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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
1
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.
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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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职称材料
基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法
2
作者
骆庆焕
祝贵兵
《造船技术》
2025年第1期72-77,共6页
针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的自适应操纵控制问题,提出一种基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法。建立USV的运动数学模型。考虑USV的欠驱动特性,建立基于输出重定义的误差动态系统。为增强控制器的稳健性...
针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的自适应操纵控制问题,提出一种基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法。建立USV的运动数学模型。考虑USV的欠驱动特性,建立基于输出重定义的误差动态系统。为增强控制器的稳健性并削弱滑模控制导致的抖振影响,设计改进超螺旋滑模控制器,提高操纵控制系统的瞬态性能和稳态性能。针对复合扰动导数上界未知的情况,利用参数自适应技术对控制器参数进行估计。利用李雅普诺夫函数证明闭环系统的稳定性,采用数值仿真进行操纵控制性能验证。仿真结果表明,所提出的操纵控制算法具有良好的操纵控制性能,并可减轻抖振现象。
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关键词
无人水面艇
自适应操纵
控制
改进
超螺旋
滑模
控制
改进
超螺旋滑模控制器
运动数学模型
输出重定义
抖振
李雅普诺夫函数
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职称材料
固定翼无人机自适应滑模控制
被引量：
9
3
作者
宗群
张睿隆
+1 位作者
董琦
张超凡
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期147-155,共9页
针对固定翼无人机的姿态和速度控制中存在不确定和外部扰动的问题,设计自适应超螺旋滑模干扰观测器和控制器,实现了固定翼无人机对速度指令和姿态指令的有限时间精确跟踪.首先建立固定翼无人机速度模型和基于四元数的姿态误差模型;进而...
针对固定翼无人机的姿态和速度控制中存在不确定和外部扰动的问题,设计自适应超螺旋滑模干扰观测器和控制器,实现了固定翼无人机对速度指令和姿态指令的有限时间精确跟踪.首先建立固定翼无人机速度模型和基于四元数的姿态误差模型;进而在该模型的基础上针对无人机飞行过程中的外部扰动和不确定问题,采用自适应超螺旋滑模算法设计干扰观测器对干扰和不确定进行快速估计,并在此基础上设计多变量超螺旋控制器使固定翼无人机快速、精确地跟踪期望的速度和姿态指令;最后基于Lyapunov理论证明了该系统的稳定性.仿真结果表明:所提出的综合控制策略可以实现固定翼无人机速度与姿态的快速精确跟踪并具有良好的鲁棒自适应能力,而且针对无人机不同的飞行指令,使用该控制策略都能使无人机快速稳定的达到预期目标.
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关键词
固定翼无人机
速度
控制
姿态
控制
自适应
滑模
干扰观测器
超螺旋滑模控制器
四元数
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职称材料
题名
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
1
作者
皇金锋
章乾
机构
陕西理工大学电气工程学院
出处
《上海交通大学学报》
北大核心
2025年第5期592-604,共13页
基金
陕西省自然科学研究资助项目(2023-JC-YB-442)。
文摘
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.
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
Keywords
coupled inductor single-input dual-output(SIDO)
Buck converter
super-twisting extend state observer(ST-ESO)
super-twisting sliding mode control
decoupling control
分类号
TM461 [电气工程—电器]
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职称材料
题名
基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法
2
作者
骆庆焕
祝贵兵
机构
广东内伶仃福田国家级自然保护区管理局
浙江海洋大学船舶与海运学院
出处
《造船技术》
2025年第1期72-77,共6页
基金
浙江省自然科学基金(编号:LY21E090005)。
文摘
针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的自适应操纵控制问题,提出一种基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法。建立USV的运动数学模型。考虑USV的欠驱动特性,建立基于输出重定义的误差动态系统。为增强控制器的稳健性并削弱滑模控制导致的抖振影响,设计改进超螺旋滑模控制器,提高操纵控制系统的瞬态性能和稳态性能。针对复合扰动导数上界未知的情况,利用参数自适应技术对控制器参数进行估计。利用李雅普诺夫函数证明闭环系统的稳定性,采用数值仿真进行操纵控制性能验证。仿真结果表明,所提出的操纵控制算法具有良好的操纵控制性能,并可减轻抖振现象。
关键词
无人水面艇
自适应操纵
控制
改进
超螺旋
滑模
控制
改进
超螺旋滑模控制器
运动数学模型
输出重定义
抖振
李雅普诺夫函数
Keywords
Unmanned Surface Vessel(USV)
adaptive maneuvering control
improved super-twisting sliding mode control
improvod super-twisting sliding mode controller
motion mathematical model
output redefinition
buffet
Lyapunov function
分类号
U661.334 [交通运输工程—船舶及航道工程]
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职称材料
题名
固定翼无人机自适应滑模控制
被引量：
9
3
作者
宗群
张睿隆
董琦
张超凡
机构
天津大学电气自动化与信息工程学院
中国电子科技集团公司电子科学研究院
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第9期147-155,共9页
基金
国家自然科学基金(61673294)
装备预研教育部联合基金(6141A02033311)
文摘
针对固定翼无人机的姿态和速度控制中存在不确定和外部扰动的问题,设计自适应超螺旋滑模干扰观测器和控制器,实现了固定翼无人机对速度指令和姿态指令的有限时间精确跟踪.首先建立固定翼无人机速度模型和基于四元数的姿态误差模型;进而在该模型的基础上针对无人机飞行过程中的外部扰动和不确定问题,采用自适应超螺旋滑模算法设计干扰观测器对干扰和不确定进行快速估计,并在此基础上设计多变量超螺旋控制器使固定翼无人机快速、精确地跟踪期望的速度和姿态指令;最后基于Lyapunov理论证明了该系统的稳定性.仿真结果表明:所提出的综合控制策略可以实现固定翼无人机速度与姿态的快速精确跟踪并具有良好的鲁棒自适应能力,而且针对无人机不同的飞行指令,使用该控制策略都能使无人机快速稳定的达到预期目标.
关键词
固定翼无人机
速度
控制
姿态
控制
自适应
滑模
干扰观测器
超螺旋滑模控制器
四元数
Keywords
fixed-wing unmanned aerial vehicle(UAV)
velocity control
attitude control
adaptive sliding mode disturbance observer
super-twisting sliding mode control
quaternion
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
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
皇金锋
章乾
《上海交通大学学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法
骆庆焕
祝贵兵
《造船技术》
2025
0
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职称材料
3
固定翼无人机自适应滑模控制
宗群
张睿隆
董琦
张超凡
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
9
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职称材料
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