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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
1
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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基于超螺旋滑模的ISOP-DAB变换器混合控制策略
2
作者 陶海军 赵蒙恩 +3 位作者 郑征 宋佳瑶 张晨杰 黄涛 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期127-134,共8页
在直流微电网中,针对ISOP-DAB变换器各模块功率不平衡、动态性能差以及变换器回流功率大的问题,该文在扩展移相调制下将双环解耦策略与超螺旋滑模相结合,均压环采用PI控制、输出电压环采用超螺旋滑模控制。在扩展移相调制下,分析单模块... 在直流微电网中,针对ISOP-DAB变换器各模块功率不平衡、动态性能差以及变换器回流功率大的问题,该文在扩展移相调制下将双环解耦策略与超螺旋滑模相结合,均压环采用PI控制、输出电压环采用超螺旋滑模控制。在扩展移相调制下,分析单模块双有源桥(DAB)变换器的两种传输功率模型、软开关特性,建立变换器的降阶模型。应用KKT条件法求解各模块的最优内移相比D_(1i),通过降阶模型及超螺旋算法设计超螺旋滑模控制器,且与均压环共同作用生成外移相比D_(2i),以调节变换器输出电压。最后,搭建两模块ISOP-DAB实验平台进行实验验证,实验结果表明ISOP-DAB系统能在保证各子模块输入均压的同时提高变换器的动态性能,且有效减小变换器产生的回流功率。 展开更多
关键词 直流微电网 超螺旋滑模控制 动态性能 ISOP-DAB变换器 回流功率优化
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采用超螺旋滑模观测器的并网逆变器开路故障诊断
3
作者 韩素敏 高静利 +1 位作者 赵国帅 贾焦心 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第3期120-128,共9页
针对并网逆变器开关管单管和双管开路故障,提出一种采用超螺旋滑模观测器的故障诊断方法。首先,引入超螺旋算法设计滑模观测器,通过将滑模控制中的高频切换信号转换为分数次幂和积分项的组合,并将其中的符号函数替换为双曲函数,用来抑... 针对并网逆变器开关管单管和双管开路故障,提出一种采用超螺旋滑模观测器的故障诊断方法。首先,引入超螺旋算法设计滑模观测器,通过将滑模控制中的高频切换信号转换为分数次幂和积分项的组合,并将其中的符号函数替换为双曲函数,用来抑制抖振现象和提高收敛速度,从而实现三相电流的快速精确估计;其次,提出正态差异电流法的故障检测方法,以实际电流和估计电流的概率密度函数差为依据,并结合自适应阈值进行故障检测,可有效避免并网波动造成的误检;最后,利用健康运行状态下三相电流的相位信息构造故障定位变量,与故障检测相结合实现开路故障快速有效地诊断。实验结果表明,面对多种波动情况,所提方法能够准确有效地诊断出21种故障类型,最小诊断时长仅为19%电流周期。 展开更多
关键词 并网逆变器 开路故障 超螺旋滑模观测器 概率密度函数 自适应阈值
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基于超螺旋滑模控制的双有源桥DC-DC变换器电流应力优化控制
4
作者 王盼 朱继赜 +3 位作者 叶高翔 黄思雨 阳磊 徐虎 《高电压技术》 北大核心 2025年第3期1295-1306,共12页
随着高比例新能源的接入,直流微电网系统中双有源桥DC-DC变换器,针对系统扰动时的电压波动、动态响应慢及效率降低等问题有待优化。该文在扩展移相下提出一种融合滑模控制和最小化电流应力的优化控制策略,提升效率的同时改善系统动态响... 随着高比例新能源的接入,直流微电网系统中双有源桥DC-DC变换器,针对系统扰动时的电压波动、动态响应慢及效率降低等问题有待优化。该文在扩展移相下提出一种融合滑模控制和最小化电流应力的优化控制策略,提升效率的同时改善系统动态响应性能。鉴于传统滑模控制的抖振现象,采用超螺旋滑模算法去消除该现象,提高系统控制精度及性能。该文进行了仿真,同时设计并搭建了实验平台,实验结果表明:在输入电压突变、负载切换、参考电压改变时,控制系统均具有良好的动态、稳态性能,同时能有效减小电流应力,实现系统的多目标优化。仿真与实验验证了所提控制策略的可行性和有效性。 展开更多
关键词 直流微电网 双有源桥DC-DC变换器 扩展移相 超螺旋滑模控制 电流应力
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基于超螺旋滑模观测的变质量无人艇航速自适应控制 被引量：1
5
作者 闫昭琨 杨冠宇 王鸿东 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期247-262,共16页
[目的]为实现对变质量无人艇在各类载荷投放任务下的精准控制,提出一种适用于质量与吃水均发生未知改变情况的变质量无人艇航速自适应控制方法。[方法]以吃水及其高阶项为自变量,对变质量无人艇操纵运动模型中,质量、吃水,以及各水动力... [目的]为实现对变质量无人艇在各类载荷投放任务下的精准控制,提出一种适用于质量与吃水均发生未知改变情况的变质量无人艇航速自适应控制方法。[方法]以吃水及其高阶项为自变量,对变质量无人艇操纵运动模型中,质量、吃水,以及各水动力导数项间的耦合影响关系进行解析表达。针对变质量无人艇各运动状态量与其吃水项的高相关性,设计超螺旋滑模观测器对变质量无人艇的未知吃水与质量进行观测估计,并通过李雅普诺夫理论证明观测器的有限时间稳定。基于解耦后的变质量无人艇操纵运动模型,设计航速自适应控制算法,结合超螺旋滑模观测器的观测值与控制误差对自适应控制律实时更新,根据李雅普诺夫方法验证控制系统的整体稳定性。最后,针对变质量无人艇载荷投放任务场景,开展若干工况下的仿真实验。[结果]结果表明,所设计的吃水观测算法可实现对变质量无人艇吃水与质量的精准观测。在载荷发生阶跃变化与连续变化等典型工况下,该变质量无人艇航速自适应控制算法均可实现对目标航速的稳定跟踪。[结论]研究表明,所提控制算法可适用于变质量无人艇的各类典型控制工况。 展开更多
关键词 无人艇 变质量 变质量体控制 超螺旋滑模观测器 自适应控制系统 航速控制 吃水观测
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基于超螺旋滑模观测器的电磁直线执行器位移估计与分析
6
作者 房金石 李德同 +2 位作者 任浩鑫 葛文庆 谭草 《机床与液压》 北大核心 2025年第6期64-68,共5页
常规滑模观测器在电磁直线执行器位移估计过程中存在剧烈的抖振现象。针对此,提出一种基于超螺旋滑模观测器的位移估计方法。建立电磁直线执行器数学模型,根据高阶滑模原理,将切换项放入积分项中并设计了超螺旋滑模观测器;在观测器后设... 常规滑模观测器在电磁直线执行器位移估计过程中存在剧烈的抖振现象。针对此,提出一种基于超螺旋滑模观测器的位移估计方法。建立电磁直线执行器数学模型,根据高阶滑模原理,将切换项放入积分项中并设计了超螺旋滑模观测器;在观测器后设计低通滤波器,消除等效反电动势中开关函数带来的高频干扰。基于李雅普诺夫原理证明了系统是渐进稳定的。仿真与实验结果表明:相对于滑模观测器,所提基于超螺旋滑模观测器的电磁直线执行器位移估计方法有效减弱了抖振现象,提高了位移估计的准确度与鲁棒性。 展开更多
关键词 电磁直线执行器 超螺旋滑模观测器 位移估计 高阶滑模
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基于乌鸦搜索改进超螺旋滑模控制算法的防空火箭炮随动控制研究
7
作者 王海迪 赵永娟 +2 位作者 张鹏飞 米江勇 程文铮 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2025年第2期37-43,共7页
针对由摩擦等非线性因素导致防空火箭炮随动系统控制精度降低的问题,提出一种基于乌鸦搜索改进超螺旋滑模控制方法。传统滑模控制器由于切换控制律中不连续符号函数的存在产生了较大抖振,通过设计超螺旋滑模控制方法将原有滑模控制律中... 针对由摩擦等非线性因素导致防空火箭炮随动系统控制精度降低的问题,提出一种基于乌鸦搜索改进超螺旋滑模控制方法。传统滑模控制器由于切换控制律中不连续符号函数的存在产生了较大抖振,通过设计超螺旋滑模控制方法将原有滑模控制律中符号函数改为连续函数,减少系统抖振,并设计乌鸦搜索算法优化超螺旋滑模控制器中切换增益,提高系统的控制精度和鲁棒性。仿真结果表明:基于乌鸦搜索改进超螺旋滑模控制器较传统滑模控制器减小了系统抖振,提高了系统位置跟踪精度,缩短了响应时间,对负载干扰具有较强的抑制能力。 展开更多
关键词 防空火箭炮 随动控制 超螺旋滑模控制 乌鸦搜索算法
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基于参数预调型超螺旋滑模控制的履带农用底盘路径跟踪算法研究
8
作者 刘环宇 邹顺 +3 位作者 唐嘉城 韩志航 于浩 王霜 《农业机械学报》 北大核心 2025年第2期136-144,共9页
针对传统滑模控制在农机路径跟踪中易出现高频抖振、参数调整难等问题,以履带农用底盘为研究对象,构建运动学模型及偏差动态方程,设计超螺旋滑模控制律实现路径跟踪控制,引入参数预调控制器,采用有限内存布罗伊登算法优化超螺旋滑模控... 针对传统滑模控制在农机路径跟踪中易出现高频抖振、参数调整难等问题,以履带农用底盘为研究对象,构建运动学模型及偏差动态方程,设计超螺旋滑模控制律实现路径跟踪控制,引入参数预调控制器,采用有限内存布罗伊登算法优化超螺旋滑模控制器参数,并以李雅普诺夫稳定性分析为依据,验证所设计的超螺旋滑模控制器路径跟踪稳定性。仿真验证结果表明,当履带农用底盘作业速度为1.0 m/s时,跟踪最大绝对误差为0.063 m,绝对平均误差为0.013 m,相较于线性PID控制器与传统滑模控制,最大偏移量分别降低61.3%、62.1%,绝对平均误差分别降低89.2%、75.4%。实地试验结果表明,当速度为0.5、1.0 m/s时,参数预调型超螺旋滑模控制算法绝对平均偏差相较于传统滑模控制算法分别降低69.2%、50%,航向偏差分别降低61.1%、40%,有效减少高频抖振现象。 展开更多
关键词 履带式农用底盘 路径跟踪 超螺旋滑模控制 参数预调控制器
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基于自适应超螺旋滑模的四旋翼飞行器控制系统设计
9
作者 张继伟 蹇开林 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第5期105-116,共12页
为了提升四旋翼飞行器在干扰环境中的飞行稳定性,充分考虑四旋翼飞行器欠驱动、强耦合以及非线性的复杂特性,设计了一种基于自适应超螺旋滑模控制(Adaptive super-twisting sliding mode control, ASTSMC)方法的四旋翼飞行器双闭环控制... 为了提升四旋翼飞行器在干扰环境中的飞行稳定性,充分考虑四旋翼飞行器欠驱动、强耦合以及非线性的复杂特性,设计了一种基于自适应超螺旋滑模控制(Adaptive super-twisting sliding mode control, ASTSMC)方法的四旋翼飞行器双闭环控制系统。首先,将飞行器的控制系统分为外环位置控制和内环姿态控制2个部分,内外环均采用超螺旋滑模控制方法,以减弱传统滑模控制中的抖振。针对飞行过程中可能遇到的未知干扰,引入干扰自适应律对控制输入进行补偿,确保在低控制增益下系统的稳定性,进一步减弱抖振。最后,使用Lyapunov稳定性理论对所设计的控制系统进行了稳定性证明,并通过Matlab仿真进行了验证。仿真结果表明,该控制系统不仅具有良好的鲁棒性、控制精度及轨迹跟踪性能,还能够有效抑制系统的抖振。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 内外环结构 超螺旋滑模控制 自适应控制
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基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模控制
10
作者 李思言 梁庭福 +1 位作者 李鑫帅 毛汉领 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第4期293-301,共9页
针对永磁同步电机因外部干扰、电机参数未知、参数摄动等未知因素影响难以实现高性能控制的问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模复合控制方法。建立了忽略电机具体参数的超局部模型,基于此... 针对永磁同步电机因外部干扰、电机参数未知、参数摄动等未知因素影响难以实现高性能控制的问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模复合控制方法。建立了忽略电机具体参数的超局部模型,基于此构建一种非奇异快速终端滑模面,并引入新型自适应趋近律,实现削弱抖振并加速收敛。通过超螺旋滑模观测器实时更新超局部模型并优化控制效果。仿真结果表明,该复合控制方法相较于现有控制方法,转速响应更快,响应时间为0.0076 s;受外部干扰时转速波动最小且恢复稳态更快,转速波动为29.496 r/min,恢复稳态时间为0.004 s;受电机参数摄动影响时可快速恢复原定工作状态,具有良好的动态性能、抗干扰能力与稳态控制精度。 展开更多
关键词 永磁同步电机 超局部模型 非奇异快速终端滑模控制 超螺旋滑模观测器 滑模控制
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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
11
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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基于磁链在线辨识的异步电机超螺旋滑模控制
12
作者 谢国超 段纳 +1 位作者 万昌晖 臧航 《自动化学报》 北大核心 2025年第5期1092-1102,共11页
研究基于磁链在线辨识的异步电机超螺旋滑模控制问题.针对异步电机,设计一种改进的超螺旋滑模速度控制器,提升系统的动态响应性能.为抑制算法中符号函数高频切换所引起的系统抖振问题,构造一种可变指数切换函数.进一步地,考虑到转子磁... 研究基于磁链在线辨识的异步电机超螺旋滑模控制问题.针对异步电机,设计一种改进的超螺旋滑模速度控制器,提升系统的动态响应性能.为抑制算法中符号函数高频切换所引起的系统抖振问题,构造一种可变指数切换函数.进一步地,考虑到转子磁链受惯性延迟的影响,设计磁链在线观测器,可辨识转子磁链幅值,提升系统的控制精度和参数鲁棒性.数值仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 异步电机 超螺旋滑模算法 可变指数切换函数 电压模型 磁链在线观测器
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二极管钳位三电平有源电力滤波器超螺旋滑模控制策略
13
作者 陈鸣 刘水 钟振鑫 《广东电力》 北大核心 2025年第3期69-77,共9页
针对二极管钳位三相三电平有源电力滤波器在实际应用中面临电压平衡调制策略复杂、响应速度慢、内外干扰下系统鲁棒性不足等问题,通过对有源电力滤波器系统动力学特性和扰动进行分析,提出一种三闭环超螺旋滑模控制策略。该策略结构上由... 针对二极管钳位三相三电平有源电力滤波器在实际应用中面临电压平衡调制策略复杂、响应速度慢、内外干扰下系统鲁棒性不足等问题,通过对有源电力滤波器系统动力学特性和扰动进行分析,提出一种三闭环超螺旋滑模控制策略。该策略结构上由直流母线电压环、电容电压平衡环和三相电流跟踪环三部分组成。在电容电压平衡方面,创新地提出使用超螺旋滑模进行统一直接控制,避免使用传统复杂的调制策略。同时,引入的积分滑模面,可以更加快速精准地调节直流母线电压并平衡电压差,实现系统各状态的快速稳定。实验结果表明,所提控制策略相较传统方法响应快速性提高约50%,补偿后的电网谐波电流总谐波失真仅为2.74%。 展开更多
关键词 二极管钳位 有源电力滤波器 中点电位平衡 超螺旋滑模
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基于回流功率优化的直流微网DC-DC变流器超螺旋滑模控制 被引量：6
14
作者 陶海军 赵蒙恩 +3 位作者 郑征 张晨杰 宋佳瑶 黄涛 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3502-3514,I0150,I0151,共15页
针对直流微网系统中双有源桥直流变换器在系统发生扰动时动态特性差及在单移相调制下变换器效率不高等问题,该文在扩展移相调制下提出一种结合回流功率优化的超螺旋滑模控制策略。首先,分析双有源全桥(dual-active-bridge,DAB)变换器在... 针对直流微网系统中双有源桥直流变换器在系统发生扰动时动态特性差及在单移相调制下变换器效率不高等问题,该文在扩展移相调制下提出一种结合回流功率优化的超螺旋滑模控制策略。首先,分析双有源全桥(dual-active-bridge,DAB)变换器在扩展移相调制下两种模式的传输功率、回流功率数学模型及软开关特性,并以传输功率数学模型为基础建立DAB变换器的降阶模型。其次,以回流功率作为目标函数,以传输功率和软开关特性作为约束条件,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件法寻找最优移相比组合;利用DAB变换器降阶模型设计超螺旋滑模控制中的等效部分,采用超螺旋算法作为切换部分,这两部分与内移相比D1共同作用生成外移相比D2,用于调节变换器的输出电压。最后进行了仿真及实验验证,实验结果表明:在负载投切、输入电压突变、参考电压改变时变换器具有良好的动态性能,同时能有效地减小回流功率。 展开更多
关键词 双有源桥直流变换器 超螺旋滑模控制 动态性能 KKT条件法 回流功率
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基于ESO的PMSM无模型快速超螺旋滑模预测控制 被引量：3
15
作者 任志玲 张文凯 《电气工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期16-25,共10页
为提高表贴式永磁同步电机(Surface permanent magnet synchronous motor,SPMSM)在参数变化和外部扰动下的鲁棒性,提出一种基于扩张状态观测器的无模型快速超螺旋滑模预测控制方法。首先,建立SPMSM参数摄动时的新型超局部模型。其次,采... 为提高表贴式永磁同步电机(Surface permanent magnet synchronous motor,SPMSM)在参数变化和外部扰动下的鲁棒性,提出一种基于扩张状态观测器的无模型快速超螺旋滑模预测控制方法。首先,建立SPMSM参数摄动时的新型超局部模型。其次,采用改进的超螺旋算法作为辅助控制率设计转速环无模型超螺旋滑模反馈控制器,同时利用复合的扩张扰动观测器估计超局部模型中的未知部分,并通过Lyapunov稳定性理论证明了控制器和观测器的稳定性。电流环应用无差拍电流预测控制策略,结合扩张状态观测器对扰动量进一步估计并进行前馈补偿,使电流环具有更好的动态响应和更小的谐波分量。仿真试验结果表明,所提方法可有效提高系统响应速度,改善SPMSM在发生参数漂移和外部扰动下的暂稳态性能,降低电流总谐波畸变率,提升系统鲁棒性和抗干扰性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无模型超螺旋滑模控制 扩张观测器 无差拍预测电流控制
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基于自适应超螺旋滑模观测器的三相Vienna整流器无模型预测电流控制 被引量：5
16
作者 汪凤翔 杨奥 +2 位作者 于新红 张祯滨 王高林 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1859-1870,共12页
三相Vienna整流器具有不需要考虑开关死区、可靠性高等优点,但参数易受外部扰动影响而导致控制性能下降。针对这些问题,该文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测电流控制策略(ASTSMO-MFPCC)。首先,通过分析三相Vienna整流... 三相Vienna整流器具有不需要考虑开关死区、可靠性高等优点,但参数易受外部扰动影响而导致控制性能下降。针对这些问题,该文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测电流控制策略(ASTSMO-MFPCC)。首先,通过分析三相Vienna整流器参数失配数学模型,构建不依赖系统物理参数的超局部模型。其次,设计超螺旋滑模观测器估计超局部模型中的动态部分,有效抑制系统扰动影响。同时,设计自适应增益,动态调整超螺旋滑模观测器参数,解决增益选择难题。最后,构建离散化预测模型和成本函数,实现无模型预测电流控制算法。仿真与实验结果表明,所提策略具有良好的鲁棒性和动稳态性能。 展开更多
关键词 VIENNA整流器 超螺旋滑模观测器 无模型预测电流控制
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基于超螺旋滑模自适应观测器的SynRM无传感器控制 被引量：1
17
作者 高志朋 边敦新 +2 位作者 李存贺 杜钦君 张国伟 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期184-194,共11页
针对同步磁阻电机模型参考自适应法的无传感器控制存在的转速估计精度低、动态性能差等问题,提出一种基于超螺旋滑模自适应观测器的无传感器控制方法。首先,通过有限元仿真构建同步磁阻电机电感非线性模型,根据电机不同运行工况实时更... 针对同步磁阻电机模型参考自适应法的无传感器控制存在的转速估计精度低、动态性能差等问题,提出一种基于超螺旋滑模自适应观测器的无传感器控制方法。首先,通过有限元仿真构建同步磁阻电机电感非线性模型,根据电机不同运行工况实时更新电感参数,提高观测器中模型准确性。在此基础上,使用超螺旋滑模算法代替PI自适应环节,并结合所选取的线性补偿矩阵构造超螺旋滑模自适应观测器来减小估计误差。最后,引入积分型全局快速终端滑模速度控制器提高系统的动态性能。仿真与实验结果表明,相比于基于模型参考自适应法的无传感器系统,所提策略在启动阶段转速响应速度快且超调量小,电机运行更加平稳,突变负载时转速波动小且转速误差收敛速度更快,在变速运行整个阶段也具有更高的转速和转子位置辨识精度,具有良好的动稳态性能,可以实现电机的高性能运行。 展开更多
关键词 同步磁阻电机 无传感器控制 超螺旋滑模 自适应观测器 模型参考自适应系统
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基于隐式Lyapunov函数的弹药传输机械臂变增益超螺旋滑模控制 被引量：1
18
作者 林瑜斌 侯保林 +1 位作者 鲍丹 赵伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2573-2583,共11页
为提高某弹药传输机械臂在传输弹药过程中受到负载不确定性影响下的定位控制鲁棒性,提出一种新型的基于隐式Lyapunov函数变增益超螺旋滑模控制方法。建立弹药传输机械臂系统的动力学方程,并对方程中摩擦力矩及支反力矩的重要参数进行辨... 为提高某弹药传输机械臂在传输弹药过程中受到负载不确定性影响下的定位控制鲁棒性,提出一种新型的基于隐式Lyapunov函数变增益超螺旋滑模控制方法。建立弹药传输机械臂系统的动力学方程,并对方程中摩擦力矩及支反力矩的重要参数进行辨识,减少系统不确定性。构造隐式Lyapunov函数并设计出一种新型的变增益超螺旋滑模控制策略,通过Lyapunov稳定性理论证明闭环系统全局稳定。超螺旋滑模控制增益的变化取决于系统的Lyapunov函数,是滑模变量的可微函数,具有控制参数易调节的优势。实验结果表明:摩擦力矩及支反力矩补偿可使系统定位时间由补偿前2.659 s缩短到1.157 s,提高了系统定位性能。在不同工况下,控制方法可有效地抑制系统负载不确定性的影响,保证系统的定位稳定性。 展开更多
关键词 弹药传输机械臂 参数辨识 隐式Lyapunov函数 超螺旋滑模控制 定位控制
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基于改进超螺旋滑模控制的线控制动系统控制方法 被引量：1
19
作者 张越 郭中阳 +2 位作者 黄孝慈 邢孟阳 宋娟娟 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期18-24,共7页
为满足汽车线控制动系统对控制电机的快速响应要求,提出一种改进的超螺旋滑模方法实现制动主缸压力的精确控制。对经典超螺旋滑模算法的收敛性与稳定性进行分析,提出了超螺旋滑模算法的改进策略,以解决滑模面距离平衡点较远位置收敛速... 为满足汽车线控制动系统对控制电机的快速响应要求,提出一种改进的超螺旋滑模方法实现制动主缸压力的精确控制。对经典超螺旋滑模算法的收敛性与稳定性进行分析,提出了超螺旋滑模算法的改进策略,以解决滑模面距离平衡点较远位置收敛速度慢的问题,并基于李雅普诺夫方程理论分析证明了所提出算法的稳定性,最后,通过仿真和线控制动系统台架试验验证了算法的有效性,结果表明:改进的超螺旋滑模控制算法可使线控制动系统压力超调的收敛速度提升3.87%,稳态误差控制在2%以内,提高了控制鲁棒性,表现出良好的控制性能。 展开更多
关键词 线控制动系统 电机控制 超螺旋滑模控制
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基于超螺旋滑模及前馈补偿的智能车侧向运动控制
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作者 吴晓建 张明华 +3 位作者 王爱春 关龙新 江会华 彭晨若 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期151-162,共12页
智能车路径跟踪控制受到车辆参数摄动、场景多变等干扰,影响路径跟踪精确性,甚至引起控制系统不稳定.本文设计了考虑不确定性的二阶超螺旋滑模鲁棒控制算法,证明了控制系统的收敛性,并针对干扰问题设计了前馈补偿控制器以进一步提升控... 智能车路径跟踪控制受到车辆参数摄动、场景多变等干扰,影响路径跟踪精确性,甚至引起控制系统不稳定.本文设计了考虑不确定性的二阶超螺旋滑模鲁棒控制算法,证明了控制系统的收敛性,并针对干扰问题设计了前馈补偿控制器以进一步提升控制系统的精确性.通过Carsim-Simulink联合仿真环境下的双移线、正弦路径跟踪控制,以及参数摄动情况下的路径跟踪控制,与传统一阶滑模控制对比,验证了所设计的超螺旋滑模控制器路径跟踪的精确性及鲁棒性.结果表明,面对智能车辆参数不确定、驾驶场景多变等情况,采用超螺旋滑模算法比传统滑模算法具有更好的鲁棒性和跟踪精度,超螺旋算法能有效地减弱传统滑模算法产生的方向盘抖振问题.最后,利用实车平台对进行了低速大曲率场景测试,验证所设计的超螺旋滑模算法控制器具有良好的路径跟踪精度. 展开更多
关键词 智能车 路径跟踪 鲁棒性 超螺旋滑模算法 前馈补偿
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