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基于有限时间干扰观测器的高速列车非奇异终端滑模协同控制 被引量：4
1
作者 张友鹏 王小天 +3 位作者 杨军霞 王东 金煜翔 高子轩 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期967-978,共12页
为解决高速列车在运行时存在时变非线性动态、附加阻力、外部干扰及输入饱和情况下多列车协同追踪运行问题,利用非奇异终端滑模控制、有限时间干扰观测器及动态辅助系统设计控制器实现多列高速列车的协同追踪运行控制。首先,建立多列车... 为解决高速列车在运行时存在时变非线性动态、附加阻力、外部干扰及输入饱和情况下多列车协同追踪运行问题,利用非奇异终端滑模控制、有限时间干扰观测器及动态辅助系统设计控制器实现多列高速列车的协同追踪运行控制。首先,建立多列车的多智能体系统模型。其次,采用反正切函数设计一种新型的非奇异终端滑模控制算法;利用有限时间干扰观测器估计系统的附加阻力及复合未知干扰,并将其估计值反馈补偿到控制器的输出,以消除此部分干扰对高速列车运行的影响;针对输入饱和特性,引入动态辅助系统解决输入饱和对列车控制系统的影响;利用lyapunov稳定性理论分别证明控制器与观测器的稳定性。最后,采用matlab软件仿真验证,通过与自适应终端滑模、有限时间干扰观测器终端滑模、有限时间干扰观测器线性滑模3种方法对比,以及在有无输入饱和约束条件下列车追踪运行时的速度、位移误差以及控制力输入对比。研究结果表明:相较于其他3种方法,采用有限时间干扰观测器非奇异终端滑模的方法时列车速度、位移误差更小,且控制力输入也更为平滑。计及输入饱和下,当列车遇到外部干扰时,控制输入均在牵引制动特性约束范围之内,设计动态辅助系统有效解决了输入饱和对列车追踪运行的影响。基于以上分析可知,计及输入饱和下利用所设计的有限时间干扰观测器非奇异终端滑模控制器及动态辅助系统可实现多列车的协同追踪运行。研究结果可为提高线路利用率,实现多列高速列车安全稳定地追踪运行提供参考。 展开更多
关键词 有限时间干扰观测器 非奇异终端滑模 输入饱和 多列车 协同运行
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基于改进PID和扩张状态观测器的温度控制算法 被引量：1
2
作者 吴敏 刘莎 +1 位作者 翟力欣 田光兆 《现代电子技术》 北大核心 2025年第7期112-118,共7页
针对传统温度控制系统控温时间长、误差大的问题,提出一种基于改进PID和扩张状态观测器的温度控制算法。首先,建立了结合BP神经网络的PID参数自调整温度控制模型,并对BP神经网络的输入层进行改进,将更多的先验信息加入输入向量,用于训... 针对传统温度控制系统控温时间长、误差大的问题,提出一种基于改进PID和扩张状态观测器的温度控制算法。首先,建立了结合BP神经网络的PID参数自调整温度控制模型,并对BP神经网络的输入层进行改进,将更多的先验信息加入输入向量,用于训练BP神经网络,以减少系统的不确定性;其次,通过增加状态观测器来估计系统扰动,针对控制系统的扰动进行补偿,并在仿真实验中验证方法的有效性;最后,根据仿真实验结果显示,与参考文献中提及的算法相比,系统的上升时间减少了19.7%,超调量减少了81.7%,调节时间减少了41.7%,静态误差减少了73.0%。 展开更多
关键词 BP神经网络 PID控制 扩张状态观测器 温度控制 参数自调整 系统扰动
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基于双扰动观测器的开关磁阻电动机模型预测控制实验平台研究 被引量：1
3
作者 昝小舒 朱震宇 +3 位作者 于书韵 徐瑞东 冷旭东 王怀庆 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第7期26-32,共7页
为了提高开关磁阻电动机驱动系统的控制精度,提出一种基于双扰动观测器的模型预测控制(MPC)策略。将单扰动观测器引入模型预测控制策略,实现系统低频扰动的补偿;同时,引入通信扰动观测器以实现对时延扰动补偿。基于此策略,设计出一种基... 为了提高开关磁阻电动机驱动系统的控制精度,提出一种基于双扰动观测器的模型预测控制(MPC)策略。将单扰动观测器引入模型预测控制策略,实现系统低频扰动的补偿;同时,引入通信扰动观测器以实现对时延扰动补偿。基于此策略,设计出一种基于双扰动观测器的开关磁阻实验平台,并对其进行仿真和实验验证。实验结果表明,该样机具有更好的鲁棒性和动态性能。此外,该平台有助于学生理解电力电子设备的特性及其应用,锻炼学生的实践操作能力,从而提升相关课程的教学质量。 展开更多
关键词 开关磁阻电动机 模型预测控制 双扰动观测器 实践操作
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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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惯性稳定平台中的双观测器宽频扰动抑制技术
5
作者 边启慧 苗青青 +1 位作者 唐涛 马浩统 《光电工程》 北大核心 2025年第3期125-134,共10页
如何增强光学载荷与运动平台间的主动隔振能力一直是光电跟踪系统面临的难题。提出一种双观测器方法实现惯性稳定平台中的宽频扰动抑制。双观测器方法包含两方面:其一,经典误差观测器通过低通滤波器的设计而具有较强的低频抑制能力;其二... 如何增强光学载荷与运动平台间的主动隔振能力一直是光电跟踪系统面临的难题。提出一种双观测器方法实现惯性稳定平台中的宽频扰动抑制。双观测器方法包含两方面:其一,经典误差观测器通过低通滤波器的设计而具有较强的低频抑制能力;其二,饱和加速度扰动观测器根据自身稳定性条件调整饱和阈值与滤波器带宽,改善其扰动抑制特性并完成对中高频扰动的抑制。双观测器综合了二者的优势,同时分析了两种观测器间的相互作用以更好地参数化。所提方法在惯性稳定装置中进行了闭环验证,实验结果表明,双观测器可在单频及混频扰动下提升系统闭环性能。 展开更多
关键词 惯性稳定平台 扰动抑制 误差观测器 饱和限制 双观测器
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针对非线性外生系统的模糊干扰观测器与抗扰控制设计
6
作者 杨文颖 王红都 黎明 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期126-137,共12页
针对由外生系统描述的扰动的抗扰控制方法一直是研究热点。本文针对一类含有非线性扰动的非线性系统,利用径向基函数模糊逻辑系统逼近系统及外生系统中的未知非线性函数,设计了一种新型的模糊干扰观测器(FDO)估计非线性扰动。构造了一... 针对由外生系统描述的扰动的抗扰控制方法一直是研究热点。本文针对一类含有非线性扰动的非线性系统,利用径向基函数模糊逻辑系统逼近系统及外生系统中的未知非线性函数,设计了一种新型的模糊干扰观测器(FDO)估计非线性扰动。构造了一种新颖的干扰估计误差观测器来逼近自适应更新律中的干扰估计误差。在此基础上,结合线性矩阵不等式(LMI)提出了一种基于FDO的自适应模糊控制方法,并利用李雅普诺夫方法分析了闭环系统的稳定性。最后,采用仿真实验验证了所设计的控制方法。实验结果表明,所提出的方法在控制精度及干扰估计精度上均优于传统的抗扰控制方法。 展开更多
关键词 模糊干扰观测器(FDO) 自适应模糊控制 非线性外生系统 扰动估计误差观测器 复合抗干扰控制
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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 被引量：1
7
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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永磁同步电机改进超螺旋滑模观测器矢量控制 被引量：1
8
作者 丁承君 王宇坤 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6774-6780,共7页
针对传统超螺旋滑模观测器精确性差、收敛速率慢以及抖振较高的问题,提出一种基于改进超螺旋算法的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转速观测技术。首先,采用一种分段指数型函数替代开关函数以消除因低通滤波器... 针对传统超螺旋滑模观测器精确性差、收敛速率慢以及抖振较高的问题,提出一种基于改进超螺旋算法的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转速观测技术。首先,采用一种分段指数型函数替代开关函数以消除因低通滤波器所产生的相位延迟问题,并设计自适应滑模增益以实现对不同速度情况下的稳定跟踪。然后,针对传统正交锁相环在电机转向改变时失效的问题,提出一种改进正交锁相环,使其输出与旋转方向无关,从而实现对正反转的正确跟踪。最后,由于所提改进正交锁相环具有错误收敛点,且该错误会导致转子估计位置与实际位置存在180°相位差,设计一种调整函数以解决该问题。仿真结果表明:相较于传统滑模观测器,所提出的改进方法响应速度更快,动态性能更好。 展开更多
关键词 永磁同步电机(PMSM) 滑模观测器 正交锁相环 矢量控制
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基于超螺旋扩张状态观测器的耦合单电感双输出Buck变换器串级滑模解耦控制 被引量：1
9
作者 皇金锋 章乾 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第5期592-604,共13页
针对耦合单电感双输出(CI-SIDO)降压式(Buck)变换器输出支路间的耦合效应导致交叉影响进而影响系统动态性能的问题,提出基于超螺旋扩张状态观测器(ST-ESO)的串级滑模解耦控制策略.首先,建立CI-SIDO Buck变换器的状态空间平均模型,再通... 针对耦合单电感双输出(CI-SIDO)降压式(Buck)变换器输出支路间的耦合效应导致交叉影响进而影响系统动态性能的问题,提出基于超螺旋扩张状态观测器(ST-ESO)的串级滑模解耦控制策略.首先,建立CI-SIDO Buck变换器的状态空间平均模型,再通过具有快速收敛性质的ST-ESO观测估计变换器内外环中的耦合项、内部扰动和未建模部分,并将其视为内外环中的总扰动.其次,结合超螺旋滑模控制器对内外环中总扰动进行补偿,实现系统的解耦,保证系统的鲁棒性和输出电压的稳定.然后,根据Lyapunov理论对ST-ESO和超螺旋滑模控制器进行稳定性分析,理论验证了控制策略的可行性.最后,利用实验平台对所提控制策略进行验证.结果表明所提控制策略实现了系统解耦,抑制了交叉影响并提高了系统的动态性能. 展开更多
关键词 耦合单电感双输出 BUCK变换器 超螺旋扩张状态观测器 超螺旋滑模控制器 解耦控制
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基于扩张状态区间观测器的伺服进给系统故障诊断 被引量：1
10
作者 王国锋 康子琳 +2 位作者 盛延亮 黎德才 户满堂 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第5期469-476,共8页
伺服进给系统是高端数控加工装备的核心组件,对其故障准确诊断可以有效提高加工装备的工作效率.基于模型的方法能够深入了解系统本质,减少因对系统整体性考虑不足导致的故障漏报,在伺服进给系统的故障诊断中得到广泛应用.其中,基于模型... 伺服进给系统是高端数控加工装备的核心组件,对其故障准确诊断可以有效提高加工装备的工作效率.基于模型的方法能够深入了解系统本质,减少因对系统整体性考虑不足导致的故障漏报,在伺服进给系统的故障诊断中得到广泛应用.其中,基于模型的区间观测器(IO)方法有便于生成观测阈值的优点,但其区间宽度的计算过于依赖经验知识,应用于实际系统易造成故障误报或漏报.针对IO的区间宽度计算方法进行改进,通过引入扩张状态优化区间宽度的计算,降低人为经验对区间宽度的影响,提出扩张状态区间观测器(ESIO),以进一步减少故障漏报或误报,提升故障诊断性能.首先,将系统的集总干扰以扩张状态的形式通过观测器进行估计;其次,将估计所得的集总干扰输入IO并进行迭代,代替原始IO中受人为经验影响的干扰范围;在此基础上,通过量化干扰项自动计算区间,得到ESIO.通过实验验证在不同故障类型下基于ESIO进行故障诊断的效果,并与基于IO的故障诊断结果进行比较.实验结果表明:在对伺服进给系统的故障诊断中,提出的ESIO方法改善了区间宽度过于依赖人工经验的问题,相比于IO方法,ESIO的区间宽度缩小了5.21%,能够更有效地识别故障. 展开更多
关键词 故障诊断 伺服进给系统 区间观测器
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基于超螺旋观测器的永磁同步电机预测控制 被引量：1
11
作者 黄向慧 李彦龙 杨方 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第5期34-38,43,共6页
永磁同步电机(PMSM)模型预测控制存在权重因子选择困难,并且在一个控制周期内电压矢量幅值和方向受限,磁链脉动大的问题,本文提出了一种基于超螺旋磁链观测器的PMSM三矢量模型预测控制方法。首先,引入模型预测磁链控制解决了权重因子选... 永磁同步电机(PMSM)模型预测控制存在权重因子选择困难,并且在一个控制周期内电压矢量幅值和方向受限,磁链脉动大的问题,本文提出了一种基于超螺旋磁链观测器的PMSM三矢量模型预测控制方法。首先,引入模型预测磁链控制解决了权重因子选择困难的问题,但是带来了预测磁链误差较大的问题;其次,通过6次在线遍历寻优得到最优矢量和磁链误差;然后,通过选取第二电压矢量来减少磁链误差,并选取零电压矢量来调节幅值的大小;最后,利用磁链无差拍控制原理确定各个电压矢量的作用时间。仿真结果表明,与传统的模型预测磁链控制相比,保持良好的动态响应性能的同时,减少了转矩和磁链脉动。 展开更多
关键词 永磁同步电机 模型预测控制 超螺旋观测器 无差拍控制
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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
12
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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基于复系数扰动观测器的PMSM无位置传感器控制
13
作者 卢非凡 佃仁俊 刘振兴 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第6期117-122,128,共7页
为减小永磁同步电机无位置传感器控制由高频噪声引起的转子位置误差高频波动,提出一种具有带通滤波器特性的复系数线性扩张状态观测器(CC-LESO)。该观测器自适应的保留基频反电动势并抑制高频噪声,这种自适应观测器在基频处没有幅值衰... 为减小永磁同步电机无位置传感器控制由高频噪声引起的转子位置误差高频波动,提出一种具有带通滤波器特性的复系数线性扩张状态观测器(CC-LESO)。该观测器自适应的保留基频反电动势并抑制高频噪声,这种自适应观测器在基频处没有幅值衰减与相位延迟。为了减小永磁同步电机动态过程的角度误差,采用广义ESO代替传统锁相环同时观测转子位置、转速和负载总扰动;然后,将观测的负载扰动通过前馈补偿策略来提高控制系统的抗负载干扰能力;最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证该方法的可行性。结果表明,在不同转速条件下,反电动势的THD保持在1%以内且转子位置观测误差保持在2°之内,在动态阶段的转子位置误差明显减小,实现了转速无超调控制。 展开更多
关键词 永磁同步电机 复系数线性扩张状态观测器 无位置传感器控制 广义扩张状态观测器
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虚拟编组下基于扩张状态观测器的城轨列车多车协同自适应滑模控制
14
作者 左静 严龙刚 +1 位作者 杨乔礼 文洮 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第10期4412-4423,共12页
为解决虚拟编组下的城轨多列车协同追踪运行控制过程中,外界不确定性干扰导致列车追踪精度和稳定性下降的问题,提出一种基于扩张状态观测器的自适应非奇异终端滑模控制方法。首先,基于单列车动力学分析构建多列车追踪动力学模型;其次,... 为解决虚拟编组下的城轨多列车协同追踪运行控制过程中,外界不确定性干扰导致列车追踪精度和稳定性下降的问题,提出一种基于扩张状态观测器的自适应非奇异终端滑模控制方法。首先,基于单列车动力学分析构建多列车追踪动力学模型;其次,通过自适应控制对滑模趋近律的增益进行动态调整,设计自适应非奇异终端滑模控制器,削弱控制力输出抖振,确保列车控制系统误差在有限时间内收敛,将扩张状态观测器引入滑模控制器中,实现对外界干扰的实时估计与补偿,提升多列车控制系统的动态响应与稳态性能;通过Lyapunov稳定性理论证明了所提控制方法在有限时间内收敛至原点附近;最后,在Matlab/Simulink仿真平台中通过与扩张状态观测器非奇异终端滑模控制、扩张状态观测器传统滑模控制、扩张状态观测器反正切非奇异终端滑模控制进行实验对比,验证所提控制方法的优越性。研究结果表明:相比于性能较优的扩张状态观测器反正切非奇异终端滑模控制,基于扩张状态观测器的自适应非奇异终端滑模控制的速度误差E_(its)降低12.08%;位移误差E_(ita)降低35.03%;控制力输出V_(iaf)降低8.87%,表明所提控制方法提升了控制系统追踪精度和抗扰能力,削弱抖振的同时保证控制力输出更稳定。研究方法能够满足城轨虚拟编组的高实时性和高精度的协同追踪运行需求,为城轨虚拟编组下的多列车协同控制和安全动态协同运行提供了参考。 展开更多
关键词 城市轨道交通 虚拟编组 多列车协同 扩张状态观测器 滑模控制
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基于广义比例积分观测器的高压共轨系统新型滑模控制方法
15
作者 张付军 张宸瀚 +2 位作者 胡博睿 赵锐娜 崔涛 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第8期866-876,共11页
轨压跟踪控制一直以来都是高压共轨系统控制方法设计的难点,而传统滑模控制由于其本质是不连续开关控制,系统在平衡点会发生抖振,同时传统轨压控制方法没有考虑和处理由于喷油器喷油引起的时变扰动.为了解决系统抖振问题,在基于流体动... 轨压跟踪控制一直以来都是高压共轨系统控制方法设计的难点,而传统滑模控制由于其本质是不连续开关控制,系统在平衡点会发生抖振,同时传统轨压控制方法没有考虑和处理由于喷油器喷油引起的时变扰动.为了解决系统抖振问题,在基于流体动力学原理建立的高压共轨系统非线性数学模型的基础上,提出了新型的变指数滑模控制方法;为处理喷油器喷油对系统的干扰,设计了广义比例积分观测器(GPIO)用于估计喷油扰动,并提出了基于广义比例积分观测器的变指数滑模控制方法.在Matlab/Simulink和AMESim中进行联合仿真试验,结果表明:引入变指数滑模控制方法后趋近速率提高约18.2%,抖振减小约40.8%,同时在增加GPIO后,趋近速率进一步提高约22.2%,抖振减小约39.2%. 展开更多
关键词 高压共轨 滑模控制 广义比例积分观测器(GPIO) 轨压控制 AMESIM
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基于分布式观测器的高速列车固定时间跟踪控制
16
作者 赵凯辉 罗美芸 +2 位作者 黄宜山 张昌凡 黄浪尘 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第7期180-191,共12页
考虑高速列车运行时存在不确定因素及外界干扰等问题,为快速、准确、稳定地跟踪给定目标速度,提出一种基于分布式观测器的固定时间非奇异终端滑模控制策略。首先,根据列车实际运行过程中的受力情况,建立符合其运行规律的多智能体模型。... 考虑高速列车运行时存在不确定因素及外界干扰等问题,为快速、准确、稳定地跟踪给定目标速度,提出一种基于分布式观测器的固定时间非奇异终端滑模控制策略。首先,根据列车实际运行过程中的受力情况,建立符合其运行规律的多智能体模型。其次,选取终端滑模面,并结合双幂次趋近律,设计领航者车厢的固定时间终端滑模控制器。由于高速列车中部分跟随者车厢与领航者车厢之间不能直接通信,无法获得领航者车厢的位置和速度,因此设计固定时间分布式状态观测器观测领航者车厢的状态信息;同时采用非奇异终端滑模面设计跟随者车厢的固定时间非奇异终端滑模控制器,通过Lyapunov稳定性理论分别证明了所设计的观测器和控制器能在固定时间内稳定。最终,以CRH型列车参数进行仿真,通过与滑模一致性方法进行比较,验证了所提算法能使跟随者车厢快速、精准跟踪目标速度曲线,速度误差在-2×10-6~2×10-6 m/s内,对外部干扰具有强鲁棒性。 展开更多
关键词 高速列车 多智能体系统 固定时间分布式观测器 固定时间跟踪控制
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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
17
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
18
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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飞翼飞机非线性电动舵回路鲁棒滑模故障估计观测器设计
19
作者 刘聪 钱坤 丁奇 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第10期1820-1827,共8页
针对飞翼飞机非线性舵回路出现未知执行器故障类型,设计了一种鲁棒滑模观测器故障估计方法。首先通过分析舵回路非线性工作特性,综合考虑舵回路故障类型及原因,构建了非线性舵回路故障特性模型。其次,针对非线性舵回路给出设计滑模观测... 针对飞翼飞机非线性舵回路出现未知执行器故障类型,设计了一种鲁棒滑模观测器故障估计方法。首先通过分析舵回路非线性工作特性,综合考虑舵回路故障类型及原因,构建了非线性舵回路故障特性模型。其次,针对非线性舵回路给出设计滑模观测器总体程式,考虑舵回路非线性特性提出优化的观测器设计方案,并将观测器增益矩阵转化为线性矩阵不等式约束下的优化问题,对于故障未知情形提出自适应律修正滑模增益方案,确保观测器输出误差构成的滑模运动到达并始终维持在滑模面。最后,基于滑模等价控制输入方法给出非线性舵回路故障估计律,并开展了仿真算例研究。 展开更多
关键词 非线性 舵回路 滑模观测器 鲁棒 线性矩阵不等式
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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
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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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