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基于超螺旋积分滑模观测器的永磁同步电机三矢量无模型预测电流控制
1
作者 杨公德 杨云静 林明耀 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第16期6505-6516,I0030,共13页
为增强永磁同步电机三矢量模型预测电流控制在参数失配下的鲁棒性,提出一种基于超螺旋积分滑模观测器的永磁同步电机三矢量无模型预测电流控制策略。基于永磁同步电机在参数失配时的数学模型,建立电机新型超局部模型。设计采用积分滑模... 为增强永磁同步电机三矢量模型预测电流控制在参数失配下的鲁棒性,提出一种基于超螺旋积分滑模观测器的永磁同步电机三矢量无模型预测电流控制策略。基于永磁同步电机在参数失配时的数学模型,建立电机新型超局部模型。设计采用积分滑模面的超螺旋积分滑模观测器,快速并精确地估计新型超局部模型中的未知扰动项,并进行前馈补偿以减小参数失配对电机控制性能的影响。采用基于电压误差的矢量占空比计算方法,通过引入电压误差避免预测电流的计算,从而减少控制系统计算量。实验对比分析所提控制方法、三矢量模型预测电流控制、基于代数辨识法的三矢量无模型预测电流控制和基于滑模观测器的三矢量无模型预测电流控制的控制性能和计算量,表明所提控制方法在保持电机良好控制性能的同时,具有更强的鲁棒性和较小的计算量。 展开更多
关键词 三矢量 无模型预测电流控制 参数失配 超螺旋积分滑模观测器 新型超局部模型
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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
2
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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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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基于超螺旋滑模观测器的电磁直线执行器位移估计与分析
4
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
5
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
6
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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基于增强型自适应超螺旋滑模观测器的永磁同步电机控制策略
7
作者 宋雨生 卓森庆 +3 位作者 李发顺 王璇 郭长兴 沈传文 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期1-11,共11页
针对永磁同步电机(PMSM)传统滑模观测器(SMO)符号函数的不连续性引起的抖振问题,同时降低低通滤波器(LPF)环节和相位补偿环节带来的复杂性,提出一种增强型自适应超螺旋滑模观测器(E-ASTSMO)无速度传感器控制算法。采用连续光滑且边界层... 针对永磁同步电机(PMSM)传统滑模观测器(SMO)符号函数的不连续性引起的抖振问题,同时降低低通滤波器(LPF)环节和相位补偿环节带来的复杂性,提出一种增强型自适应超螺旋滑模观测器(E-ASTSMO)无速度传感器控制算法。采用连续光滑且边界层可调节的二阶非线性函数代替自适应超螺旋滑模观测器(STSMO)中的开关函数,改善系统的不连续性,有效抑制转矩波动,并降低滑模固有抖振。设计一种可以根据转速自适应调整的滑模系数,兼顾低速域与高速域的扩展反电动势估计性能,能在更宽的转速范围内精准估计转子位置,降低转速误差和转子位置估计误差。针对改进E-ASTSMO和传统SMO进行对比仿真和实验,结果表明E-ASTSMO具有更好的动态性能、稳态转子位置估计性能及参数鲁棒性,有效提高PMSM无传感器控制性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无传感器控制 滑模观测器 超螺旋算法 抖振抑制 转子位置估计
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基于滑模扰动观测器的永磁同步电机新型无模型超螺旋滑模控制
8
作者 吴瑄 朱其新 朱永红 《机床与液压》 北大核心 2025年第17期119-126,共8页
针对表贴式永磁同步电机(SPMSM)控制系统在突加负载扰动下导致的电机控制性能下降问题,提出一种基于滑模扰动观测器的新型无模型超螺旋滑模控制方法(NMFSTSMC)。根据SPMSM在参数摄动下的数学模型,建立转速环新型超局部模型。采用新型二... 针对表贴式永磁同步电机(SPMSM)控制系统在突加负载扰动下导致的电机控制性能下降问题,提出一种基于滑模扰动观测器的新型无模型超螺旋滑模控制方法(NMFSTSMC)。根据SPMSM在参数摄动下的数学模型,建立转速环新型超局部模型。采用新型二阶超螺旋滑模控制律设计转速环控制器,以加快电机系统收敛速度,同时削弱滑模抖振带来的影响。为提高系统的控制精度,设计滑模扰动观测器估计新型超局部模型中未知部分并进行前馈补偿。最后,为了验证所提方法的可行性和有效性,与传统PI控制和SMC控制策略进行对比。结果表明:NMFSTSMC可以更快速地达到转速参考值,并且基本无超调,即使突加10 N·m的负载扰动,也能迅速恢复至转速参考值,同时转速波动更小。证明了NMFSTSMC可以实现对电机系统的高精度控制具有强鲁棒性,在削弱抖振的同时提高系统鲁棒性与动态响应速度。 展开更多
关键词 永磁同步电机 新型超局部模型 无模型超螺旋滑模控制 滑模扰动观测器
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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
9
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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基于改进超螺旋与扩张观测器的多PMSM同步控制
10
作者 李小松 杜鹏 +2 位作者 吴浪 陈睿 陈磊磊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第5期150-155,共6页
为了解决多PMSM同步控制系统的动态响应速度慢和同步控制精度低等问题,提出了基于改进快速超螺旋滑模和扩张观测器的多PMSM同步控制。首先,设计了基于改进快速超螺旋滑模的速度控制器,优化系统的动态调节性能,提升系统的响应速度;其次,... 为了解决多PMSM同步控制系统的动态响应速度慢和同步控制精度低等问题,提出了基于改进快速超螺旋滑模和扩张观测器的多PMSM同步控制。首先,设计了基于改进快速超螺旋滑模的速度控制器,优化系统的动态调节性能,提升系统的响应速度;其次,引入超螺旋扩张观测器对电机负载扰动进行监测,并将获取的反馈信息传递至滑模控制器,实现更精准的控制调节;同时,改进了偏差耦合控制结构,减少了负载扰动下的转速波动和系统同步误差。结果显示,相较于传统PI控制方法,所提出的改进方法显著提高系统约68%的跟踪性能和约75.3%的同步性能,为实现多电机的精密协同控制提供了新颖有效的途径。 展开更多
关键词 多电机同步控制 超螺旋算法 滑模控制 扩张观测器 偏差耦合控制
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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
11
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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基于不确定性观测器的牵引机恒转速新型非线性积分滑模控制
12
作者 周俊宏 林光龙 +3 位作者 吴建芳 张龙浩 曾凡敬 吴荣华 《液压与气动》 北大核心 2025年第9期116-125,共10页
针对输电放线设备中闭式液压牵引机的恒转速控制问题,提出了一种新型非线性积分滑模控制方法。首先,建立了牵引机恒转速控制系统的详细数学模型,同时为了降低控制器复杂度和工程实践难度,利用奇异摄动思想对模型进行了合理的降阶处理。... 针对输电放线设备中闭式液压牵引机的恒转速控制问题,提出了一种新型非线性积分滑模控制方法。首先,建立了牵引机恒转速控制系统的详细数学模型,同时为了降低控制器复杂度和工程实践难度,利用奇异摄动思想对模型进行了合理的降阶处理。其次,利用降阶模型设计了一种新型的非线性积分滑模控制方法,通过Lyapunov稳定性理论详细地说明了引入非线性项可有效提高收敛速度和控制精度。此外,为了进一步提高系统对不确定性的鲁棒性,设计了一种不确定性观测器,对系统中包括参数不确定性和外部扰动在内的各种不确定性进行观测和补偿。最后,利用多物理域建模工具箱Simscape搭建了牵引机转速控制系统的仿真平台,将所提控制方法与传统的积分滑模控制和比例积分控制进行了仿真验证比较。结果不但表明了降阶模型的有效性,而且无论对于阶跃型还是正弦时变负载,设计的不确定性观测器均能实现准确估计。牵引机转速阶跃响应无超调,调节时间缩短至1.2 s,对于100 N·m的静态负载,速度降仅为00127 m/s;对于100sin(πt)N獉m的动态负载,速度最大稳态误差为0.012 m/s。即使系统在同时存在参数正负摄动和100sin(πt)N獉m时变负载的复合工况下,速度最大稳态误差也仅为0016 m/s,因此所提出的控制方法能显著提升牵引机的恒转速控制性能。 展开更多
关键词 放线设备 闭式液压牵引机 恒转速控制 非线性积分滑模控制 不确定性观测器
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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：8
13
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
14
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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基于自适应扰动观测器的电磁直线驱动器改进滑模控制
15
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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基于自适应超螺旋滑模观测器的Buck变换器无模型预测控制 被引量：2
16
作者 陈南振 于新红 +2 位作者 许立斌 江田田 汪凤翔 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期17-23,共7页
针对三相交错并联Buck变换器在外部干扰下影响系统鲁棒性和动态性能的问题,本文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测控制策略。首先,建立超局部模型代替原有的数学模型,设计自适应超螺旋滑模观测器估计超局部模型中的动态... 针对三相交错并联Buck变换器在外部干扰下影响系统鲁棒性和动态性能的问题,本文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测控制策略。首先,建立超局部模型代替原有的数学模型,设计自适应超螺旋滑模观测器估计超局部模型中的动态部分。然后,引入最小二乘法预测电流误差趋势,动态调整观测器增益矩阵。最后,构建离散方程,设计代价函数,实现无模型预测控制。实验结果验证了所提算法可以有效抑制因外部扰动产生的稳态误差,且相较于传统无模型预测控制具有更好的鲁棒性和动态性能。 展开更多
关键词 三相交错并联Buck变换器 超螺旋滑模观测器 无模型预测控制
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永磁同步电机粒子群滑模观测器无位置传感器控制 被引量：2
17
作者 张静 李贵远 +1 位作者 刘杰 崔安迪 《现代电子技术》 北大核心 2025年第6期161-167,共7页
针对永磁同步电机传统滑模观测器存在高频滑模噪声,从而导致精度低、较大抖振以及相位延迟的问题,以及使用固定的滑模参数会使估算精度受到参数干扰而产生误差的情况,造成控制精度比较低,提出一种改进的粒子群优化(IPSO)算法超螺旋滑模... 针对永磁同步电机传统滑模观测器存在高频滑模噪声,从而导致精度低、较大抖振以及相位延迟的问题,以及使用固定的滑模参数会使估算精度受到参数干扰而产生误差的情况,造成控制精度比较低,提出一种改进的粒子群优化(IPSO)算法超螺旋滑模观测器作为无位置传感器控制的改进方法。该方法首先进行永磁同步电机数学模型的建立,然后建立超螺旋滑模观测器,最后应用改进粒子群算法。超螺旋算法采用积分形式来消除高频噪声,减小误差抖振以及相位延迟。引入改进粒子群算法对滑模观测器参数进行滑模参数寻优,通过在线调整滑模系数可以获得较高的收敛速度和稳态精度。仿真和实验结果验证了该控制策略能有效抑制系统抖振,减小相位延迟,且估计精度高,进一步说明该策略在电动汽车中有一定的可行性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 超螺旋滑模观测器 改进的粒子群优化算法 滑模参数 高频噪声
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机械臂自适应超螺旋积分终端滑模控制
18
作者 张岳 刘振 +1 位作者 江保平 高存臣 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第9期1514-1521,共8页
针对n自由度不确定性刚性机械臂动力学系统,提出了一种新的自适应超螺旋积分终端滑模控制方法,以实现机械臂系统的轨迹跟踪控制。首先,给出了一种新型的积分终端滑模面设计,并基于所提出的改进变指数趋近律方案,设计了系统的自适应滑模... 针对n自由度不确定性刚性机械臂动力学系统,提出了一种新的自适应超螺旋积分终端滑模控制方法,以实现机械臂系统的轨迹跟踪控制。首先,给出了一种新型的积分终端滑模面设计,并基于所提出的改进变指数趋近律方案,设计了系统的自适应滑模变结构控制器,以有效地抑制系统的未知不确定性和外界扰动,并保证系统快速到达滑模面,降低系统的抖振。其次,通过构造合适的Lyapunov函数,对机械臂误差系统的收敛性进行了分析。最后,利用二自由度机械臂系统模型进行仿真实验,验证了所提出控制方法的有效性。 展开更多
关键词 机械臂 积分终端滑模 自适应律 超螺旋算法
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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
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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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基于有限时间观测器的两级式储能变流器改进滑模自抗扰控制
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作者 黄红杰 皇金锋 周杰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第1期178-189,共12页
针对传统控制策略下两级式储能变流器功率变化时的暂态性能差和直流母线电压波动大的问题,该文设计了一种基于有限时间观测器的滑模自抗扰控制(ADRC)策略,并将该控制策略应用于变流器的功率控制和双向DC-DC变换器的直流母线电压控制中... 针对传统控制策略下两级式储能变流器功率变化时的暂态性能差和直流母线电压波动大的问题,该文设计了一种基于有限时间观测器的滑模自抗扰控制(ADRC)策略,并将该控制策略应用于变流器的功率控制和双向DC-DC变换器的直流母线电压控制中以提高系统的暂态性能。首先,该控制策略以自抗扰控制(ADRC)为基础,将变流器之间的耦合部分归入集总扰动中,通过有限时间观测器快速、精准地估计扰动,并将扰动估计值通过前馈补偿以提高控制器的解耦能力;其次,采用基于改进的变速趋近律和积分滑模设计反馈控制律以提高误差的收敛速度和抗扰性能;再次,根据Lyapunov理论证明了该文控制的稳定性和有限时间收敛性;最后,进行了仿真及实验验证。结果表明,该文所提控制策略较PI控制和ADRC策略具有更好的解耦效果,并减小了并网电流谐波,提高了系统暂态响应能力。 展开更多
关键词 两级式储能变流器 有限时间观测器 自抗扰控制 积分滑模 StarSim
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