的形式补偿电流内环,弱化了SM-ADRC对网侧控制器参数的依赖程度,并进一步切断次同步振荡分量的传播路径。最后,搭建了基于风机网侧电流内环SM-ADRC的直驱风电场电磁暂态模型,通过与电流内环PI控制和SMC对SSO的抑制效果进行对比,验证了所提SM-ADRC策略的优越性。 展开更多
关键词 直驱风电场 弱交流电网 次同步振荡 滑模自抗扰控制
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装片机运动平台高阶自抗扰滑模控制研究
6
作者 张翔 花国祥 +3 位作者 梁伟明 钱承山 陈怀荣 朱友为 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第5期140-144,共5页
针对装片机运动控制平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于滑模控制和高阶线性自抗扰控制的复合控制器(HLADSMC),以提高平台系统的控制性能。首先,通过正弦扫频实验获取系统的开环传递函数;其次,构建了高阶线性自... 针对装片机运动控制平台控制速度和精度低以及抗干扰能力弱等问题,设计了一种基于滑模控制和高阶线性自抗扰控制的复合控制器(HLADSMC),以提高平台系统的控制性能。首先,通过正弦扫频实验获取系统的开环传递函数;其次,构建了高阶线性自抗扰控制器(HLADRC),并采用高阶线性扩张状态观测器(HLESO)估算及补偿内部和外部的扰动。为了克服高阶线性自抗扰控制在轨迹跟踪上的限制,引入了滑模控制器,以解决相位滞后问题并提升跟踪精度;最后,通过仿真和实验数据验证了复合控制器的有效性。结果表明,相对于经典的PID控制和单独的高阶线性自抗扰控制,该复合控制器在跟踪正弦波信号时显著降低了最大跟踪误差,分别减少40.6%和8.1%,并将实际工况下的整定时间缩短了,满足了运动控制平台实际工程运用的需求。 展开更多
关键词 装片机 运动控制平台 高阶自抗扰控制 滑模控制
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基于有限时间观测器的两级式储能变流器改进滑模自抗扰控制
7
作者 黄红杰 皇金锋 周杰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期178-189,共12页
针对传统控制策略下两级式储能变流器功率变化时的暂态性能差和直流母线电压波动大的问题,该文设计了一种基于有限时间观测器的滑模自抗扰控制(ADRC)策略,并将该控制策略应用于变流器的功率控制和双向DC-DC变换器的直流母线电压控制中... 针对传统控制策略下两级式储能变流器功率变化时的暂态性能差和直流母线电压波动大的问题,该文设计了一种基于有限时间观测器的滑模自抗扰控制(ADRC)策略,并将该控制策略应用于变流器的功率控制和双向DC-DC变换器的直流母线电压控制中以提高系统的暂态性能。首先,该控制策略以自抗扰控制(ADRC)为基础,将变流器之间的耦合部分归入集总扰动中,通过有限时间观测器快速、精准地估计扰动,并将扰动估计值通过前馈补偿以提高控制器的解耦能力;其次,采用基于改进的变速趋近律和积分滑模设计反馈控制律以提高误差的收敛速度和抗扰性能;再次,根据Lyapunov理论证明了该文控制的稳定性和有限时间收敛性;最后,进行了仿真及实验验证。结果表明,该文所提控制策略较PI控制和ADRC策略具有更好的解耦效果,并减小了并网电流谐波,提高了系统暂态响应能力。 展开更多
关键词 两级式储能变流器 有限时间观测器 自抗扰控制 积分滑模 StarSim
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基于定时收敛滑模的构网型光储系统改进自抗扰控制
8
作者 胡振洋 王嘉力 +2 位作者 傅作超 刘月明 皇金锋 《电力工程技术》 北大核心 2025年第2期69-79,共11页
随着大规模分布式发电设备逐步取代传统的同步发电机,并网系统面临着惯性缺失、电压和频率稳定性下降等一系列挑战。构网型控制技术的引入为分布式发电设备赋予了必要的惯性和频率支持能力。在构网控制技术领域,虚拟同步发电机技术虽已... 随着大规模分布式发电设备逐步取代传统的同步发电机,并网系统面临着惯性缺失、电压和频率稳定性下降等一系列挑战。构网型控制技术的引入为分布式发电设备赋予了必要的惯性和频率支持能力。在构网控制技术领域,虚拟同步发电机技术虽已得到广泛应用,但其依赖的传统比例积分(proportional integral,PI)控制策略存在抗干扰能力弱、暂态稳定性不足等问题。针对这些不足,文中在构网型光储系统中提出了一种改进的滑模自抗扰控制策略,并将其应用于系统电压外环以提升系统性能。其中,分数阶扩张状态观测器的设计增强了系统对内部状态的观测能力,而所设计的定时收敛滑模控制器,凭借其能够定时收敛至平衡点的特性,有效抑制了传统滑模控制中的抖振现象,从而显著增强了系统的鲁棒性和抗干扰能力。最后,在MATLAB环境中构建仿真模型并进行实验验证,仿真与实验结果一致表明,文中提出的控制策略有效减少了系统的暂态电压波动,并加快了系统响应速度,对系统性能的改善起到了积极的作用。 展开更多
关键词 构网型光储系统 虚拟同步发电机 改进滑模自抗扰控制 分数阶 扩张状态观测器 定时收敛滑模
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改进超螺旋滑模自抗扰的PMSM无传感器控制
9
作者 陈德海 刘祥 王海峰 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第10期3337-3344,共8页
针对永磁同步电机矢量控制系统中无传感器控制策略的抗扰动动态性能不足的问题。对超螺旋滑模算法(STA)进行研究,提出一种改进超螺旋滑模自抗扰控制(ISTA-ADRC)算法,该算法在原有超螺旋滑模算法的基础上引入改进Sigmoid函数和线性项。... 针对永磁同步电机矢量控制系统中无传感器控制策略的抗扰动动态性能不足的问题。对超螺旋滑模算法(STA)进行研究,提出一种改进超螺旋滑模自抗扰控制(ISTA-ADRC)算法,该算法在原有超螺旋滑模算法的基础上引入改进Sigmoid函数和线性项。相较于传统超螺旋滑模算法,所提算法具有更好的快速性和鲁棒性。将所提算法嵌入自抗扰控制技术中,提出以改进超螺旋滑模自抗扰为核心的无传感器控制策略,提升无传感器控制法的抗扰性能。仿真实验结果表明:所提算法相比于传统的PI、线性自抗扰(LADRC)和滑模自抗扰算法,具有响应速度快、抖振小、抗扰能力强、稳态性能好的优点。 展开更多
关键词 永磁同步电机 自抗扰控制 超螺旋滑模算法 无位置传感器 跟踪微分器
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基于自抗扰的四旋翼无人机全局积分滑模姿态控制
10
作者 刘朝涛 刘斯达 +1 位作者 王瑞 周渡金 《电光与控制》 北大核心 2025年第10期48-54,共7页
为应对四旋翼无人机姿态调控过程中面临的内外部扰动及模型不确定性挑战,提出一种融合了自抗扰控制(ADRC)和全局积分滑模控制(SMC)的姿态控制器。首先,基于ADRC设计了完整姿态调控架构,着眼于扩张状态观测器(ESO)在扰动抑制方面的局限性... 为应对四旋翼无人机姿态调控过程中面临的内外部扰动及模型不确定性挑战,提出一种融合了自抗扰控制(ADRC)和全局积分滑模控制(SMC)的姿态控制器。首先,基于ADRC设计了完整姿态调控架构,着眼于扩张状态观测器(ESO)在扰动抑制方面的局限性,设计tfal函数取代传统的fal函数,从而增强了ESO对于扰动的估计与补偿性能。将SMC引入到ADRC中以提高系统的快速响应特性。在传统积分滑模面的基础上引入全局滑模函数用于提高系统的鲁棒性,并设计饱和函数解决SMC的抖振问题。然后利用Lyapunov定理对设计的全局积分滑模自抗扰控制器进行稳定性分析。最后,测试了四旋翼无人机在不同工况下的响应曲线。实验结果表明,提出的全局积分SMCADRC姿态控制器具有抗干扰能力强和响应速度快的特性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 自抗扰控制 滑模控制 姿态控制 fal函数
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三相交错并联Buck变换器的高阶滑模自抗扰控制
11
作者 巫庆辉 申世伟 +1 位作者 成凯 唐国盛 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第8期20-27,共8页
针对三相交错并联Buck变换器工作时受多源干扰进而影响系统均流效果和动态性能的问题,提出一种高阶滑模自抗扰内外环级联控制策略。首先,在电压外环采用超螺旋滑模自抗扰控制,在超螺旋滑模控制器的设计中引入扰动信息,通过扩张状态观测... 针对三相交错并联Buck变换器工作时受多源干扰进而影响系统均流效果和动态性能的问题,提出一种高阶滑模自抗扰内外环级联控制策略。首先,在电压外环采用超螺旋滑模自抗扰控制,在超螺旋滑模控制器的设计中引入扰动信息,通过扩张状态观测器对系统集总扰动进行估计和补偿;其次,在电流内环引入自适应机制,实现超螺旋滑模切换增益的动态调整。最后,采用Lyapunov稳定性理论对提出的级联控制策略进行设计,保证了控制策略的稳定性。实验结果验证了所提控制策略比传统自抗扰控制具有更优异的鲁棒性和动态响应性能。 展开更多
关键词 三相交错 超螺旋滑模控制 自抗扰控制 自适应控制
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基于滑模自抗扰的液压阻尼器试验台加载位移跟踪控制研究
12
作者 胡佳 强红宾 +3 位作者 刘凯磊 康绍鹏 杨静 王联 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期73-80,共8页
针对液压阻尼器试验台在位移加载过程中易受非线性因素、参数不确定及未知扰动影响的问题,提出一种滑模自抗扰控制策略。针对传统自抗扰控制器结构复杂及响应速度慢的问题,通过设计滑模状态误差反馈控制率来代替传统自抗扰控制中的非线... 针对液压阻尼器试验台在位移加载过程中易受非线性因素、参数不确定及未知扰动影响的问题,提出一种滑模自抗扰控制策略。针对传统自抗扰控制器结构复杂及响应速度慢的问题,通过设计滑模状态误差反馈控制率来代替传统自抗扰控制中的非线性状态误差反馈控制率,进而简化控制系统结构并提高响应速度,并运用李雅普诺夫理论分析该方法的稳定性。搭建Simulink仿真模型进行仿真分析,针对控制模型参数采用遗传算法进行优化;搭建试验台进行验证并对比自抗扰控制、滑模控制及滑模自抗扰控制性能。结果表明:滑模自抗扰控制兼具自抗扰控制稳态误差小、抗扰性强以及滑模控制调节速度快的特点,提升了液压阻尼器试验台的位移跟踪控制准确性。 展开更多
关键词 阻尼器试验台 滑模自抗扰控制 遗传算法 位移跟踪控制
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电液伺服系统改进自抗扰控制研究 被引量：1
13
作者 沈伟 陈丁翔 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第2期131-134,141,共5页
针对电液伺服系统存在的参数不确定性、非匹配干扰等问题,提出了一种反步积分终端滑模自抗扰控制器(BITSMC-ADRC)。基于模型设计了一种扩张状态观测器(ESO)对总扰动进行估计,并采用反步法设计积分终端滑模控制律,从而降低系统的跟踪误... 针对电液伺服系统存在的参数不确定性、非匹配干扰等问题,提出了一种反步积分终端滑模自抗扰控制器(BITSMC-ADRC)。基于模型设计了一种扩张状态观测器(ESO)对总扰动进行估计,并采用反步法设计积分终端滑模控制律,从而降低系统的跟踪误差。其次基于Lyapunov理论对所提控制器的稳定性进行分析。最后通过仿真对比试验对BITSMC-ADRC的性能进行验证。研究结果表明,针对未知非匹配干扰下的类正弦信号,该控制器平均跟踪误差与PID控制器和反步滑模自抗扰控制器(BSMC-ADRC)相比分别降低了67.1%,37.9%;针对阶跃信号,该控制器响应速度为0.4 s,优于BSMC-ADRC的0.45 s和PID控制器的1.1 s。 展开更多
关键词 电液伺服系统 自抗扰控制 反步积分终端滑模 参数不确定
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基于终端滑模自抗扰的混合储能系统功率控制
14
作者 李鹏 茅靖峰 +2 位作者 吴爱华 张旭东 周翔 《计算机应用与软件》 北大核心 2024年第5期54-62,112,共10页
为提高混合储能系统对直流微电网母线功率支撑的双向调控性能,针对混合储能系统,提出一种基于非奇异终端滑模自抗扰技术的双向功率控制方法。分析建立采用双向半桥DC/DC变换器的并网接入系统数学模型;设计超级电容端电压稳定附加功率补... 为提高混合储能系统对直流微电网母线功率支撑的双向调控性能,针对混合储能系统,提出一种基于非奇异终端滑模自抗扰技术的双向功率控制方法。分析建立采用双向半桥DC/DC变换器的并网接入系统数学模型;设计超级电容端电压稳定附加功率补偿控制结构;利用基于趋近律的非奇异终端滑模自抗扰技术和基于扩张状态观测器的系统不确定及扰动项在线估计,设计混合储能双向功率调节非线性控制器。通过仿真测试,并与传统线性控制器性能对比,验证所提方法的正确有效性。 展开更多
关键词 混合储能系统 双向变换器 自抗扰控制 终端滑模控制 扩张状态观测器
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轨道交通中飞轮储能系统的改进自抗扰控制策略
15
作者 张建伟 祁国龙 +3 位作者 付鹏宇 温素芳 田桂珍 刘广忱 《电网技术》 北大核心 2025年第10期4396-4405,I0118,共11页
飞轮储能系统(flywheel energy storage system,FESS)因其能量密度高、寿命长、响应快速和对环境友好等特点,被认为是轨道交通再生制动能量回收与利用的理想选择。飞轮储能系统的控制是保证系统稳定高效运行的关键部分。针对传统PI控制... 飞轮储能系统(flywheel energy storage system,FESS)因其能量密度高、寿命长、响应快速和对环境友好等特点,被认为是轨道交通再生制动能量回收与利用的理想选择。飞轮储能系统的控制是保证系统稳定高效运行的关键部分。针对传统PI控制器在控制飞轮储能系统的局限性,研究了一种改进的自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)策略。首先采用级联非线性扩张状态观测器增强系统对扰动的估计能力,提高了控制性能。然后,考虑到非线性ADRC中存在多个物理意义不明确且难以调试的参数的问题,结合滑模控制器(sliding mode control,SMC)的参数物理意义较为明确、鲁棒性强、抗扰动能力强等优点,构建了滑模—自抗扰控制(sliding mode-active disturbance rejection control,SM-ADRC),提高了系统的控制性能。其次,针对SM-ADRC控制器参数设置的复杂性,采用了粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法对控制参数进行整定,提高了参数整定的效率。最后通过实验验证了所提控制策略在飞轮储能系统充放电工况下的可行性和有效性。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 自抗扰控制 轨道交通 滑模控制 粒子群优化
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基于平坦理论的耦合SIDO Buck变换器改进自抗扰解耦控制
16
作者 皇金锋 章乾 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期142-155,共14页
为了解决耦合单电感双输出(CI-SIDO)Buck变换器输出支路间存在交叉影响和系统瞬态响应慢的问题,提出一种基于平坦理论的改进自抗扰解耦控制策略。首先,基于平坦理论将CI-SIDO Buck变换器构建为两个耦合的平坦子系统。其次,内环基于平坦... 为了解决耦合单电感双输出(CI-SIDO)Buck变换器输出支路间存在交叉影响和系统瞬态响应慢的问题,提出一种基于平坦理论的改进自抗扰解耦控制策略。首先,基于平坦理论将CI-SIDO Buck变换器构建为两个耦合的平坦子系统。其次,内环基于平坦模型设计改进型自抗扰控制对系统进行解耦,采用可抑制“微分峰值”现象和含有扰动微分项的增阶变增益扩张状态观测器(IVG-ESO)和超螺旋滑模反馈控制律对内环耦合项以及未建模扰动和不确定扰动进行观测和补偿,以此实现内环的解耦;外环基于平坦模型设计微分平坦控制,采用增阶变增益扩张状态观测器对输出电压和负载电流进行估计,并结合微分平坦控制对外环进行控制。最后,搭建了实验平台对所提控制策略进行了实验验证。实验结果表明,该控制有效抑制了支路间的交叉影响,并提高了系统的响应速度。 展开更多
关键词 耦合单电感双输出 微分平坦系统 超螺旋滑模控制 改进自抗扰控制 解耦控制
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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
17
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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高超声速飞行器积分滑模自抗扰控制研究 被引量：1
18
作者 唐伟强 甲成超 +1 位作者 石文科 许天鹏 《现代防御技术》 北大核心 2024年第5期40-50,共11页
针对高超声速飞行器不确定性问题,提出了一种自抗扰控制与积分滑模控制结合的跟踪策略。通过对高超声速飞行器模型的分析,将其转变为速度子系统和高度子系统,其中速度子系统是典型的一阶系统,高度子系统则由高度环、航迹角环、俯仰角环... 针对高超声速飞行器不确定性问题,提出了一种自抗扰控制与积分滑模控制结合的跟踪策略。通过对高超声速飞行器模型的分析,将其转变为速度子系统和高度子系统,其中速度子系统是典型的一阶系统,高度子系统则由高度环、航迹角环、俯仰角环组成。采用跟踪微分器安排系统的过渡过程,使用扩张状态观测器对系统总扰动进行估计。设计积分滑模控制律代替自抗扰控制中的非线性状态误差反馈控制律。结果表明所设计的跟踪控制策略对不确定性具有很强的鲁棒性,与传统滑模自抗扰控制相比,其在调节时间、跟踪精度和控制信号平滑性方面更有优势。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 不确定性问题 自抗扰控制 积分滑模控制 鲁棒性
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基于分级抗扰策略的大型船舶拖航路径跟踪控制研究
19
作者 路百松 王健 +3 位作者 张博 赵冰 郝致远 易宏 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期272-285,共14页
[目的]安全拖曳大型船舶到目标海域对于船舶通航安全至关重要,为提高欠驱动拖轮自主拖曳大型船舶航行过程中的抗干扰性能,提出一种基于自抗扰滑模的分级抗扰控制策略。[方法]首先,基于船舶分离型数学模型建立拖曳系统耦合运动数学模型... [目的]安全拖曳大型船舶到目标海域对于船舶通航安全至关重要,为提高欠驱动拖轮自主拖曳大型船舶航行过程中的抗干扰性能,提出一种基于自抗扰滑模的分级抗扰控制策略。[方法]首先,基于船舶分离型数学模型建立拖曳系统耦合运动数学模型。然后,提出适用于拖曳航行的拖航视线制导方法,将路径跟踪问题转化为航速与航向控制问题,并设计分级抗扰控制策略(HAD-CS),在被拖船控制层级设计基于自抗扰控制与滑模控制相结合的顶层抗扰控制方法,保证拖曳系统实现路径跟踪的控制目标,并实时分配给底层拖轮控制任务。在拖轮控制层级设计基于自抗扰滑模的底层抗扰控制方法,将顶层的抗扰控制输出作为自身控制输入,在考虑拖缆与推进器的约束限制基础上实现分层控制、分级抗扰。最后,在仿真环境中对比评估拖曳系统在环境扰动情况下的抗扰性能。[结果]结果表明,采用分级控制策略进行大型船舶拖航控制,被拖船路径跟踪性能提升16.9%,航向和航速保持性能分别提升34.6%和68.0%;拖轮艏向与航速保持性能提升51.9%和52.2%。[结论]所提控制策略有效抵抗了自主拖轮拖航过程中船舶受到的外界干扰,可为拖轮自主拖航的应用提供理论参考。 展开更多
关键词 自主拖航 路径跟踪 欠驱动 拖轮 分级抗扰 自抗扰滑模 运动控制 抗干扰
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带有扰动的无人机分数阶双环抗扰控制
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作者 洪博文 韩永明 耿志强 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1083-1091,共9页
针对无人机在受到外界干扰时,控制精度降低的问题,本文提出了一种基于分数阶的无人机抗扰的双环控制器,实现无人机在扰动下的抗扰控制.首先,给出了无人机位置子系统的分数阶模型,通过设计外环Tube-based模型预测控制器(TMPC),实现了无... 针对无人机在受到外界干扰时,控制精度降低的问题,本文提出了一种基于分数阶的无人机抗扰的双环控制器,实现无人机在扰动下的抗扰控制.首先,给出了无人机位置子系统的分数阶模型,通过设计外环Tube-based模型预测控制器(TMPC),实现了无人机位置子系统的期望轨迹跟踪控制.然后,通过融合PID控制特性,设计内环分数阶滑模PID控制器,实现了姿态子系统对期望姿态角的稳定跟踪与保持.在一个四旋翼无人机上进行仿真,并分别与整数阶Tube-based鲁棒模型预测控制器及整数阶滑模PID控制器进行对比,基于平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)和均方根误差(RMSE)等指标,验证了所提出的基于分数阶的双环控制器的有效性. 展开更多
关键词 分数阶系统 模型预测控制 滑模控制 抗扰控制 无人机
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