基于扩张状态观测器的非完整系统的镇定控制:一种全驱系统方法

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作者 宁文慧 高铭 +1 位作者 吕荣平 张中才 《指挥与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期620-627,共8页

利用全驱系统方法,研究一类具有未知外部扰动的非完整系统的全局镇定控制问题。针对系统的两个控制输入,分别设计指数镇定控制器和基于扩张状态观测器的输出反馈镇定控制器。基于全驱系统模型,通过引入扩张状态观测器来估计系统状态和... 利用全驱系统方法,研究一类具有未知外部扰动的非完整系统的全局镇定控制问题。针对系统的两个控制输入,分别设计指数镇定控制器和基于扩张状态观测器的输出反馈镇定控制器。基于全驱系统模型,通过引入扩张状态观测器来估计系统状态和未知外部扰动。稳定性分析表明,所提出的镇定控制策略能够保证闭环系统的信号是一致有界的。仿真结果验证了所提出的控制方案的有效性和合理性。 展开更多

关键词 非完整系统 镇定控制 扩张状态观测器 全驱系统方法

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基于扩张状态观测器的稳定平台非奇异终端滑模控制 被引量：11

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作者 周向阳 李玲玲 赵立波 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期161-169,共9页

针对多源扰动对航空遥感惯性稳定平台稳定精度影响,提出一种基于扩张状态观测器的稳定平台非奇异终端滑模控制复合控制策略,对多源扰动进行抑制,提高稳定平台指向精度,实现高精度成像。首先采用非奇异终端滑模控制,将多源扰动视为总和干... 针对多源扰动对航空遥感惯性稳定平台稳定精度影响,提出一种基于扩张状态观测器的稳定平台非奇异终端滑模控制复合控制策略,对多源扰动进行抑制,提高稳定平台指向精度,实现高精度成像。首先采用非奇异终端滑模控制,将多源扰动视为总和干扰,设计非奇异终端滑模控制面和控制律,实现对多源扰动的有效抑制;针对滑模控制存在的抖振问题,采用扩张状态观测器对扰动进行观测,将观测到的状态量及总和干扰作为校正依据,对非奇异终端滑模控制律进行校正,实现控制律的优化,从而实时抑制抖振扰动;最后,对方法的有效性进行仿真分析及实验验证。结果表明,提出的复合控制方法扰动抑制能力明显,可有效提高惯性稳定平台稳定性和指向精度。 展开更多

关键词 惯性稳定平台 非奇异终端滑模 扩张状态观测器 抖振 扰动抑制

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基于非光滑观测器的间隙三明治系统状态估计 被引量：3

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作者 周祖鹏 谭永红 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期34-40,共7页

在工业领域,机械传动系统、液压系统等往往含有间隙特性,这类系统可以用带间隙的三明治系统描述.本文针对带间隙的三明治系统特点,构建了一种非光滑观测器以对系统状态进行估计.首先根据带间隙三明治系统的特点,采用分离原理,建立了描... 在工业领域,机械传动系统、液压系统等往往含有间隙特性,这类系统可以用带间隙的三明治系统描述.本文针对带间隙的三明治系统特点,构建了一种非光滑观测器以对系统状态进行估计.首先根据带间隙三明治系统的特点,采用分离原理,建立了描述系统特性的非光滑状态空间方程.据此构造了能够随系统工作区间变化而自动切换的非光滑观测器,给出了相应的收敛定理及其证明.最后通过伺服液压系统的例子,分别比较了非光滑观测器和传统的观测器对状态的跟踪效果,比较结果表明非光滑观测器对于带间隙三明治系统状态变量估计的准确性要优于传统的观测器. 展开更多

关键词 非光滑观测器 间隙 三明治系统 状态估计

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基于非光滑观测器的迟滞三明治系统状态估计 被引量：2

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作者 周祖鹏 谭永红 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期847-856,共10页

针对带迟滞的三明治系统特点,构建了一种非光滑观测器以对系统状态进行估计.首先根据带迟滞三明治系统的特点,采用分离原理,建立了描述系统特性的非光滑状态空间方程.据此构造了能够随系统工作区间变化而自动切换的非光滑观测器,给出了... 针对带迟滞的三明治系统特点,构建了一种非光滑观测器以对系统状态进行估计.首先根据带迟滞三明治系统的特点,采用分离原理,建立了描述系统特性的非光滑状态空间方程.据此构造了能够随系统工作区间变化而自动切换的非光滑观测器,给出了相应的收敛定理及其证明.最后通过仿真,分别比较了非光滑观测器和传统的观测器对状态的跟踪效果,比较结果表明非光滑观测器对于带迟滞三明治系统状态变量估计的准确性要优于传统的观测器. 展开更多

关键词 非光滑观测器 迟滞 三明治系统 状态估计

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基于非光滑观测器的带死区三明治系统状态估计 被引量：1

5

作者 周祖鹏 谭永红 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1063-1070,共8页

在控制工程实际中,许多含有死区的系统可以用带死区的三明治系统描述.本文针对带死区的三明治系统特点,构建了一种非光滑观测器以对系统状态进行估计.首先根据带死区三明治系统的特点,由分离原理,建立了描述系统特性的非光滑状态空间方... 在控制工程实际中,许多含有死区的系统可以用带死区的三明治系统描述.本文针对带死区的三明治系统特点,构建了一种非光滑观测器以对系统状态进行估计.首先根据带死区三明治系统的特点,由分离原理,建立了描述系统特性的非光滑状态空间方程.据此构造了能够随系统工作区间变化而自动切换的非光滑观测器,给出了相应的收敛定理及其证明.最后通过仿真,分别比较了非光滑观测器和传统的观测器对状态的跟踪效果,比较结果表明非光滑观测器对于带死区三明治系统状态变量估计的准确性要优于传统的观测器. 展开更多

关键词 非光滑观测器 死区 三明治系统 状态估计

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基于扩张状态观测器滤波的坦克炮控系统模型参考自适应控制 被引量：12

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作者 冯亮 马晓军 李华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期1375-1381,共7页

坦克炮控系统是一类不确定、非线性的复杂系统。针对其在低速运行时产生"爬行"、振荡等的问题,依据扩张状态观测器(ESO)滤波和Popov超稳定理论,提出了一种基于ESO滤波的模型参考自适应控制方法。研究了坦克炮控系统的数学模型... 坦克炮控系统是一类不确定、非线性的复杂系统。针对其在低速运行时产生"爬行"、振荡等的问题,依据扩张状态观测器(ESO)滤波和Popov超稳定理论,提出了一种基于ESO滤波的模型参考自适应控制方法。研究了坦克炮控系统的数学模型,给出了基本假设,设计了ESO滤波器和模型参考自适应控制器,并证明了其稳定性,最后通过仿真验证了该方法的有效性。仿真结果表明,该方法有效地消除了系统的未建模动态及外界扰动的影响,增强了系统的快速性,解决了系统的低速"爬行"问题,改善了系统的稳态性能,为炮控系统实际设计提供了一个可行的解决方案。 展开更多

关键词 自动控制技术 模型参考自适应控制 坦克炮控系统 扩张状态观测器滤波 非线性 非参数不确定性

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基于扩张状态观测器的永磁同步电机重复学习控制 被引量：10

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作者 陈强 许昌源 孙明轩 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1372-1380,共9页

本文针对非参数不确定永磁同步电机系统,提出一种基于扩张状态观测器的重复学习控制方法,实现对周期期望轨迹的高精度跟踪.首先,将永磁同步电机中的非参数不确定性分为周期不确定与非周期不确定两部分.其次,构造包含周期不确定的未知期... 本文针对非参数不确定永磁同步电机系统,提出一种基于扩张状态观测器的重复学习控制方法,实现对周期期望轨迹的高精度跟踪.首先,将永磁同步电机中的非参数不确定性分为周期不确定与非周期不确定两部分.其次,构造包含周期不确定的未知期望控制输入,并设计重复学习律估计未知期望控制输入并补偿系统周期不确定.在此基础上,设计扩张状态观测器,估计系统未知状态和补偿非周期性不确定,进而提高系统鲁棒性.与已有的部分限幅学习律相比,本文提出的全限幅重复学习律可以保证估计值的连续性且能够被限制在指定的界内.最后,基于李雅普诺夫方法分析误差的收敛性能,并给出仿真和实验结果验证本文所提方法的有效性. 展开更多

关键词 重复学习控制 非参数不确定 扩张状态观测器 全限幅学习律 永磁同步电机

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基于扩张状态观测器的连铸结晶器振动位移系统自适应滑模控制 被引量：7

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作者 李建雄 张文博 +1 位作者 章启宇 方一鸣 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期120-128,共9页

针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在时变负载转矩、参数不确定性等问题,本文提出了一种基于扩张状态观测器(extended state observer, ESO)的自适应非奇异终端滑模(nonsingular terminal sliding mode,NTSM)控制方法.首先... 针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在时变负载转矩、参数不确定性等问题,本文提出了一种基于扩张状态观测器(extended state observer, ESO)的自适应非奇异终端滑模(nonsingular terminal sliding mode,NTSM)控制方法.首先,设计ESO对系统存在的综合扰动和不可测状态进行估计.然后,采用分层设计的方法,分别对位移跟踪子系统和电流环子系统设计基于ESO的自适应NTSM控制器和滑模控制器.为削弱ESO估计误差对跟踪精度的影响,在NTSM控制器中引入了自适应增益.可以证明,所设计的控制器能够保证闭环系统所有信号有界,系统状态可渐近收敛到原点附近的小邻域内.最后,仿真结果验证了所提出控制方法的有效性. 展开更多

关键词 连铸结晶器 振动位移系统 扩张状态观测器 非奇异终端滑模控制 自适应增益

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基于双频扩张状态观测器的无人机抗扰控制 被引量：3

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作者 夏笠城 王姝旸 +1 位作者 张晶 杨凌宇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1201-1208,共8页

针对实际系统中普遍存在的非匹配快变扰动和量测噪声问题,提出了一种基于双频扩张状态观测器(BESO)的反步抗扰控制方法。双频扩张状态观测器通过方向转换因子和双带宽比例因子调整观测器的带宽,在准确估计快变扰动的同时可避免放大量测... 针对实际系统中普遍存在的非匹配快变扰动和量测噪声问题,提出了一种基于双频扩张状态观测器(BESO)的反步抗扰控制方法。双频扩张状态观测器通过方向转换因子和双带宽比例因子调整观测器的带宽,在准确估计快变扰动的同时可避免放大量测噪声。在此基础上结合反步控制,形成一种逐级补偿的控制结构,通过Lyapunov方法设计了控制律,可保证系统对非匹配扰动的渐进稳定。针对工程应用,进一步给出了控制器参数调节的建议。将所提控制律应用于微型四旋翼无人机的定高控制,仿真结果验证了其补偿非匹配扰动和抑制量测噪声方面的有效性。 展开更多

关键词 双频扩张状态观测器 反步控制 非匹配扰动 量测噪声 快变干扰

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基于迭代扩张状态观测器的数据驱动最优迭代学习控制 被引量：14

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作者 惠宇 池荣虎 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1672-1679,共8页

针对一类带扰动有限时间内重复运行的离散时间非线性非仿射不确定系统,本文提出了一种基于迭代扩张状态观测器的数据驱动最优迭代学习控制方法.首先,提出了改进的迭代动态线性化方法,将被控系统线性化为与控制输入有关的仿射形式,并将... 针对一类带扰动有限时间内重复运行的离散时间非线性非仿射不确定系统,本文提出了一种基于迭代扩张状态观测器的数据驱动最优迭代学习控制方法.首先,提出了改进的迭代动态线性化方法,将被控系统线性化为与控制输入有关的仿射形式,并将不确定性合并到一个非线性项中;然后,设计了迭代扩张状态观测器对非线性不确定项进行估计,作为对扰动的补偿;最后,设计了性能指标函数,通过最优技术,提出了参数迭代更新律和最优学习控制律.本文通过数学分析,证明了跟踪误差的有界收敛性.仿真结果验证了方法的有效性.所提出的新型迭代动态线性化方法可很大程度上降低线性化后的控制增益的动态复杂性,使其易于估计.所提出的迭代扩张状态观测器可以在重复中学习,对非重复扰动可进行有效的估计.此外,本文控制器的设计与分析是数据驱动的控制方法,除了被控系统的输入输出数据以外,不需要任何其他模型信息. 展开更多

关键词 数据驱动控制 迭代学习控制 扩张状态观测器 非线性非仿射系统 动态线性化

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基于扩张状态观测器的鲁棒迭代学习控制 被引量：4

11

作者 谭程元 王晶 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期1680-1686,共7页

针对一类包含模型不确定和外界干扰等非重复扰动的线性离散系统,本文通过将迭代学习控制与自抗扰技术相结合,提出一种新的基于扩张观测器的鲁棒迭代学习控制方法.本文以时间轴和迭代轴两个方向同时出发考虑系统的非重复扰动估计和稳定... 针对一类包含模型不确定和外界干扰等非重复扰动的线性离散系统,本文通过将迭代学习控制与自抗扰技术相结合,提出一种新的基于扩张观测器的鲁棒迭代学习控制方法.本文以时间轴和迭代轴两个方向同时出发考虑系统的非重复扰动估计和稳定收敛问题.将与时间和迭代轴同时相关的模型不确定及外界干扰等因素归纳为系统总扰动,针对其非重复变化特性给出了扩张观测器的设计,保证在批次内快速、准确地估计系统总扰动;基于上述扰动估计,设计新型的迭代学习控制律,利用线性矩阵不等式方法证明了整个鲁棒迭代学习系统的稳定性和收敛性,并给出合理的控制器参数估计条件.此外,讨论了迭代学习控制中第一批次的控制律设计问题,给出合理的自抗扰控制器设计.最后通过仿真对比实验验证了本文方法的可行性和有效性. 展开更多

关键词 迭代学习控制 扩张状态观测器 非重复扰动 自抗扰控制

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基于预设非奇异终端滑模控制的高速列车速度控制研究 被引量：2

12

作者 侯涛 魏建鹏 牛宏侠 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期38-50,共13页

针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设... 针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设计扩张状态观测器对高速列车运行过程中所受的内部和外部的未知干扰进行估计和补偿;然后,通过采用预设性能函数把系统跟踪误差转换为一个变化误差,并控制变化误差在一定的范围,间接保证了系统跟踪误差始终在预先设定的范围内;其次,设计非奇异终端滑模面和高速列车自动驾驶系统速度控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明系统误差可以在有限时间内收敛于平衡点;最后,结合CRH3型列车参数和郑西高铁中西安北站—渭南北站段(950.620~1010.970km)实际线路数据,分别在没有干扰和有白噪声干扰的情况下对设计的控制系统进行仿真验证。仿真结果表明:基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车控制方法对速度和位移的跟踪精度较自抗扰的控制方法和非奇异终端滑模的控制方法有显著的提高,且对列车受到的干扰能够精确地估计和补偿,实现了对列车的运行期望曲线的高精度跟踪。该研究可以提高高速列车速度控制系统的鲁棒性和控制精度,为高速列车提供一种新的速度控制技术方案。 展开更多

关键词 自动驾驶 预设性能控制 非奇异终端滑模控制 高速列车 扩张状态观测器

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考虑非匹配扰动的飞机EMA伺服系统的改进滑模复合控制

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作者 常雨芳 张闯闯 +2 位作者 高鹏 严怀成 黄文聪 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第7期1407-1416,共10页

飞机机电作动器(EMA)伺服系统中普遍存在的非匹配扰动会降低系统状态的跟踪精度.针对此问题,本文提出了一种基于级联扩张状态观测器的改进非奇异全局终端滑模和非匹配扰动估计反馈补偿的复合控制方法.首先,在对非匹配扰动进行精确定义... 飞机机电作动器(EMA)伺服系统中普遍存在的非匹配扰动会降低系统状态的跟踪精度.针对此问题,本文提出了一种基于级联扩张状态观测器的改进非奇异全局终端滑模和非匹配扰动估计反馈补偿的复合控制方法.首先,在对非匹配扰动进行精确定义的基础上建立了系统的优化数学模型,设计了级联扩张状态观测器对非匹配和匹配扰动进行实时估计;其次,基于扰动估计信息设计了改进非奇异全局终端滑模面和控制律,使系统制动压力可以精确跟踪其期望输出值;再次,通过非匹配扰动估计反馈补偿抵消了系统转子角速度输出的跟踪误差,抑制了非匹配扰动对系统状态的负面影响;最后,在3类期望输出制动压力下进行了仿真分析,验证了本文提出的飞机EMA伺服系统复合控制方法能够有效处理非匹配扰动的影响,使系统状态获得更快的收敛速度以及更高的跟踪精度. 展开更多

关键词 机电作动器 非匹配扰动 级联扩张状态观测器 非奇异全局终端滑模

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基于非奇异快速终端滑模的磁控胶囊内窥镜姿态控制

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作者 何熊熊 龚明睿 欧县华 《高技术通讯》 北大核心 2025年第9期951-959,共9页

针对磁控胶囊内窥镜姿态角度跟踪控制中存在的建模误差和外部扰动等不确定信息的问题,本文研究了一种带有扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模控制方法。首先,综合考虑磁控胶囊内窥镜的系统结构,建立了简化的胶囊内窥镜动力学模型;其次... 针对磁控胶囊内窥镜姿态角度跟踪控制中存在的建模误差和外部扰动等不确定信息的问题,本文研究了一种带有扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模控制方法。首先,综合考虑磁控胶囊内窥镜的系统结构,建立了简化的胶囊内窥镜动力学模型;其次,将控制过程中的不确定信息视为集总干扰,利用扩张状态观测器对其进行估计;然后,基于估计信息和改进的滑模控制算法,选取带有变系数的双幂次趋近律,构造非奇异快速终端滑模控制器;最后,构建Lyapunov函数证明胶囊内窥镜系统的闭环稳定性,并进行对比仿真实验。实验结果表明,本文所设计的控制器能有效提高系统的抗干扰能力和姿态角度追踪精度。 展开更多

关键词 磁控胶囊内窥镜 非奇异快速终端滑模 扩张状态观测器 姿态控制 闭环稳定性

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主动磁悬浮轴承非奇异快速终端滑模转子位置控制 被引量：1

15

作者 巩磊 何派 +1 位作者 石勇 祝长生 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期976-985,共10页

针对主动磁悬浮轴承转子位置控制中系统响应速度慢、抗干扰能力弱等问题,本文提出将非奇异快速终端滑模函数与改进超螺旋趋近律相结合的位置控制方法,以获得快速、精确的动态响应控制效果.由于系统内扰和外扰的存在,需要对滑模趋近律增... 针对主动磁悬浮轴承转子位置控制中系统响应速度慢、抗干扰能力弱等问题,本文提出将非奇异快速终端滑模函数与改进超螺旋趋近律相结合的位置控制方法,以获得快速、精确的动态响应控制效果.由于系统内扰和外扰的存在,需要对滑模趋近律增加常值切换增益以保证系统的强鲁棒性,但会使得系统抖振进一步变大,本文通过采用非线性扩张状态观测器对干扰进行实时观测并动态补偿,折衷了抖振与抗干扰性之间的矛盾;通过李雅普诺夫稳定性理论证明了所提方法的稳定性,并对提出的控制方法进行仿真与实验验证.研究结果表明:与传统的滑模控制器相比,所设计的控制器具有更快的响应速度和更强的抖振抑制能力,转子达到目标位置的时间缩短了56.4%,系统动态性能得到改善;控制电流的平均值减小了68.5%,系统抑制抖振的能力增强,即算法具有较强的鲁棒性. 展开更多

关键词 主动磁悬浮轴承 非奇异快速终端 位置控制 扩张状态观测器

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非理想电网条件下双馈电机网侧变换器的改进超螺旋终端滑模控制

16

作者 王宁 董锋斌 +1 位作者 罗育恒 樊犇 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第3期1054-1064,共11页

为了提高不平衡及谐波电网电压下双馈风力发电机网侧变换器的控制性能,提出了一种改进超螺旋快速终端滑模的直接功率控制算法。首先,在两相静止坐标系下分析了网侧变换器在不平衡及谐波电网电压下以功率为状态变量的数学模型。然后,在... 为了提高不平衡及谐波电网电压下双馈风力发电机网侧变换器的控制性能,提出了一种改进超螺旋快速终端滑模的直接功率控制算法。首先,在两相静止坐标系下分析了网侧变换器在不平衡及谐波电网电压下以功率为状态变量的数学模型。然后,在进行功率内环设计时,针对数学模型中的负序以及各谐波分量导致的干扰,采用非线性扩张状态观测器进行观测。其次,为保证系统能在更短的时间内达到稳态,构造非奇异快速终端滑模面,并结合改进超螺旋滑模趋近律来设计了功率内环的滑模控制律。同样对电压外环也设计了终端滑模控制律。并利用Lyapunov函数证明了非奇异快速终端滑模面、改进超螺旋控制算法及非线性扩张状态观测器的稳定性。最后,通过与三种不同的控制方案来进行仿真对比,验证了所提控制方法的合理性和有效性。 展开更多

关键词 双馈风力发电机 网侧变换器 非奇异快速终端滑模面 改进超螺旋算法 非线性扩张状态观测器

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基于ESO和非奇异快速终端滑模控制的PMSM扰动抑制研究

17

作者 杨羽萌 朱其新 《机床与液压》 北大核心 2025年第12期113-117,共5页

针对永磁同步电机运行过程中受到干扰和不确定性因素影响的问题,提出一种基于扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模控制方法。在速度环中,采用非奇异快速终端滑模控制算法,同时引入一种高增益扩张状态观测器实时观测系统的负载扰动并进... 针对永磁同步电机运行过程中受到干扰和不确定性因素影响的问题,提出一种基于扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模控制方法。在速度环中,采用非奇异快速终端滑模控制算法,同时引入一种高增益扩张状态观测器实时观测系统的负载扰动并进行前馈补偿。在电流环中,对于电感或磁链等参数失配时产生的电流静差,引入扩张状态观测器,利用观测的电流对电机的实际电流进行校正,并利用观测到的系统内外部扰动对电机的参考电压进行校正。最后,在MATLAB/Simulink中进行仿真验证,将使用新型控制器系统的仿真结果与现有方法进行比较。结果表明:所提方法在跟踪期望速度曲线以及减少抖振现象方面具有更好的效果,能够有效抑制转速和转矩中干扰和不确定性因素的影响。 展开更多

关键词 永磁同步电机 扩张状态观测器 非奇异快速终端滑模控制

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基于有限时间扰动观测器的四旋翼编队控制

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作者 张阅 《计算机应用与软件》 北大核心 2022年第3期89-95,共7页

针对复杂飞行环境下的多四旋翼飞行器系统,提出一种基于有限时间扩张状态观测器的主从编队控制策略(FTESO-LFFC)。对于领航者子系统,提出一种积分滑模控制(ISM)策略,通过引入的积分项,消除了传统滑模控制中的趋近阶段,提高了系统的鲁棒... 针对复杂飞行环境下的多四旋翼飞行器系统,提出一种基于有限时间扩张状态观测器的主从编队控制策略(FTESO-LFFC)。对于领航者子系统,提出一种积分滑模控制(ISM)策略,通过引入的积分项,消除了传统滑模控制中的趋近阶段,提高了系统的鲁棒性。对于跟随者子系统,提出一种非奇异终端滑模控制(NTSM)策略,该方法在解决了奇异性问题的同时也具有有限时间收敛特性,其控制效果更佳。针对外界扰动,提出一种有限时间扩张状态观测器(FTESO)实现了对扰动的准确观测。通过稳定性分析可知,所提出的控制策略可以实现闭环系统的有限时间稳定。仿真结果验证了该方法的可靠性与优越性。 展开更多

关键词 四旋翼 编队控制 有限时间扩张状态观测器 积分滑模控制 非奇异终端滑模控制

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基于STESO的PMSM非奇异快速终端滑模控制 被引量：4

19

作者 李娜英 许波 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第1期92-96,共5页

为了提高永磁同步电机驱动系统速度控制器的跟踪性能和鲁棒性,提出了一种基于超螺旋扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模复合控制器。首先,采用一种基于新型变指数趋近律的非奇异快速终端滑模控制算法设计速度控制器,该趋近律在常规指... 为了提高永磁同步电机驱动系统速度控制器的跟踪性能和鲁棒性,提出了一种基于超螺旋扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模复合控制器。首先,采用一种基于新型变指数趋近律的非奇异快速终端滑模控制算法设计速度控制器,该趋近律在常规指数趋近律中引入系统状态变量,加快系统收敛到滑模面的速度,同时保持较小的抖振;其次,提出了一种超螺旋扩张状态观测器来观测系统的扰动,并补偿给速度控制器,提高了速度控制系统的鲁棒性;最后,通过仿真和实验证明所提方法的有效性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 新型变指数趋近率 非奇异快速终端滑模 扩张状态观测器

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轮式移动工业机器人非奇异终端滑模轨迹跟踪控制 被引量：1

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作者 靳俊霞 王彩玲 于峰 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2024年第12期61-68,共8页

针对轮式移动工业机器人内、外扰动带来的不确定性对轨迹跟踪精度的影响,提出了一种非奇异终端滑模轨迹跟踪控制方法。首先建立了轮式移动工业机器人的动力学模型和轨迹跟踪误差模型;然后设计了扩张状态观测器来估计系统中的不确定性,... 针对轮式移动工业机器人内、外扰动带来的不确定性对轨迹跟踪精度的影响,提出了一种非奇异终端滑模轨迹跟踪控制方法。首先建立了轮式移动工业机器人的动力学模型和轨迹跟踪误差模型;然后设计了扩张状态观测器来估计系统中的不确定性,并设计了非奇异终端滑模控制律,通过对不确定性实时补偿,来抑制内、外扰动对控制系统的影响,实现了轮式移动工业机器人运动轨迹的高精度控制;最后利用Lyapunov理论进行了稳定性分析。仿真结果表明,设计扩张状态观测器能够准确估计出系统中的不确定性,估计的速度和角速度最大误差分别仅为0.02 m/s和0.03 rad/s,设计的非奇异终端滑模控制律与扩展卡尔曼控制方法和积分滑模面控制方法相比,具有更高的跟踪精度和更强的鲁棒性,轨迹跟踪的最大误差仅为0.04 m。测试结果验证了提出的控制方法符合设计预期,轨迹跟踪的最大误差仅为0.07 m,能够确保轮式移动工业机器人更加准确地跟踪期望轨迹。 展开更多

关键词 轮式移动工业机器人 轨迹跟踪 内外扰动 模型误差 扩张状态观测器 非奇异终端滑模

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