基于降阶扩张状态观测器的Buck变换器准滑模预测控制

1

作者 肖逸 李娟 +1 位作者 王铂钊 李生权 《南京理工大学学报》 北大核心 2025年第4期504-510,共7页

针对实际Buck变换器存在的输入电压波动和负载电阻突变等内外干扰问题,该文提出了基于降阶扩张状态观测器(RESO)的准滑模预测控制(QSMPC)。首先,考虑电感寄生电阻,建立了Buck变换器的输出误差模型。接着,为了提高系统的收敛速度,对干扰... 针对实际Buck变换器存在的输入电压波动和负载电阻突变等内外干扰问题,该文提出了基于降阶扩张状态观测器(RESO)的准滑模预测控制(QSMPC)。首先,考虑电感寄生电阻,建立了Buck变换器的输出误差模型。接着,为了提高系统的收敛速度,对干扰进行估计与补偿,设计了RESO。然后,为了对Buck变换器参考电压进行稳定、精确追踪,将准滑模理论引入模型预测控制(MPC)中,设计了基于滑模面的准滑模预测控制器。最后,通过仿真和实验验证了所提的方法具有更强的抗干扰能力和更优的电压跟踪性能。 展开更多

关键词 变换器 降阶扩张状态观测器 模型预测控制 准滑模理论 抗干扰技术

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直流降压变换器的降阶扩张状态观测器与滑模控制设计与实现 被引量：19

2

作者 王军晓 戎佳艺 俞立 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1486-1492,共7页

本文针对直流降压变换器的负载电阻扰动和输入电压变化等系统不确定因素对输出电压的影响,提出了基于降阶扩张状态观测器的滑模控制方法(SMC+RESO).首先设计降阶扩张状态观测器对系统状态,负载电阻扰动和输入电压变化进行估计,然后基于... 本文针对直流降压变换器的负载电阻扰动和输入电压变化等系统不确定因素对输出电压的影响,提出了基于降阶扩张状态观测器的滑模控制方法(SMC+RESO).首先设计降阶扩张状态观测器对系统状态,负载电阻扰动和输入电压变化进行估计,然后基于估计值利用滑模控制技术设计控制器,实现对直流降压变换器系统给定电压跟踪的快速性和准确性.值得注意的是,不同于文[1]所提出的基于扩张状态观测器的滑模控制方法(SMC+ESO),本文所提出的方法采用降阶扩张状态观测器,实现简单,且无需电流传感器,减小了实际应用的成本.利用Lyapunov稳定性定理从理论上证明了所设计的控制器可以保证闭环系统的稳定性.仿真和实验结果表明,与已有的基于扩张状态观测器的滑模控制方法相比,所提出的控制方法更好地改善了系统的跟踪性能和对干扰和不确定性的鲁棒性能,且减少了成本,但是牺牲了系统稳态性能. 展开更多

关键词 直流降压变换器 滑模控制 降阶扩张状态观测器 参数不确定性和干扰

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Buck变换器的降阶扩张状态观测器与无抖振滑模控制 被引量：8

3

作者 王书旺 李生权 +1 位作者 哀薇 李娟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期766-774,共9页

针对脉宽调制型Buck变换器的内外干扰和滑模控制的抖振等问题,本文提出了一种基于降阶扩张状态观测器和无抖振滑模的新型控制策略.首先,建立新型的跟踪误差状态空间模型,将匹配和不匹配干扰定义为统一的匹配干扰;然后,设计降阶扩张状态... 针对脉宽调制型Buck变换器的内外干扰和滑模控制的抖振等问题,本文提出了一种基于降阶扩张状态观测器和无抖振滑模的新型控制策略.首先,建立新型的跟踪误差状态空间模型,将匹配和不匹配干扰定义为统一的匹配干扰;然后,设计降阶扩张状态观测器提高跟踪误差微分和系统干扰的估计速度,并抵消负载和输入端的电压变化、系统参数不确定性对控制系统的影响;其次,利用跟踪误差微分的估计值设计滑模控制器抑制干扰估计误差,使得切换项近似为零,实现滑模技术的无抖振控制,提高Buck变换器系统电压跟踪的快速性和准确性.利用李雅普诺夫稳定判据从理论上证明了所提控制器的闭环稳定性.最后,仿真结果表明所提方法通过抑制抖振和内外干扰有效改善Buck变换器的鲁棒性和动态性能. 展开更多

关键词 BUCK变换器 滑模控制 降阶扩张状态观测器 跟踪误差状态空间模型 无抖振

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基于滑动窗实时小波降噪的扩张状态观测器及自抗扰控制 被引量：8

4

作者 秦华阳 陈增强 +1 位作者 孙明玮 孙青林 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期23-30,共8页

自抗扰控制技术应用已日渐成熟,但当系统中存在高频非平稳噪声信号时,线性自抗扰控制(LADRC)存在难以选取合适的观测器带宽的问题:当带宽较小时,线性扩张状态观测器(LESO)难以实现对总扰动的实时观测,会造成时滞;当带宽较大时,LESO又会... 自抗扰控制技术应用已日渐成熟,但当系统中存在高频非平稳噪声信号时,线性自抗扰控制(LADRC)存在难以选取合适的观测器带宽的问题:当带宽较小时,线性扩张状态观测器(LESO)难以实现对总扰动的实时观测,会造成时滞;当带宽较大时,LESO又会放大噪声对系统的影响,从而造成总扰动观测失真.为了解决这一问题,将小波降噪环节加入LADRC中,通过设计基于滑动窗实时小波降噪的LESO,对含噪输出信号进行实时降噪.使用Simulink搭建系统模型,分别在输出信号中加入高斯白噪声或谐波等不同类型的高频非平稳噪声进行仿真实验,并将所提方法与滑动平均法进行对比,结果验证了所提方法的有效性. 展开更多

关键词 自抗扰控制 滑动窗 扩张状态观测器 实时小波降噪 线性扩张状态观测器

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基于降阶线性扩张状态观测器的风电并网逆变器线性自抗扰控制 被引量：4

5

作者 周雪松 周泳良 马幼捷 《电测与仪表》 北大核心 2023年第8期157-163,共7页

针对风电并网逆变器直流母线电压易受电网电压波动和负载扰动影响的问题,提出了一种电压外环改进型线性自抗扰控制(LADRC)。建立了风电并网逆变器在d-q旋转坐标系下的数学模型,在此基础上,设计了基于降阶线性扩张状态观测器的线性自抗... 针对风电并网逆变器直流母线电压易受电网电压波动和负载扰动影响的问题,提出了一种电压外环改进型线性自抗扰控制(LADRC)。建立了风电并网逆变器在d-q旋转坐标系下的数学模型,在此基础上,设计了基于降阶线性扩张状态观测器的线性自抗扰控制,减小了观测器的相位滞后,提高了系统的扰动观测精度;在观测器总扰动通道上增加了一个超前滞后的校正环节以减弱观测器的噪声放大效应;文章对改进型LADRC控制策略进行了频域特性分析。仿真结果表明,相比于传统LADRC控制策略,所提的控制策略对并网逆变器直流母线电压具有更好的控制效果。 展开更多

关键词 风电并网逆变器 线性自抗扰控制 降阶线性扩张状态观测器 校正环节 频域特性

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基于扩张状态观测器的泵控电液伺服系统滑模控制 被引量：23

6

作者 郭新平 汪成文 +3 位作者 刘华 张震阳 吉鑫浩 赵斌 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1159-1168,共10页

以泵控电液伺服系统为研究对象,提出了一种基于扩张状态观测器的滑模位置跟踪控制策略。首先,利用奇异扰动理论对泵控电液伺服系统的数学模型进行降阶处理,得到降阶泵控电液位置伺服系统数学模型。其次,针对泵控电液伺服系统工况的复杂... 以泵控电液伺服系统为研究对象,提出了一种基于扩张状态观测器的滑模位置跟踪控制策略。首先,利用奇异扰动理论对泵控电液伺服系统的数学模型进行降阶处理,得到降阶泵控电液位置伺服系统数学模型。其次,针对泵控电液伺服系统工况的复杂性及外负载干扰问题,设计了扩张状态观测器对系统干扰在线观测,同时该观测器还可以对活塞杆的位置和速度信号进行估计。然后,利用观测到的干扰信号及速度信号,基于滑模控制理论设计了滑模变结构控制算法,对所提出的控制策略的稳定性进行了理论分析。最后,利用MATLAB/Simulink和AMESim仿真平台,搭建了泵控电液伺服系统的联合仿真模型,对算法的可行性及有效性进行了仿真验证。仿真结果表明,所设计的扩张状态观测器能对干扰进行精确估计,基于扩张状态观测器的滑模控制策略的位置跟踪性能显著优于PID控制器和传统滑模控制器,且对外部干扰力具有较强的鲁棒性,提高了泵控电液伺服系统的控制性能。 展开更多

关键词 泵控缸 降阶模型 扩张状态观测器 滑模控制 奇异扰动理论

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基于有限时间和状态观测器的双闭环AUV轨迹跟踪控制研究 被引量：2

7

作者 马洪潮 戴晓强 +2 位作者 曾庆军 夏楠 郭雨青 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第11期17-23,共7页

为解决欠驱动AUV轨迹跟踪中系统收敛速度慢、易发散、模型不确定等问题,提出了一种有限时间和降阶状态观测器双环闭合的运动控制策略。根据时间尺度原理分为位置控制环和姿态控制环,位置控制环使用有限时间控制方法来加快位置量的收敛速... 为解决欠驱动AUV轨迹跟踪中系统收敛速度慢、易发散、模型不确定等问题,提出了一种有限时间和降阶状态观测器双环闭合的运动控制策略。根据时间尺度原理分为位置控制环和姿态控制环,位置控制环使用有限时间控制方法来加快位置量的收敛速度;姿态控制环采用基于降阶扩张状态观测器的动态积分滑模来实现对姿态角的快速收敛和补偿混合不确定项。在三维仿真环境下模拟AUV轨迹跟踪的控制效果,通过仿真结果可看出:所设计的控制器在收敛速度、控制精度、鲁棒性及跟踪效果方面均高于常见的轨迹跟踪器,能较好地满足欠驱动AUV的轨迹跟踪控制需要。 展开更多

关键词 AUV 轨迹跟踪控制 有限时间控制 降阶扩张状态观测器

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光电稳定平台的分数阶降阶自抗扰控制设计

8

作者 陈旭 邸宏伟 +1 位作者 林国余 陈佳明 《电光与控制》 北大核心 2025年第1期95-99,共5页

为了提高光电稳定平台的动态性能与抗干扰能力,提出一种分数阶降阶自抗扰控制(FO-RADRC)算法。首先,利用系统输出信号的可测性和可靠性,采用降阶线性扩张状态观测器,提高观测效率和精度;然后,采用分数阶PD(FOPD)作为控制律,从而增强系... 为了提高光电稳定平台的动态性能与抗干扰能力,提出一种分数阶降阶自抗扰控制(FO-RADRC)算法。首先,利用系统输出信号的可测性和可靠性,采用降阶线性扩张状态观测器,提高观测效率和精度;然后,采用分数阶PD(FOPD)作为控制律,从而增强系统的稳定性和控制性能。通过数值仿真实验,与线性自抗扰算法和降阶线性自抗扰算法进行了对比分析。结果表明,所提算法在动态性能指标上均优于对比算法,且在不同频率的等效扰动作用下具有更强的扰动抑制能力。这些结果验证了所提改进算法在提升光电稳定平台控制效果方面的有效性和创新性。 展开更多

关键词 光电稳定平台 分数阶控制 自抗扰控制 降阶线性扩张状态观测器

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基于解耦模型预测控制的三相交错并联三电平DC-DC变换器均流控制策略

9

作者 孙曙光 徐永海 +2 位作者 袁敞 宋昕一 陈怡薇 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第14期13-26,共14页

针对三相交错并联三电平DC-DC变换器相间电流易受参数失配影响而不均衡的问题,提出一种基于解耦模型预测控制的均流控制策略。基于虚拟电压源对变换器进行拓扑等效,建立了变换器的平均状态方程。在此基础上,引入扩张状态观测器补偿相间... 针对三相交错并联三电平DC-DC变换器相间电流易受参数失配影响而不均衡的问题,提出一种基于解耦模型预测控制的均流控制策略。基于虚拟电压源对变换器进行拓扑等效,建立了变换器的平均状态方程。在此基础上,引入扩张状态观测器补偿相间电流差值中的耦合扰动,并基于控制环路的解耦关系提出一种具有间接控制变量与归一化代价函数的解耦模型预测控制。所提均流控制策略通过多控制环节的独立寻优,在实现变换器相间均流的同时可兼顾输入电压均压与平均输出电流跟踪的控制目标。同时,对解耦电流内环进行降阶等效,简化电压外环控制参数设计。最后,通过实验验证了所提均流控制策略的有效性。 展开更多

关键词 三相交错并联三电平DC-DC变换器 均流 扩张状态观测器 解耦模型预测控制 降阶等效

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单电感双输出Buck变换器改进滑模自抗扰控制

10

作者 皇金锋 周杰 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期248-258,共11页

针对单电感双输出(SIDO)Buck变换器发生输入电压跳变和负载扰动时输出支路间存在严重交叉影响使得输出电压暂态性能变差的问题,提出了一种基于降阶级联扩张状态观测器(CRESO)和改进非奇异终端滑模控制(TSMC)的自抗扰控制(ADRC)策略。首... 针对单电感双输出(SIDO)Buck变换器发生输入电压跳变和负载扰动时输出支路间存在严重交叉影响使得输出电压暂态性能变差的问题,提出了一种基于降阶级联扩张状态观测器(CRESO)和改进非奇异终端滑模控制(TSMC)的自抗扰控制(ADRC)策略。首先,根据状态空间平均法,建立了SIDO Buck变换器在电感电流连续模式下的数学模型,在此基础上分析了交叉影响产生的原理。其次,将变换器的主路和支路拟合成独立的2阶ADRC范式分开设计,针对传统扩张状态观测器(ESO)对状态变量和扰动观测精度不足的问题,利用CRESO对系统状态变量和内外总扰动项进行估计,以提升估计能力,并在相同带宽下提升扰动估计的速度。然后,利用非奇异TSMC设计状态误差反馈控制律,使滑模面能在有限时间内收敛到原点,代替比例-微分(PD)控制以提高系统的快速性和鲁棒性,并加入超扭矩算法进一步降低滑模控制的抖振现象。接着,通过特征值稳定判据和Lyapunov理论证明了CRESO和改进非奇异TSMC的稳定性,求出了CRESO的稳态误差范围和改进非奇异TSMC的收敛时间。最后,搭建了SIDO Buck变换器的仿真和实验平台,通过对比在输入电压和负载突变时,共模-差模电压(CMV-DMV)控制、传统ADRC和本文改进ADRC这3种策略的暂态性能差异,验证了本文所提控制策略的有效性和优越性。本文的控制策略减小了SIDO Buck变换器输出支路间的交叉影响,并提升了系统瞬态响应性能。 展开更多

关键词 单电感双输出 交叉影响 降阶级联扩张状态观测器 非奇异终端滑模 超扭矩控制算法

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直驱式波浪发电系统串级LADRC功率优化控制技术

11

作者 张斌 段汉年 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期645-653,共9页

通过结合浮子在波浪中的受力运动方程与永磁同步直线电机模型,构建等效电路,设计一种基于降阶线性状态观测器(RLESO)的双闭环串级线性自抗扰(LADRC)控制算法,且以永磁同步直线电机电压电流为输入,设计无传感器速度滑模观测器替代传统速... 通过结合浮子在波浪中的受力运动方程与永磁同步直线电机模型,构建等效电路,设计一种基于降阶线性状态观测器(RLESO)的双闭环串级线性自抗扰(LADRC)控制算法,且以永磁同步直线电机电压电流为输入,设计无传感器速度滑模观测器替代传统速度传感器。仿真结果表明,所提速度观测器可对实际速度予以准确估计,基于RLESO的串级LADRC控制策略于表现出良好的跟踪效果,拥有较好得抗干扰能力和鲁棒性,功率输出优化效果明显。 展开更多

关键词 波浪能 波能转换 最大功率点跟踪 线性自抗扰控制器 降阶线性扩张状态观测器 无速度传感器

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基于滑模自抗扰的储能变流器控制策略 被引量：2

12

作者 皇金锋 周杰 黄红杰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2171-2181,共11页

为了提高储能变流器(PCS)的动态性能,设计基于降阶级联扩张状态观测器(ESO)和互补滑模控制(CSMC)的改进自抗扰控制(ADRC)策略,将改进ADRC策略应用于PCS的双向DC/AC变流器电压外环.改进ESO为降阶级联ESO以提高状态变量和系统总扰动的估... 为了提高储能变流器(PCS)的动态性能,设计基于降阶级联扩张状态观测器(ESO)和互补滑模控制(CSMC)的改进自抗扰控制(ADRC)策略,将改进ADRC策略应用于PCS的双向DC/AC变流器电压外环.改进ESO为降阶级联ESO以提高状态变量和系统总扰动的估计速度,增加扰动估计能力;更改PD控制为CSMC以设计状态误差反馈律,提升PCS的系统鲁棒性;设计改进指数趋近律以抑制抖振现象.为了证明改进ADRC策略相较于PI控制和传统ADRC的优越性,建立仿真模型并搭建相关实验平台.仿真与实验结果表明,改进ADRC策略减小了PCS暂态时直流母线电压波动,提高了PCS交流侧功率响应速度,改善了交流侧的输出电能质量. 展开更多

关键词 储能变流器(PCS) 自抗扰控制(ADRC) 降阶级联扩张状态观测器 互补滑模控制(CSMC) 改进指数趋近律

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四旋翼飞行器降阶自抗扰控制 被引量：10

13

作者 李霞 陈奕梅 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2019年第10期43-48,72,共7页

针对四旋翼飞行器模型不确定、易受外界干扰影响等特点,采用一种降阶自抗扰控制(RADRC)方法对其位置和姿态进行控制,并对控制系统稳定性进行了分析。在该方法中,将降阶线性自抗扰控制(RLADRC)与非线性跟踪微分器结合,以适应四旋翼飞行... 针对四旋翼飞行器模型不确定、易受外界干扰影响等特点,采用一种降阶自抗扰控制(RADRC)方法对其位置和姿态进行控制,并对控制系统稳定性进行了分析。在该方法中,将降阶线性自抗扰控制(RLADRC)与非线性跟踪微分器结合,以适应四旋翼飞行器各通道对控制性能的不同需求。其中,设计的降阶线性扩张状态观测器(RLESO)仅观测系统输出微分信号及扰动,避免了对已知信息的重复观测,使系统带宽在保证RLESO估计精度的同时,减小系统的噪声敏感度。通过仿真和Qball2平台实验对RADRC与传统线性自抗扰方法的轨迹跟踪能力和抗扰性能进行了比较,验证了RADRC方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 四旋翼飞行器 降阶线性自抗扰控制 降阶线性扩张状态观测器 带宽 噪声敏感度

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基于降阶自抗扰的永磁同步电机位置控制 被引量：11

14

作者 高旭生 李娟 +2 位作者 李生权 李喆 冯波 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第8期105-108,113,共5页

为了实现永磁同步电机高精度位置控制,提出了一种基于降阶扩张状态观测器和线性反馈控制律的线性自抗扰三环位置控制策略。首先,建立永磁同步电机在d-q坐标系下的数学模型;其次,结合实际应用背景,针对系统中存在的建模误差和未建模干扰... 为了实现永磁同步电机高精度位置控制,提出了一种基于降阶扩张状态观测器和线性反馈控制律的线性自抗扰三环位置控制策略。首先,建立永磁同步电机在d-q坐标系下的数学模型;其次,结合实际应用背景,针对系统中存在的建模误差和未建模干扰改写位置环状态表达式;再次,根据修改后状态空间表达式设计降阶状态观测器并证明其收敛性且给出收敛条件;最后,结合降阶扩张状态观测器设计复合控制律,证明其稳定性。通过搭建定位实验平台进行传统三环定位控制、线性自抗扰位置控制和降阶线性自抗扰位置控制的对比验证,仿真和实验结果验证了所提方法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 位置控制 自抗扰控制 降阶扩张状态观测器

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电液位置伺服系统降阶自抗扰控制 被引量：11

15

作者 吴凌华 神英淇 +3 位作者 王静 李柏宏 王嘉磊 李建宏 《机床与液压》 北大核心 2022年第15期175-180,共6页

针对传统自抗扰控制应用于电液位置伺服系统时存在观测器阶数过高,造成状态观测器观测变量多、负担重、相位滞后严重及系统响应超调大等问题,采用降阶自抗扰控制方案进行处理。将系统位置信息视为已知,以降低观测器阶数,可有效削弱观测... 针对传统自抗扰控制应用于电液位置伺服系统时存在观测器阶数过高,造成状态观测器观测变量多、负担重、相位滞后严重及系统响应超调大等问题,采用降阶自抗扰控制方案进行处理。将系统位置信息视为已知,以降低观测器阶数,可有效削弱观测滞后、降低系统超调、提高系统抗扰能力,同时减少了控制器待整定参数,提高系统的稳定性。采用MATLAB与AMESim进行联合仿真。结果表明:与采用传统自抗扰控制器的系统相比,采用该控制策略的系统超调量降低79.8%,调整时间缩短22.7%,改善了电液位置伺服系统的控制性能,具有更优的抗扰性能。 展开更多

关键词 电液位置伺服系统 降阶自抗扰控制 系统超调 扩张状态观测器

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车载光电侦察平台视轴稳定技术研究 被引量：16

16

作者 方宇超 李梦雪 +1 位作者 车英 盖竹秋 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期410-417,共8页

为了进一步提高光电平台伺服控制系统的抗扰动能力,提出一种基于自抗扰控制器的改进型速度稳定回路。首先,分析了平台视轴稳定回路的数学模型并引入电流环对其进行了化简,通过伺服控制系统中扰动作用原理,引入扰动总和的思想。然后,设... 为了进一步提高光电平台伺服控制系统的抗扰动能力,提出一种基于自抗扰控制器的改进型速度稳定回路。首先,分析了平台视轴稳定回路的数学模型并引入电流环对其进行了化简,通过伺服控制系统中扰动作用原理,引入扰动总和的思想。然后,设计含有降阶扩张状态观测器的自抗扰控制器,对扰动总和实时观测并进行线性化前馈补偿。最后,以某型车载光电平台为控制对象,进行了PI控制器与自抗扰控制器的对比实验。实验结果表明,采用自抗扰控制器伺服控制系统相比PI控制法的阶跃响应速度更快,超调幅值仅为PI控制法的26.98%。使用摇摆台引入的频率为2.5Hz的正弦扰动,系统稳态误差幅值仅为PI控制法的9.76%。在系统模型参数改变±15%范围内,自抗扰控制器仍具有良好的抗扰能力,表现出很强的鲁棒性,满足光电平台的性能要求,对提升平台抗扰能力有着较高的实用性。 展开更多

关键词 光电平台 降阶扩张状态观测器 改进型速度环 前馈补偿 抗扰能力

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基于自抗扰控制的光电平台视轴稳定技术研究 被引量：13

17

作者 方宇超 李梦雪 车英 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期225-233,共9页

针对影响光电平台控制精度的载体速度扰动以及测量噪声等因素,设计了扰动自抗扰以及滤波控制的两部分控制策略。首先,通过分析光电平台伺服系统速度稳定环的数学模型中扰动作用原理,等效各个扰动作用并提出扰动总和思想,设计了基于降阶... 针对影响光电平台控制精度的载体速度扰动以及测量噪声等因素,设计了扰动自抗扰以及滤波控制的两部分控制策略。首先,通过分析光电平台伺服系统速度稳定环的数学模型中扰动作用原理,等效各个扰动作用并提出扰动总和思想,设计了基于降阶扩张状态观测器的自抗扰控制器。其次,利用卡尔曼滤波器对系统中测量噪声进行了滤波处理,降低了扩张状态观测器的估计误差。最后,详细地进行了传统PI控制系统与文中设计的卡尔曼自抗扰控制系统的对比实验。实验结果表明,在设计带宽相同的情况下,卡尔曼自抗扰控制系统相比PI控制系统的阶跃响应稳定时间减小32.53%,超调幅值减小72.73%;当使用摇摆台引入幅值为1°频率、在2.5 Hz以内的正弦扰动时,卡尔曼自抗扰控制系统较PI控制系统的扰动隔离度提升了54.67%以上;在系统模型参数改变±15%范围内,卡尔曼自抗扰控制系统仍具有优异的扰动隔离性能,表现出较强鲁棒性,满足光电平台视轴稳定的性能要求,对提升视轴稳定精度有较高实用价值。 展开更多

关键词 光电平台 降阶扩张状态观测器 卡尔曼滤波 扰动隔离度

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基于RESO和复合滑模的永磁同步电动机调速控制 被引量：6

18

作者 李娟 冯波 +2 位作者 李生权 王书旺 哀薇 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第3期330-336,共7页

针对永磁同步电动机存在建模误差、参数和负载变化等内外干扰问题,提出一种基于降阶扩张状态观测器的复合滑模调速策略.首先,基于永磁同步电动机的状态空间模型,考虑到光电编码器可测量永磁同步电动机的转速信号,只需要设计观测器对系... 针对永磁同步电动机存在建模误差、参数和负载变化等内外干扰问题,提出一种基于降阶扩张状态观测器的复合滑模调速策略.首先,基于永磁同步电动机的状态空间模型,考虑到光电编码器可测量永磁同步电动机的转速信号,只需要设计观测器对系统的总干扰进行估计和消除,并分析降阶扩张状态观测器的性能;接着,引入滑模控制,设计滑模面和控制律,提高系统的抗干扰能力,并用Lyapunov方法证明控制器的稳定性;最后,基于DSP芯片TMS320F28335为控制核心和MATLAB环境下的控制模块,搭建半实物调速控制系统平台,并与传统PI控制和线性自抗扰控制进行对比验证.结果表明,所提出的复合滑模控制策略相较于传统方法在加载时转速变化量减少了60%以上,具有优越的抗干扰和调速性能. 展开更多

关键词 永磁同步电动机 速度环控制 降阶扩张状态观测器 滑模控制 自抗扰控制 干扰抑制 系统实现

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机载光电稳瞄平台的线性自抗扰控制 被引量：21

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作者 王春阳 赵尚起 +1 位作者 史红伟 刘雪莲 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期238-244,共7页

为了提高机载光电稳瞄平台的抗扰动能力和动态响应特性,在平台上进行了基于线性自抗扰控制的改进控制方法研究。改进的线性自抗扰控制器采用模型辅助的降阶线性扩张状态观测器以及采用系统输出量和输出量微分来产生控制量,不仅可以减小... 为了提高机载光电稳瞄平台的抗扰动能力和动态响应特性,在平台上进行了基于线性自抗扰控制的改进控制方法研究。改进的线性自抗扰控制器采用模型辅助的降阶线性扩张状态观测器以及采用系统输出量和输出量微分来产生控制量,不仅可以减小观测器的相位滞后和观测负担,提高观测器对扰动的估计能力,还可以减小观测器滞后和估计误差对控制律的影响。仿真实验结果表明:改进的线性自抗扰控制器在低中频段具有更好的频域特性,阶跃响应实验中表现出更好的动态响应特性,在系统输入为零的条件下,给系统施加幅值为π、频率为2.5 Hz的正弦波力矩扰动和正弦波角速度扰动,基于线性自抗扰控制器的系统输出残差峰值分别为0.175(°)/s与0.566(°)/s,基于改进的线性自抗扰控制器的系统输出残差峰值分别为0.155(°)/s与0.030(°)/s,实验结果验证了改进方法的有效性。 展开更多

关键词 线性自抗扰控制 降阶线性扩张状态观测器 模型辅助 机载光电稳瞄平台

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基于扰动补偿的多源受扰系统反步控制设计

20

作者 姜福喜 周兰 +2 位作者 高东旭 潘昌忠 熊培银 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2340-2348,共9页

针对一类多源受扰系统的跟踪控制问题,提出基于降阶广义扩张状态观测器(ROGESO)的指令滤波反步控制设计方法.首先,将各通道中的总扰动分别作为扩展状态变量,通过构造ROGESO对其进行同步实时估计.在此基础上,利用反步法递归设计虚拟控制... 针对一类多源受扰系统的跟踪控制问题,提出基于降阶广义扩张状态观测器(ROGESO)的指令滤波反步控制设计方法.首先,将各通道中的总扰动分别作为扩展状态变量,通过构造ROGESO对其进行同步实时估计.在此基础上,利用反步法递归设计虚拟控制律,实现各级子系统的镇定,并将各通道的扰动估计值反馈至对应子系统的虚拟控制律中进行反向补偿,提高系统的扰动抑制性能,保证系统输出对参考输入信号的高精度跟踪.然后,应用Lyapunov函数分析闭环系统的稳定性.最后,通过数值仿真验证所提方法的有效性. 展开更多

关键词 扰动补偿 跟踪控制 反步控制 降阶广义扩张状态观测器

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