移动机械臂轨迹的自抗扰滑模跟踪控制方法 被引量：1

1

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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单电感双输出Buck-Boost变换器的终端互补滑模自抗扰控制

2

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

3

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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基于定时收敛滑模的构网型光储系统改进自抗扰控制

4

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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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

5

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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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

6

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 改进型超螺旋滑模自抗扰控制 抗扰性能

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基于电流偏差的PMSM滑模自抗扰解耦控制

7

作者 杜海明 陈奇 +1 位作者 胡智宏 范明杰 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期109-117,共9页

针对永磁同步电机运行过程中存在电流耦合以及电感参数失配时动态解耦效果不佳的问题,提出一种基于电流偏差的永磁同步电机滑模自抗扰解耦控制方法。该方法基于d、q轴同步旋转坐标系下的电机数学模型,采用偏差解耦控制对电机d、q轴的电... 针对永磁同步电机运行过程中存在电流耦合以及电感参数失配时动态解耦效果不佳的问题,提出一种基于电流偏差的永磁同步电机滑模自抗扰解耦控制方法。该方法基于d、q轴同步旋转坐标系下的电机数学模型,采用偏差解耦控制对电机d、q轴的电流耦合项进行补偿;为加快启动时系统趋于稳定的时间并降低输出抖振,采用积分滑模控制引入双曲正切函数设计了一种包含系统状态量的新型趋近律;将电流估计值与实际值的差值作为扩张观测量对扰动进行综合观测和补偿,从理论分析证明了该控制器的稳定性,仿真和试验结果表明,该方法提高了电机的快速性和动态控制性能,进而实现d、q轴电流近似完全解耦。 展开更多

关键词 车辆工程 永磁同步电机 滑模自抗扰控制 趋近律 偏差解耦 鲁棒性

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基于自抗扰滑模理论的倾转旋翼飞行器非线性姿态控制研究 被引量：3

8

作者 潘震 池程芝 +1 位作者 张竞凯 李铁颖 《航空兵器》 北大核心 2018年第6期44-49,共6页

倾转旋翼飞行器具有非定常、非线性、不同通道耦合明显和控制冗余等特性。本文基于分体法和Pitt-Peters动态入流理论建立的非线性模型能够很好模拟该类飞行器气动力学特征。结合自抗扰控制理论、滑模控制理论和动态面控制理论的新型自... 倾转旋翼飞行器具有非定常、非线性、不同通道耦合明显和控制冗余等特性。本文基于分体法和Pitt-Peters动态入流理论建立的非线性模型能够很好模拟该类飞行器气动力学特征。结合自抗扰控制理论、滑模控制理论和动态面控制理论的新型自抗扰滑模控制算法,利用跟踪微分器得到对象姿态角和姿态角速度的指令,利用基于滑模理论的新型滑模扩张状态观测器估计内外部干扰,包括模型误差和多通道耦合等。该新型算法具有对被控对象摄动和内外部干扰适应能力强、参数清晰等优点。不同飞行状态的仿真结果表明,该算法具有较好的控制效果和鲁棒性。 展开更多

关键词 倾转旋翼飞行器 非线性模型 自抗扰滑模控制 跟踪微分器 滑模扩张状态观测器

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永磁同步电机调速系统的滑模自抗扰控制 被引量：22

9

作者 侯利民 任一夫 +2 位作者 王怀震 李蕴倬 李秀菊 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第8期1460-1465,共6页

传统的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)自抗扰调速系统往往存在可调参数多且整定复杂的问题,利用滑模控制方法(Sliding Mode Control,SMC)对自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)结构进行改... 传统的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)自抗扰调速系统往往存在可调参数多且整定复杂的问题,利用滑模控制方法(Sliding Mode Control,SMC)对自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)结构进行改进,设计了PMSM调速系统的滑模自抗扰速度控制器和电流控制器。将滑模控制方法引入自抗扰控制结构中,将自抗扰控制中的扩张状态观测器和非线性误差反馈控制律进行优化,在保留自抗扰原有抗扰性能的基础上,简化了参数整定,提高了系统的响应速度和鲁棒性,利用李雅普诺夫理论证明了控制器的稳定性。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 滑模自抗扰控制 参数整定 速度响应

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基于滑模自抗扰的同步转向高地隙喷雾机姿态控制 被引量：6

10

作者 刘国海 李持衡 +3 位作者 沈跃 刘慧 张亚飞 赵莎 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期180-189,300,共11页

为提高同步转向高地隙喷雾机转向机构对目标状态的响应速度与鲁棒性,提出了一种滑模自抗扰姿态控制策略。首先,基于同步转向结构建立喷雾机姿态控制模型;其次,将喷雾机的姿态控制模型进行解耦并转换为反馈系统标准型;然后,设计线性扩张... 为提高同步转向高地隙喷雾机转向机构对目标状态的响应速度与鲁棒性,提出了一种滑模自抗扰姿态控制策略。首先,基于同步转向结构建立喷雾机姿态控制模型;其次,将喷雾机的姿态控制模型进行解耦并转换为反馈系统标准型;然后,设计线性扩张状态观测器对模型总扰动进行实时补偿,并根据补偿后的模型推导出终端滑模控制律;最后,分别通过仿真试验以及场地试验对姿态控制器的性能进行验证。在场地试验中:当目标转角为5°时,喷雾机前、后转向角的响应时间分别为1.55 s和1.45 s,当目标转角为20°时,前、后转向角的响应时间分别为3.05 s和2.95 s。本文所提出的滑模自抗扰姿态控制器与传统PID姿态控制器相比,前、后转向角的响应速度分别提高8.42%与1.89%,稳态误差分别降低2.96%与3.15%。仿真试验与场地试验结果表明,滑模自抗扰姿态控制算法收敛速度快、鲁棒性强,能够满足喷雾机在不同环境下进行无人自主导航作业的需要。 展开更多

关键词 高地隙喷雾机 同步转向结构 姿态控制 终端滑模自抗扰控制器

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基于混合储能的光储直流微网改进型滑模自抗扰控制 被引量：12

11

作者 皇金锋 杨振宇 李帅杰 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第23期151-159,共9页

针对光储直流微网混合储能系统在光伏输出波动、负荷波动等大扰动下导致的母线电压稳定性差和系统响应速度慢等问题,提出一种兼顾母线电压稳定和响应速度的改进型滑模自抗扰控制策略。首先,针对一级观测器扰动估计能力有限问题,引入第... 针对光储直流微网混合储能系统在光伏输出波动、负荷波动等大扰动下导致的母线电压稳定性差和系统响应速度慢等问题,提出一种兼顾母线电压稳定和响应速度的改进型滑模自抗扰控制策略。首先,针对一级观测器扰动估计能力有限问题,引入第二级观测器进行观测补偿,并将级联观测器对总扰动的估计值反馈到控制器进行消除。其次,针对原有的非线性控制器响应速度慢、鲁棒性差等问题,设计非奇异快速终端滑模控制进行优化,利用混合储能单元特性,分别补偿高低频分量,来提高系统的响应速度;并根据巴尔巴辛定理以及李雅普诺夫准则证明了所设计控制器的稳定性。最后,基于Matlab仿真平台与其他控制策略进行仿真对比,仿真结果验证了所提策略的有效性。 展开更多

关键词 光储直流微网 混合储能 级联观测器 滑模自抗扰控制

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基于改进灰狼优化算法的PMSM滑模自抗扰控制 被引量：31

12

作者 赵希梅 陈广国 金鸿雁 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期132-140,共9页

针对永磁同步电动机(PMSM)伺服系统在受外部扰动、参数变化等不确定性因素影响下系统鲁棒性变差的问题,提出一种基于改进灰狼优化算法的永磁同步电动机滑模自抗扰控制方案。首先,对传统扩张状态观测器存在的峰值问题而降低不确定性的观... 针对永磁同步电动机(PMSM)伺服系统在受外部扰动、参数变化等不确定性因素影响下系统鲁棒性变差的问题,提出一种基于改进灰狼优化算法的永磁同步电动机滑模自抗扰控制方案。首先,对传统扩张状态观测器存在的峰值问题而降低不确定性的观测精确度,设计了变增益扩张状态观测器,通过降低初始增益来提高观测精确度。其次,用滑模控制器代替传统自抗扰控制中的非线性误差状态反馈环节,进而提高系统的鲁棒性。由于参数比较多不易调节,利用改进灰狼优化算法对参数进行优化,充分发挥控制器的性能。基于Lyapunov理论分析了该方案的稳定性。通过系统仿真实验结果表明,该方法能够有效跟踪速度给定,克服参数变化、负载扰动等不确定性因素的影响,保证了PMSM伺服系统的强鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁同步电动机 不确定性 滑模自抗扰控制 变增益扩张状态观测器 改进灰狼优化算法 鲁棒性

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基于NESO的永磁同步电机滑模自抗扰控制 被引量：13

13

作者 侯利民 任一夫 +1 位作者 徐越 李秀菊 《控制工程》 CSCD 北大核心 2019年第1期50-54,共5页

针对传统的自抗扰控制方法存在参数整定和响应速度问题,提出了一种新型的自抗扰控制器并应用到永磁同步电机调速系统中。利用非线性干扰观测器(NDOB)取代扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的综合扰动项估计,简化参数整定的... 针对传统的自抗扰控制方法存在参数整定和响应速度问题,提出了一种新型的自抗扰控制器并应用到永磁同步电机调速系统中。利用非线性干扰观测器(NDOB)取代扩张状态观测器(Extended State Observer,ESO)的综合扰动项估计,简化参数整定的同时对q轴电流进行直接补偿。在非线性状态误差反馈控制律中引入滑模控制,提高了系统的响应速度和鲁棒性,利用李雅普诺夫理论证明了稳定性。仿真结果表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 新型扩张状态观测器 滑模自抗扰控制 永磁同步电机 参数整定 响应速度

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基于滑模自抗扰的PMLSM电流偏差解耦控制 被引量：7

14

作者 赵希梅 吴岑 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期431-441,共11页

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)存在电流耦合以及在运行过程中易受参数变化的影响使系统鲁棒性降低,本文设计了一种基于滑模自抗扰的电流偏差解耦控制(SADRC-CDDC)方法。从参考电流与实际电流作差处引入两轴交叉耦合支路,建立含耦合项... 针对永磁直线同步电动机(PMLSM)存在电流耦合以及在运行过程中易受参数变化的影响使系统鲁棒性降低,本文设计了一种基于滑模自抗扰的电流偏差解耦控制(SADRC-CDDC)方法。从参考电流与实际电流作差处引入两轴交叉耦合支路,建立含耦合项的电流控制方程,计算出耦合量并对系统进行补偿,设计电流偏差解耦控制器(CDDC),用于削弱d、q轴电流耦合量的影响。但是当电感参数发生变化时,并不能实现解耦,为此利用滑模自抗扰控制器(SADRC)解决参数变化对系统造成的扰动,并对系统进行补偿,进而实现近似完全解耦。从理论上分析证明该控制器的渐近稳定性,提高了系统的鲁棒性。通过系统实验,验证所设计的SADRC-CDDC方案的有效性,与CDDC相比,SADRC-CDDC在受到电流耦合、参数变化时,d轴电流最大振荡幅度减小了34.88%~54.76%,q轴电流最大振荡幅度减小了47.83%~71.43%,具有更强的鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁直线同步电动机 电流耦合 参数变化 电流偏差解耦控制 滑模自抗扰控制 鲁棒性

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基于无速度传感器的永磁同步电机滑模自抗扰控制 被引量：7

15

作者 侯利民 任一夫 +1 位作者 刘恒飞 林栋 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期963-970,共8页

针对传统的自抗扰控制方法存在参数整定和响应速度问题,提出了一种新型的滑模自抗扰控制结构,构成了无速度传感器永磁同步电机滑模自抗扰调速系统。利用非线性干扰观测器(NDOB)取代扩张状态观测器(ESO)的综合扰动估计项,将滑模控制引入... 针对传统的自抗扰控制方法存在参数整定和响应速度问题,提出了一种新型的滑模自抗扰控制结构,构成了无速度传感器永磁同步电机滑模自抗扰调速系统。利用非线性干扰观测器(NDOB)取代扩张状态观测器(ESO)的综合扰动估计项,将滑模控制引入到非线性状态误差反馈控制律中,设计了滑模自抗扰电流控制器和速度控制器,利用李雅普诺夫理论证明稳定性。将电流控制器中的NESO观测值进行计算,得到电机的转子位置和转速估计值,构成无速度传感器的永磁同步电机调速系统。仿真结果表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 滑模自抗扰控制 非线性干扰观测器 无速度传感器

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基于滑模ESO转速辨识的永磁同步电机滑模自抗扰控制 被引量：1

16

作者 侯利民 任一夫 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2017年第A02期274-278,共5页

针对传统的自抗扰控制(ADRC)方法参数整定和响应速度问题,提出了一种新型的滑模自抗扰控制结构,构成了基于滑模扩张状态观测器(ESO)转速辨识的永磁同步电机(PMSM)滑模自抗扰调速系统。利用非线性干扰观测器(NDOB)取代ESO的综合扰动估计... 针对传统的自抗扰控制(ADRC)方法参数整定和响应速度问题,提出了一种新型的滑模自抗扰控制结构,构成了基于滑模扩张状态观测器(ESO)转速辨识的永磁同步电机(PMSM)滑模自抗扰调速系统。利用非线性干扰观测器(NDOB)取代ESO的综合扰动估计项,并对q轴电流以及d轴、q轴电压进行直接补偿,同时将滑模控制引入到非线性状态误差反馈控制律中,设计了滑模自抗扰电流控制器和速度控制器。在ESO转速辨识中引入滑模控制,得到电机的转速估计值和转子位置,构成基于滑模ESO转速辨识的永磁同步电机调速系统,利用李雅普诺夫理论证明其稳定性。仿真结果表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 滑模自抗扰控制 非线性干扰观测器 滑模扩张状态观测器转速辨识 参数整定 响应速度

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基于滑模自抗扰控制的变绳长塔机防摆控制 被引量：5

17

作者 王祥 陈志梅 +1 位作者 邵雪卷 张井岗 《机电工程》 CAS 北大核心 2023年第3期444-451,共8页

塔式起重机在实际应用中,由于绳长的变化会加剧负载(货物)的摆动,使得货物很难被快速、准确地运输到指定的位置。因此,为了对塔式起重机负载进行精确定位及防摆控制,提出了一种基于滑模自抗扰控制(SM-ADRC)的变绳长塔机防摆控制方法。首... 塔式起重机在实际应用中,由于绳长的变化会加剧负载(货物)的摆动,使得货物很难被快速、准确地运输到指定的位置。因此,为了对塔式起重机负载进行精确定位及防摆控制,提出了一种基于滑模自抗扰控制(SM-ADRC)的变绳长塔机防摆控制方法。首先,根据拉格朗日方程得出了系统的动力学方程,并依据动力学方程将系统分为了变幅、回转、提升3个子系统,并对每个子系统分别设计了线性扩张状态观测器(LESO),观测和补偿了对应回路中因参数变化、系统耦合及外界因素引起的未知总干扰;然后,结合滑模控制(SMC),设计了带有干扰补偿的非线性误差反馈控制律;最后,在MATLAB/Simulink中,在快速性、鲁棒性方面,对比分析了滑模控制方法与滑模自抗扰控制方法的控制性能。研究结果表明:相比于滑模控制方法,滑模自抗扰控制方法对塔机防摆控制时间缩短了25.5%,并且该方法不仅可以提高塔机的快速响应性能,而且具有较强的鲁棒性和自适应性,可以对塔式起重机负载进行精确定位及有效的防摆控制。 展开更多

关键词 塔式起重机 滑模自抗扰控制 滑模控制 线性扩张状态观测器 非线性误差反馈控制律 鲁棒性

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基于平坦理论的直流微电网双向DC-DC变换器改进滑模自抗扰控制 被引量：20

18

作者 张世欣 皇金锋 杨艺 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期107-116,共10页

针对直流微电网系统中分布式电源功率波动、负载频繁投切以及不确定性扰动造成的母线电压波动问题,以直流微电网储能单元双向DC-DC变换器为研究对象,提出了一种基于平坦理论的改进滑模自抗扰控制策略。该方法采用双闭环控制结构,其中,... 针对直流微电网系统中分布式电源功率波动、负载频繁投切以及不确定性扰动造成的母线电压波动问题,以直流微电网储能单元双向DC-DC变换器为研究对象,提出了一种基于平坦理论的改进滑模自抗扰控制策略。该方法采用双闭环控制结构,其中,电流内环采用微分平坦控制,提高系统的动态响应速度。在考虑系统抗扰性能和高频噪声影响的基础上,利用增阶滤波扩张状态观测器对外环模型总扰动进行估计。并根据状态量和扰动量估计信息设计了电压外环改进滑模自抗扰控制器,进一步提升系统的鲁棒性能。最后利用Matlab/Simulink软件进行仿真,验证了所提控制策略的有效性及优越性。 展开更多

关键词 直流微电网 双向DC-DC变换器 微分平坦控制 滑模自抗扰控制

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基于GA-模糊RBF的发电机组滑模自抗扰控制 被引量：13

19

作者 冯旭刚 黄鹏辉 +2 位作者 张泽辰 王正兵 宋爱国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期319-328,共10页

针对燃煤发电机组风烟系统大惯性、大滞后、参数不稳定等特点,提出一种基于发电机组的滑模自抗扰控制策略。选择模糊径向基函数(RBF)算法辨识模型,以梯度下降法和遗传算法分别对神经网络权值进行粗调和细调,通过扩张状态观测器估计系统... 针对燃煤发电机组风烟系统大惯性、大滞后、参数不稳定等特点,提出一种基于发电机组的滑模自抗扰控制策略。选择模糊径向基函数(RBF)算法辨识模型,以梯度下降法和遗传算法分别对神经网络权值进行粗调和细调,通过扩张状态观测器估计系统内外部扰动,将非线性状态误差反馈控制律与滑模控制策略相结合以克服系统惯性、滞后和扰动的问题,并设计Lyapunov函数验证控制系统稳定性。仿真结果表明,滑模自抗扰控制与串级比例-积分-微分(PID)控制、滑模控制和自抗扰控制相比,在模型适配的情况下,所设计的控制策略在38 s达到设定值,无超调量;当向系统施加20%的反向阶跃干扰时,系统调节时间为39.5 s,超调量为3.4%。在模型失配情况下的调节时间为43.2 s,无超调量;当向系统施加20%的反向阶跃干扰时,系统调节时间为46.4 s,超调量为3.87%。工程应用结果表明,一次风量控制偏差在±10000 m^(3)/h以内,相比串级PID控制策略波动范围降低21%,系统抗干扰能力和鲁棒性得到有效提升。 展开更多

关键词 模糊RBF 遗传算法 滑模自抗扰控制 扩张状态观测器 风烟系统

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动基座桥式起重机滑模自抗扰消摆跟踪控制 被引量：5

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作者 杜文正 张全茂 何祯鑫 《机电工程》 CAS 北大核心 2022年第2期150-157,共8页

浮式桥式起重机吊运作业易受动基座运动的影响,属于一类动基座桥式起重机,为实现精准、快速、小摆动地将负载运送至指定位置,提出了一种基于滑模自抗扰控制(SM-ADRC)的动基座桥式起重机消摆跟踪控制方法。首先,推导了浮式桥式起重机系... 浮式桥式起重机吊运作业易受动基座运动的影响,属于一类动基座桥式起重机,为实现精准、快速、小摆动地将负载运送至指定位置,提出了一种基于滑模自抗扰控制(SM-ADRC)的动基座桥式起重机消摆跟踪控制方法。首先,推导了浮式桥式起重机系统的动力学模型;构造了线性扩张状态观测器(LESO),设计了具有小车运动轨迹跟踪和负载消摆功能的鲁棒滑模自抗扰控制器,很好地适应了动基座和起重机复合运动引起的强扰动作用;然后,采用Lyapunov原理理论证明了控制器的稳定性;最后,通过数值仿真实验验证了所提方法的控制效果。研究结果表明:相比普通滑模控制(SMC)方法,滑模自抗扰控制方法对小车位置的控制时间减少了3 s,对负载摆角的控制时间减少了10 s,控制精度和鲁棒性也较普通滑模控制有所提升;该控制方法可满足浮式桥式起重机系统对控制性能的要求。 展开更多

关键词 动基座起重机 桥式起重机 消摆控制 滑模自抗扰控制 线性扩张状态观测器

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