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基于自适应扰动观测器的电磁直线驱动器改进滑模控制
1
作者 高仁璟 王赓 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期64-75,共12页
针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模... 针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模扰动观测器对系统扰动等不确定性因素进行观测与自适应前馈补偿。为保证系统的有限时间收敛性,基于改进的全局快速终端滑模面设计等效控制部分,并引入改进的快速超螺旋算法作为趋近阶段的切换控制律,以进一步提升收敛速度并削弱抖振的影响。利用Lyapunov定理证明闭环系统的稳定性,并通过仿真和试验验证控制方法的有效性。结果表明,所提出的控制方法具有增强系统鲁棒性、避免参数增益选择保守性的优势,能够实现对非线性时变扰动的自适应观测补偿,保证误差在有限时间内更快收敛的同时有效抑制抖振。 展开更多
关键词 电磁直线驱动器 自适应滑模扰动观测器 全局快速终端滑模 快速超螺旋算法 运动控制
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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 被引量：1
2
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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基于双扰动观测器的PMLSM自适应超螺旋滑模控制研究
3
作者 唐家勇 张博 +2 位作者 郭金钢 刘洋 杜航航 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第6期109-116,共8页
针对永磁同步直线电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在实际工作中因负载扰动、参数摄动等匹配/不匹配扰动对系统控制性能造成的影响,提出了一种基于双扰动观测器(double disturbance observer,DDOB)的自适应超螺... 针对永磁同步直线电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在实际工作中因负载扰动、参数摄动等匹配/不匹配扰动对系统控制性能造成的影响,提出了一种基于双扰动观测器(double disturbance observer,DDOB)的自适应超螺旋滑模控制(adaptive super-twisting sliding mode control,ASTSMC)。首先,基于李雅普诺夫稳定性理论,利用自适应超螺旋算法结合滑模理论设计自适应超螺旋滑模控制器,抑制不确定对系统的影响,通过引入自适应律ASTASMC可对不确定性在线估计并调整,从而提高位置跟踪精度;其次,设计了匹配/非匹配扰动观测器分别观测匹配与非匹配扰动并前馈补偿,不仅有效提高了系统的抗干扰能力还抑制了ASTASMC的增益,间接削弱抖振;最后,通过仿真与实验验证该方法的可行性。相较于其他滑模控制方法,所涉及的控制方法在正常空载、突加负载以及参数失配突加负载工况下,其误差范围更小、恢复稳定时间更快,能够有效抑制匹配/非匹配扰动的影响,提高系统的跟踪精度及抗干扰能力。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 自适应超螺旋 双扰动观测器 鲁棒性
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联合改进滑模观测器的自适应卡尔曼滤波荷电状态估计 被引量：3
4
作者 钱伟 王浩宇 +1 位作者 郭向伟 李万 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1984-1994,共11页
锂电池荷电状态(SOC)的精确估计对于提高电池能量利用率、保障电池安全运行具有重要意义。针对模型不确定性导致基于卡尔曼滤波(KF)的SOC估计方法精度低的问题,提出一种联合改进型滑模观测器(ISMO)的自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法,以... 锂电池荷电状态(SOC)的精确估计对于提高电池能量利用率、保障电池安全运行具有重要意义。针对模型不确定性导致基于卡尔曼滤波(KF)的SOC估计方法精度低的问题,提出一种联合改进型滑模观测器(ISMO)的自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法,以实现SOC高精度估计。首先,基于双极化(DP)等效电路模型建立融合饱和函数的ISMO,以降低传统滑模观测器的抖振。其次,设计一种新型自适应衰减因子,以降低过往陈旧测量数据对扩展卡尔曼滤波估计结果的影响,并基于融合饱和函数的ISMO,实现联合ISMO的AEKF估计方法设计。最后,基于自主实验平台获取实测模拟工况数据搭建仿真模型,验证了所提ISMO_AEKF算法在不同工况下,相比于AEKF、ISMO_EKF和其他同类型联合算法,具有更高的估计精度及鲁棒性。 展开更多
关键词 荷电状态 饱和函数 滑模观测器 自适应衰减因子 卡尔曼滤波
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一种变增益自适应滑模观测器在锂电池SOC估算中的应用 被引量：1
5
作者 孙坚 高超 毕宇豪 《热力发电》 北大核心 2025年第3期51-58,共8页
锂离子电池动态模型具有典型的非线性和不确定性,其荷电状态(state of charge,SOC)的估算精度直接影响电池管理系统(battery management system,BMS)的监测与控制效果。为提高锂离子电池SOC的估算精度,提出一种基于变增益的自适应滑模... 锂离子电池动态模型具有典型的非线性和不确定性,其荷电状态(state of charge,SOC)的估算精度直接影响电池管理系统(battery management system,BMS)的监测与控制效果。为提高锂离子电池SOC的估算精度,提出一种基于变增益的自适应滑模观测器的锂离子电池SOC估算模型,该方法利用滑模观测器的鲁棒性,以二阶RC等效电路模型为基础,在传统滑模面上引入积分项,同时采用梯度下降规则增益自适应,减小观测器抖振同时提高SOC的预测精度与系统的鲁棒性,并通过李亚普洛夫稳定性理论证明了所提方法的稳定性;最后,在动态压力测设(dynamic stress test,DST)和联邦城市运行(federal urban driving schedule,FUDS)工况下对所提方法与滑模观测器(sliding mode observe,SMO)方法进行了对比验证,所提方法在估算上具有更小的抖动与较高的估算精度且具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 荷电状态 滑模观测器 增益自适应
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基于有限时间观测器的PFC变换器自适应超螺旋滑模控制
6
作者 马辉 李昊轩 +3 位作者 范李平 向昆 卢云 席磊 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第9期116-126,共11页
针对单相三电平功率因数校正电路在传统控制方法下动态响应慢、抗扰能力不足的问题,提出一种基于有限时间扰动观测器的自适应超螺旋滑模控制策略。该策略通过引入等效自适应增益改进超螺旋算法,并将其应用于电压调节和功率跟踪回路,有... 针对单相三电平功率因数校正电路在传统控制方法下动态响应慢、抗扰能力不足的问题,提出一种基于有限时间扰动观测器的自适应超螺旋滑模控制策略。该策略通过引入等效自适应增益改进超螺旋算法,并将其应用于电压调节和功率跟踪回路,有效增强动态响应并抑制抖振;同时设计线性超螺旋观测器实时补偿系统扰动,降低增益需求,提升收敛速度与抗扰性能。基于单相双向管级联背靠背三电平变换器的实验表明:相较传统PI控制,该策略在载突变时响应时间缩短44.5%和56.4%,电压波动幅度减小48.1%和80.5%;在参考电压阶跃下,电压上升恢复时间缩短88.1%,且无显著超调,下降恢复时间缩短34.4%,跌落幅度减少58.9%;在输入电压波动时,暂态时间缩短37.6%,电压下降幅度减小61.7%。实验结果表明该方法能够显著提升系统响应速度与抗扰能力,为高可靠性功率因数校正提供了有效控制方案。 展开更多
关键词 功率因数校正电路 滑模控制 扰动观测器 抖振抑制 自适应增益
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基于自适应滑模观测器的级联H桥光伏逆变器开路故障诊断方法
7
作者 郑征 薄佳林 李斌 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第20期120-130,共11页
为实现级联H桥(cascaded H-bridge,CHB)光伏并网逆变器单管和双管开路故障诊断,提出了一种基于自适应滑模观测器的开路故障诊断方法。首先基于CHB光伏逆变器混合逻辑动态(mixed logic dynamic,MLD)模型设计自适应滑模观测器,并根据实际... 为实现级联H桥(cascaded H-bridge,CHB)光伏并网逆变器单管和双管开路故障诊断,提出了一种基于自适应滑模观测器的开路故障诊断方法。首先基于CHB光伏逆变器混合逻辑动态(mixed logic dynamic,MLD)模型设计自适应滑模观测器,并根据实际电流和估计电流设计故障检测变量。其次根据直流侧电容电压设计电压阈值进行故障模块定位。然后通过电流残差构造故障定位变量,比较故障状态下自适应滑模观测器的电流残差变化以实现对角管的区分。最后设计前次故障状态下的自适应滑模观测器实现双管开路故障诊断。实验结果表明,所提出的诊断方法可在一个基波周期内准确识别任意位置的单管和双管故障,诊断速度快、鲁棒性强。 展开更多
关键词 级联H桥 自适应滑模观测器 电压阈值 电流残差 故障诊断
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基于干扰观测器的自适应反演滑模主动升沉补偿控制策略
8
作者 徐建安 刘浩博 +2 位作者 刘华东 张伟久 展勇 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期558-566,共9页
针对主动升沉补偿二次控制液压系统受到外部干扰和模型内部参数摄动等不确定性因素影响的问题,本文提出一种基于干扰观测器的自适应反演滑模控制策略。干扰观测器根据系统输入和二次元件输出去观测外部干扰和模型内部参数摄动,自适应反... 针对主动升沉补偿二次控制液压系统受到外部干扰和模型内部参数摄动等不确定性因素影响的问题,本文提出一种基于干扰观测器的自适应反演滑模控制策略。干扰观测器根据系统输入和二次元件输出去观测外部干扰和模型内部参数摄动,自适应反演滑模保证系统的位移补偿精度并估计干扰观测器的观测误差以及不可观测的干扰值,二者输出整合得到控制率,并采用李雅普诺夫函数证明控制系统的稳定性。仿真结果表明:本文设计的控制策略可以实时估计并补偿外部干扰与参数摄动,观测器误差仅为1.74%,有效提高补偿系统面对不确定因素的鲁棒性;自适应反演滑模控制结合干扰观测器的输出误差补偿机制,进一步提升了位移补偿精度,能够在恶劣环境下使补偿效率提升并稳定至96%以上。 展开更多
关键词 主动升沉补偿 干扰观测器 滑模控制 自适应控制 二次控制 电液伺服 位移补偿 仿真分析
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基于高增益扰动观测器的磁悬浮球系统滑模控制
9
作者 林俊亭 陈信州 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期1897-1906,共10页
针对磁悬浮球系统存在建模误差与未知扰动导致控制性能下降的问题,设计了一种基于高增益扰动观测器(HGDO)的自适应非奇异终端滑模控制(ANTSMC)方法。建立磁悬浮球系统模型,并在平衡点处将模型线性化;为削弱滑模控制器的抖振并保证系统... 针对磁悬浮球系统存在建模误差与未知扰动导致控制性能下降的问题,设计了一种基于高增益扰动观测器(HGDO)的自适应非奇异终端滑模控制(ANTSMC)方法。建立磁悬浮球系统模型,并在平衡点处将模型线性化;为削弱滑模控制器的抖振并保证系统误差在有限时间收敛,设计了自适应非奇异终端滑模控制器,同时,采用高增益扰动观测器对系统中存在的总扰动进行估计,并通过理论验证了所设计高增益扰动观测器可以快速收敛到实际扰动值的可调邻域,基于扰动估计值设计带扰动补偿的自适应非奇异终端滑模控制律,并证明了在该控制律下系统是全局一致最终有界的;通过仿真验证了所设计方法在不同目标轨迹下的有效性。仿真与定量分析表明:与带广义比例积分观测器的控制器相比,带高增益扰动观测器的控制器对总扰动观测值的积分时间乘方误差(ITSE)降低了75%,积分时间绝对误差(ITAE)降低了60%,从而提高了在相同控制方法下系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 磁悬浮球系统 滑模控制 高增益扰动观测器 扰动补偿 轨迹跟踪
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一种新型自适应滑模观测器锂电池SoC估计方法
10
作者 钱伟 李万 +2 位作者 郭向伟 王浩宇 赵大中 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期123-132,共10页
为了减小传统滑模观测器在锂电池荷电状态(SoC)估计中的抖动现象并提高估计精度,提出一种新型改进自适应滑模观测器(IASMO)。首先,基于双极化(DP)等效电路模型,通过引入非线性的终端滑模面,使目标函数能在有限时间内收敛至平衡点,同时... 为了减小传统滑模观测器在锂电池荷电状态(SoC)估计中的抖动现象并提高估计精度,提出一种新型改进自适应滑模观测器(IASMO)。首先,基于双极化(DP)等效电路模型,通过引入非线性的终端滑模面,使目标函数能在有限时间内收敛至平衡点,同时设计连续控制率减少估计结果的抖振现象。其次,为了克服建模不确定性,设计一种根据滑模面函数自适应调整的开关增益函数,进一步提高估计算法的估计精度和鲁棒性,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明观测器的收敛性。最后,基于自主实验平台,获取不同工况下的电池运行数据,并搭建仿真模型进行验证。实验结果表明,所提改进自适应滑模观测器相比于传统滑模观测器及目前主流的其他类型改进滑模观测器均具有更好的估计精度及鲁棒性。 展开更多
关键词 SOC估计 滑模观测器 双极化模型 终端滑模面 自适应开关增益
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基于准谐振滑模扰动观测器的STATCOM海上风电场谐波抑制策略 被引量：2
11
作者 郑超航 吴熙 +2 位作者 袁超 王亮 顾文 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第9期3504-3518,I0019,共16页
海上风电场经交流海缆并网系统在电网背景谐波的作用下可能发生严重的谐波超标现象,威胁电力系统安全可靠运行。然而传统控制策略下静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)抑制谐波时效果不佳,且存在跳闸风险。为此,... 海上风电场经交流海缆并网系统在电网背景谐波的作用下可能发生严重的谐波超标现象,威胁电力系统安全可靠运行。然而传统控制策略下静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)抑制谐波时效果不佳,且存在跳闸风险。为此,该文提出一种基于准谐振滑模扰动观测器(quasi resonant sliding mode perturbation observer,QRSMPO)补偿策略的谐波抑制方法。首先,研究谐波在STATCOM上的传播路径,确定在STATCOM控制环节引入观测器实现谐波抑制的可行性;其次,利用QRSMPO实时估计并补偿谐波扰动的优势,从阻断谐波传播角度设计基于QRSMPO补偿的谐波抑制策略;进一步地,推导QRSMPO补偿策略传递函数,分析该谐波抑制策略的有效性与稳定性;最后,以江苏如东海上风电场为测试对象,验证QRSMPO补偿策略的谐波抑制性能。与现有方法相比,所提策略在不同工况下均可有效抑制海上风电场谐波,且具有较强的稳定性与鲁棒性。 展开更多
关键词 海上风电场 谐波抑制 准谐振滑模扰动观测器 静止同步补偿器
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基于自适应滑模观测器的永磁同步电机负载转矩辨识 被引量：2
12
作者 石秦赓 朱俊杰 +1 位作者 韩一 曾雄 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3868-3882,共15页
准确的负载转矩辨识有助于提升复杂非线性负载永磁驱动系统的抗负载扰动能力。滑模观测器具有对噪声高鲁棒性、响应速度快和结构简单等优点,已经成为负载转矩辨识的常用算法。然而,该算法存在高频抖振的缺点,限制了其在电力传动系统中... 准确的负载转矩辨识有助于提升复杂非线性负载永磁驱动系统的抗负载扰动能力。滑模观测器具有对噪声高鲁棒性、响应速度快和结构简单等优点,已经成为负载转矩辨识的常用算法。然而,该算法存在高频抖振的缺点,限制了其在电力传动系统中的应用。针对上述问题,该文提出一种新型自适应滑模观测器,在传统滑模观测器模型的基础上,将符号函数替换为饱和函数,设计了一种自适应趋近率,并在反馈回路中引入了一个额外的分量来表示负载转矩的平均估计值,解决了传统滑模观测器趋近时间和系统抖振之间的矛盾。仿真和实验结果表明,所提出的算法相比于传统滑模观测器具有更高的观测精度、更快的响应速度;采用负载转矩观测值作为前馈补偿后提升了驱动系统的响应速度及抗负载扰动能力。 展开更多
关键词 负载转矩 滑模观测器 永磁同步电机 前馈补偿 抗负载扰动
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基于干扰观测器的四旋翼自适应PID滑模姿态控制
13
作者 夏鹏 郑柏超 刘晓光 《控制工程》 北大核心 2025年第9期1578-1585,共8页
因四旋翼无人机存在参数不确定、执行器故障和外部干扰等问题,在输入受限的情况下,单独使用自适应滑模控制方法对总干扰的补偿不够充分,导致控制效果不佳。为此提出一种基于干扰观测器的自适应PID滑模控制器。首先,采用自适应滑模控制... 因四旋翼无人机存在参数不确定、执行器故障和外部干扰等问题,在输入受限的情况下,单独使用自适应滑模控制方法对总干扰的补偿不够充分,导致控制效果不佳。为此提出一种基于干扰观测器的自适应PID滑模控制器。首先,采用自适应滑模控制补偿参数不确定等系统内部干扰,同时通过干扰观测器对外部干扰进行估计补偿,减小控制器的输出;然后,利用径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络的自学习、自适应能力优化控制参数,使跟踪效果更好;最后,证明了闭环系统的稳定性。仿真实验结果表明,在输入受限的情况下,所提出的方法能降低控制器输出,并且具有更高的控制品质。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 自适应滑模 干扰观测器 RBF神经网络 参数优化
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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
14
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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基于预设时间扰动观测器的车辆轨迹跟踪定时积分滑模控制
15
作者 陈玉全 孙克璇 +1 位作者 孙运康 王冰 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第11期1172-1181,共10页
针对智能汽车在复杂动态环境下的轨迹跟踪问题,提出了一种基于自适应预设时间扰动观测器的固定时间积分滑模控制策略.首先,提出了一种新颖的自适应预设时间方法,利用三角函数的特性设计了一种动态调节的滑模扰动观测器,用于实时估计并... 针对智能汽车在复杂动态环境下的轨迹跟踪问题,提出了一种基于自适应预设时间扰动观测器的固定时间积分滑模控制策略.首先,提出了一种新颖的自适应预设时间方法,利用三角函数的特性设计了一种动态调节的滑模扰动观测器,用于实时估计并且补偿系统中的未知扰动.该观测器设计简洁,预设时间作为独立参数,便于灵活调整.其次,基于反步控制框架,提出了一种固定时间的虚拟控制律,通过引入非线性一阶低通滤波器,有效解决了传统反步法中常见的微分爆炸问题.最后,将积分滑模控制与固定时间相结合,提出一种新型的固定时间积分滑模控制器.仿真结果表明:在工况1、2、3下,新型固定时间积分滑模控制器对比指数级趋近律,映射误差峰值分别减少0.0157 m、0.0203m和0.1108 m,收敛时间分别减少1.171 s、0.964 s、2.508 s;对比幂次趋近律,映射误差峰值分别减少0.0081 m、0.0186 m和0.0891 m,收敛时间分别减少1.196 s、0.998 s、2.173 s,说明所提出的新型固定时间积分滑模控制器具有良好的跟踪控制效果. 展开更多
关键词 智能汽车 轨迹跟踪 扰动观测器 固定时间 反步控制 积分滑模控制
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基于双重扰动观测器的PMSM改进无模型滑模控制
16
作者 王栋栋 刘旭东 《控制工程》 北大核心 2025年第2期354-361,共8页
针对永磁同步电机控制系统存在的外部负载扰动、模型和参数不确定性等问题,提出一种基于改进无模型滑模控制的转速控制方法。首先,建立不考虑电机参数的永磁同步电机系统超局部模型;然后,基于改进滑模趋近律设计无模型滑模速度控制器,... 针对永磁同步电机控制系统存在的外部负载扰动、模型和参数不确定性等问题,提出一种基于改进无模型滑模控制的转速控制方法。首先,建立不考虑电机参数的永磁同步电机系统超局部模型;然后,基于改进滑模趋近律设计无模型滑模速度控制器,控制器采用转速-电流单环滑模控制策略,替代了传统的转速-电流级联控制,简化了控制系统结构;同时利用双重扰动观测器估计系统未知扰动,并用于前馈补偿;最后,与传统控制方法进行实验对比。结果表明,所提出的控制方法具有良好的动态性能、抗干扰能力和稳态控制精度。 展开更多
关键词 永磁同步电机 超局部模型 无模型滑模控制 双重扰动观测器
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基于自适应滑模干扰观测器四旋翼无人机姿态控制研究
17
作者 姜琛 李涛 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第8期28-34,共7页
在四旋翼无人机执行任务过程中,对姿态的稳定性、跟踪的精度要求极高。然而,风扰以及其他外部干扰会严重降低其系统的性能。为了快速估计干扰,提出一种自适应滑模干扰观测器(ASMDO)的方法,设计了基于干扰补偿的非奇异终端滑模控制器(NTS... 在四旋翼无人机执行任务过程中,对姿态的稳定性、跟踪的精度要求极高。然而,风扰以及其他外部干扰会严重降低其系统的性能。为了快速估计干扰,提出一种自适应滑模干扰观测器(ASMDO)的方法,设计了基于干扰补偿的非奇异终端滑模控制器(NTSMC)实现对四旋翼无人机精确、快速地轨迹跟踪。证明了在干扰导数界未知的情况下ASMDO的估计误差以及轨迹跟踪误差均可以在有限时间内稳定。最后通过软件在环仿真(SITL)和硬件在环仿真(HITL),验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 自适应滑模干扰观测器 非奇异终端滑模控制器 有限时间
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基于新型分段趋近律和改进扰动观测器的PMSM滑模控制
18
作者 陈家豪 金爱娟 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第9期108-112,120,共6页
传统滑模控制中永磁同步电机工作时的动态性能和抗干扰能力不佳,且运行过程存在抖振过大等问题。对此,通过引入根据滑模面和系统状态变化而改变的新型分段速率趋近律,并和积分滑模面相结合设计速度环控制器,从而降低抖振。此外,利用改... 传统滑模控制中永磁同步电机工作时的动态性能和抗干扰能力不佳,且运行过程存在抖振过大等问题。对此,通过引入根据滑模面和系统状态变化而改变的新型分段速率趋近律,并和积分滑模面相结合设计速度环控制器,从而降低抖振。此外,利用改进后的二阶扩张状态扰动观测器来作为扰动观测器估计外部集成扰动,将估计值与控制器结合来构建复合控制方法。通过MATLAB/Simulink仿真证明,在启动时,改进后电机转速超调量更小,调节时间为0.028 s;在负载变化下,改进扰动观测器的期望速度与实际速度之差在0.8 rpm以内。因此该复合控制策略能够增强系统的动态性能,抑制抖振,抗干扰效果更好。 展开更多
关键词 永磁同步电机 新型分段速度趋近律 扩张状态扰动观测器 滑模控制
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基于扰动观测器的PMSM系统自适应反步滑模控制 被引量：6
19
作者 黄刚 万雨龙 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第3期136-140,共5页
针对负载转矩波动和系统参数变化的永磁同步电机(PMSM)系统的控制问题,提出了一种带有非线性扰动观测器的自适应反步滑模位置跟踪控制方法。首先,设计了自适应反步滑模控制器,以确保电机位置快速收敛到期望值,并设计了自适应收敛增益,... 针对负载转矩波动和系统参数变化的永磁同步电机(PMSM)系统的控制问题,提出了一种带有非线性扰动观测器的自适应反步滑模位置跟踪控制方法。首先,设计了自适应反步滑模控制器,以确保电机位置快速收敛到期望值,并设计了自适应收敛增益,以减小电机位置响应下的大的过冲;其次,设计非线性扰动观测器估计未知扰动,并为自适应反步滑模控制提供前馈补偿,以提高系统的鲁棒性,并减少稳态位置误差。仿真结果表明,该方法可以有效减少过冲,很好地实现了PMSM系统的快速位置跟踪控制,具有良好的抗扰动性能。 展开更多
关键词 PMSM 位置跟踪 自适应反步滑模 非线性扰动观测器
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基于扰动观测器和改进自适应二阶快速终端滑模的PMLSM伺服系统控制 被引量：1
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作者 赵希梅 李德豪 金鸿雁 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期41-49,共9页
针对永磁直线同步电动机(PMLSM)在运行时易受到摩擦力、负载扰动及环境变化等不确定影响,设计一种基于扰动观测器和自适应二阶快速终端滑模控制方法。首先,该方法在高阶滑模的基础上结合了快速终端滑模控制,有效加快了系统响应速度。其... 针对永磁直线同步电动机(PMLSM)在运行时易受到摩擦力、负载扰动及环境变化等不确定影响,设计一种基于扰动观测器和自适应二阶快速终端滑模控制方法。首先,该方法在高阶滑模的基础上结合了快速终端滑模控制,有效加快了系统响应速度。其次,在二阶滑模面的基础上引入条件积分项,该项仅作用于边界层内部,能够有效避免滑模到达阶段由于积分饱和现象导致的超调量过大及响应时间过慢的问题。此外,设计自适应切换控制律,使切换增益在合理的区间内,并根据系统状态进行实时更新,从而削弱抖振现象。最后,为进一步提升系统的鲁棒性,采用扰动观测器对PMLSM系统的集总不确定性进行补偿。经实验验证,该控制方法具有良好的位置跟踪精度和强鲁棒性,且对系统抖振现象有明显削弱作用。 展开更多
关键词 永磁直线同步电动机 二阶滑模控制 终端滑模控制 条件积分项 自适应控制 扰动观测器
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