This paper proposes a liner active disturbance rejection control(LADRC) method based on the Q-Learning algorithm of reinforcement learning(RL) to control the six-degree-of-freedom motion of an autonomous underwater ve...This paper proposes a liner active disturbance rejection control(LADRC) method based on the Q-Learning algorithm of reinforcement learning(RL) to control the six-degree-of-freedom motion of an autonomous underwater vehicle(AUV).The number of controllers is increased to realize AUV motion decoupling.At the same time, in order to avoid the oversize of the algorithm, combined with the controlled content, a simplified Q-learning algorithm is constructed to realize the parameter adaptation of the LADRC controller.Finally, through the simulation experiment of the controller with fixed parameters and the controller based on the Q-learning algorithm, the rationality of the simplified algorithm, the effectiveness of parameter adaptation, and the unique advantages of the LADRC controller are verified.展开更多
针对复杂环境下,四旋翼无人机航迹跟踪精度易受风扰的影响,设计了串级线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)双回路控制系统。外环为位置回路,针对风扰采用3阶LADRC设计;内环为姿态回路,针对执行机构的动...针对复杂环境下,四旋翼无人机航迹跟踪精度易受风扰的影响,设计了串级线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)双回路控制系统。外环为位置回路,针对风扰采用3阶LADRC设计;内环为姿态回路,针对执行机构的动态特性,采用4阶LADRC设计。仿真对比串级LADRC和串级PID两种控制方法,结果表明,两种方法虽然都实现了四旋翼无人机航迹跟踪控制,但是在各种复杂风场扰动、内扰作用的情况下,串级LADRC能够克服复杂扰动的影响,精度更高、抗扰性更好、鲁棒性更强,且待整定参数不多,十分符合工程实际的需求。展开更多
由于统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)系统结构复杂、控制难度大,单一的控制策略不足以使其应对电网系统中的各种故障情况。因此,文中采用一种线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,...由于统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)系统结构复杂、控制难度大,单一的控制策略不足以使其应对电网系统中的各种故障情况。因此,文中采用一种线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)与模型预测控制(model predictive control,MPC)的复合控制策略。在电压外环控制中采用LADRC策略以提高系统快速性与抗扰性,并给电流内环提供更精确的参考电流信号;在电流内环控制中采用电流MPC策略以提高跟踪参考信号的能力与系统的鲁棒性,同时对模型预测的空间电压矢量的分区进行优化,减少控制器计算量,在保证输出电流质量的前提下提高运算速度。最后,基于MATLAB/Simulink仿真实验平台对系统进行建模仿真,结果验证了采用LADRC-MPC控制策略对电网电压暂升/暂降、负载不对称引起的电流畸变与谐波污染等综合电能质量问题,可以起到更好的补偿效果,对电网电压的支撑能力也更强。展开更多
风电系统的稳定性对电网安全十分重要,提高风电并网的稳定性依然是当今研究的热点所在。针对永磁直驱风电系统的强耦合以及系统投运后网侧、机侧的波动问题。本文首先分析了永磁直驱风电系统的数学模型和暂态特性;然后在电压环引入一阶...风电系统的稳定性对电网安全十分重要,提高风电并网的稳定性依然是当今研究的热点所在。针对永磁直驱风电系统的强耦合以及系统投运后网侧、机侧的波动问题。本文首先分析了永磁直驱风电系统的数学模型和暂态特性;然后在电压环引入一阶线性自抗扰控制器LADRC(linear active disturbance rejection controller),以其代替传统PI控制器;再通过李雅普诺夫理论分析了采用一阶LADRC时系统的稳定性,得出系统在工程意义上是稳定的。最后,在Matlab/Simulink数字平台进行了仿真测试。多工况下的仿真结果表明,该改进方法与PI控制器相比,具有更优的快速性和抗扰性。展开更多
储能并网逆变器是一个非线性、强耦合、易受电网电压波动影响的复杂系统。为提高储能并网逆变器直流侧母线电压的稳态性能,本文提出一种改进型线性自抗扰控制技术LADRC(linear active disturbance rejection control)并应用在电压外环...储能并网逆变器是一个非线性、强耦合、易受电网电压波动影响的复杂系统。为提高储能并网逆变器直流侧母线电压的稳态性能,本文提出一种改进型线性自抗扰控制技术LADRC(linear active disturbance rejection control)并应用在电压外环控制器。该控制方法通过把传统LADRC技术中的总扰动观测增益系数改进为一个带有比例微分环节的控制增益并对其进行环节校正。与传统LADRC相比,即增加了线性扩张状态观测器LESO(linear extended state observer)的观测带宽,也有效降低了扰动观测幅值下降和相位滞后的程度。实际工况的仿真结果表明,改进型LADRC对直流母线电压的控制效果更好。展开更多
为降低翼伞系统的非线性和强耦合特性以及环境扰动对其轨迹跟踪控制的影响,提出一种基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的翼伞系统轨迹跟踪控制方法。该方法采用基于制导的2D轨迹跟踪控制策略,使用...为降低翼伞系统的非线性和强耦合特性以及环境扰动对其轨迹跟踪控制的影响,提出一种基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的翼伞系统轨迹跟踪控制方法。该方法采用基于制导的2D轨迹跟踪控制策略,使用LADRC设计控制器对轨迹跟踪误差进行实时修正。将该控制方法应用于多种扰动下翼伞系统轨迹跟踪仿真和空投实验中,结果表明:基于LADRC的轨迹跟踪控制方法能够有效克服内扰和外扰的影响,实现高精度轨迹跟踪控制,与传统PID控制相比,LADRC具有更好的抗扰能力和鲁棒性。展开更多
相比燃油拖拉机,电动拖拉机具有节能高效、绿色清洁的优点。分布式驱动电动拖拉机结构简单、控制维度多,能进一步提高电动拖拉机的工作效率和作业精度。但是电机检测转速噪声导致轮毂电机速度波动严重,复杂路面及多种作业工况下进一步...相比燃油拖拉机,电动拖拉机具有节能高效、绿色清洁的优点。分布式驱动电动拖拉机结构简单、控制维度多,能进一步提高电动拖拉机的工作效率和作业精度。但是电机检测转速噪声导致轮毂电机速度波动严重,复杂路面及多种作业工况下进一步加剧了上述问题,严重降低了拖拉机的作业质量。针对上述问题,该研究提出一种基于sigmoid滤波器的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)以提高轮毂电机的转速稳定性和抗扰动能力。该控制策略在传统LADRC的基础上引入sigmoid滤波器至扩张状态观测器(extended state observer,ESO),根据输入噪声信号误差变化改变滤波器带宽,以抑制观测误差中的中高频干扰信号,同时避免滤波器积分环节对轮毂电机速度跟踪快速性的影响,具有较快的收敛性。搭建试验平台对所提出控制策略进行试验验证,结果表明:与传统LADRC策略相比,本文所提控制策略在变速和变载工况下的转速脉动分别减小了32%和41.67%,iq电流脉动分别减小了6.25%和4.17%,可在快速、准确跟踪给定转速的同时,大幅提高轮毂电机驱动系统的噪声抑制性能,为复杂环境下电动拖拉机高精度作业提供技术参考。展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China (6197317561973172)Tianjin Natural Science Foundation (19JCZDJC32800)。
文摘This paper proposes a liner active disturbance rejection control(LADRC) method based on the Q-Learning algorithm of reinforcement learning(RL) to control the six-degree-of-freedom motion of an autonomous underwater vehicle(AUV).The number of controllers is increased to realize AUV motion decoupling.At the same time, in order to avoid the oversize of the algorithm, combined with the controlled content, a simplified Q-learning algorithm is constructed to realize the parameter adaptation of the LADRC controller.Finally, through the simulation experiment of the controller with fixed parameters and the controller based on the Q-learning algorithm, the rationality of the simplified algorithm, the effectiveness of parameter adaptation, and the unique advantages of the LADRC controller are verified.
文摘针对复杂环境下,四旋翼无人机航迹跟踪精度易受风扰的影响,设计了串级线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)双回路控制系统。外环为位置回路,针对风扰采用3阶LADRC设计;内环为姿态回路,针对执行机构的动态特性,采用4阶LADRC设计。仿真对比串级LADRC和串级PID两种控制方法,结果表明,两种方法虽然都实现了四旋翼无人机航迹跟踪控制,但是在各种复杂风场扰动、内扰作用的情况下,串级LADRC能够克服复杂扰动的影响,精度更高、抗扰性更好、鲁棒性更强,且待整定参数不多,十分符合工程实际的需求。
文摘由于统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)系统结构复杂、控制难度大,单一的控制策略不足以使其应对电网系统中的各种故障情况。因此,文中采用一种线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)与模型预测控制(model predictive control,MPC)的复合控制策略。在电压外环控制中采用LADRC策略以提高系统快速性与抗扰性,并给电流内环提供更精确的参考电流信号;在电流内环控制中采用电流MPC策略以提高跟踪参考信号的能力与系统的鲁棒性,同时对模型预测的空间电压矢量的分区进行优化,减少控制器计算量,在保证输出电流质量的前提下提高运算速度。最后,基于MATLAB/Simulink仿真实验平台对系统进行建模仿真,结果验证了采用LADRC-MPC控制策略对电网电压暂升/暂降、负载不对称引起的电流畸变与谐波污染等综合电能质量问题,可以起到更好的补偿效果,对电网电压的支撑能力也更强。
文摘风电系统的稳定性对电网安全十分重要,提高风电并网的稳定性依然是当今研究的热点所在。针对永磁直驱风电系统的强耦合以及系统投运后网侧、机侧的波动问题。本文首先分析了永磁直驱风电系统的数学模型和暂态特性;然后在电压环引入一阶线性自抗扰控制器LADRC(linear active disturbance rejection controller),以其代替传统PI控制器;再通过李雅普诺夫理论分析了采用一阶LADRC时系统的稳定性,得出系统在工程意义上是稳定的。最后,在Matlab/Simulink数字平台进行了仿真测试。多工况下的仿真结果表明,该改进方法与PI控制器相比,具有更优的快速性和抗扰性。
文摘储能并网逆变器是一个非线性、强耦合、易受电网电压波动影响的复杂系统。为提高储能并网逆变器直流侧母线电压的稳态性能,本文提出一种改进型线性自抗扰控制技术LADRC(linear active disturbance rejection control)并应用在电压外环控制器。该控制方法通过把传统LADRC技术中的总扰动观测增益系数改进为一个带有比例微分环节的控制增益并对其进行环节校正。与传统LADRC相比,即增加了线性扩张状态观测器LESO(linear extended state observer)的观测带宽,也有效降低了扰动观测幅值下降和相位滞后的程度。实际工况的仿真结果表明,改进型LADRC对直流母线电压的控制效果更好。
文摘为降低翼伞系统的非线性和强耦合特性以及环境扰动对其轨迹跟踪控制的影响,提出一种基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的翼伞系统轨迹跟踪控制方法。该方法采用基于制导的2D轨迹跟踪控制策略,使用LADRC设计控制器对轨迹跟踪误差进行实时修正。将该控制方法应用于多种扰动下翼伞系统轨迹跟踪仿真和空投实验中,结果表明:基于LADRC的轨迹跟踪控制方法能够有效克服内扰和外扰的影响,实现高精度轨迹跟踪控制,与传统PID控制相比,LADRC具有更好的抗扰能力和鲁棒性。
文摘相比燃油拖拉机,电动拖拉机具有节能高效、绿色清洁的优点。分布式驱动电动拖拉机结构简单、控制维度多,能进一步提高电动拖拉机的工作效率和作业精度。但是电机检测转速噪声导致轮毂电机速度波动严重,复杂路面及多种作业工况下进一步加剧了上述问题,严重降低了拖拉机的作业质量。针对上述问题,该研究提出一种基于sigmoid滤波器的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)以提高轮毂电机的转速稳定性和抗扰动能力。该控制策略在传统LADRC的基础上引入sigmoid滤波器至扩张状态观测器(extended state observer,ESO),根据输入噪声信号误差变化改变滤波器带宽,以抑制观测误差中的中高频干扰信号,同时避免滤波器积分环节对轮毂电机速度跟踪快速性的影响,具有较快的收敛性。搭建试验平台对所提出控制策略进行试验验证,结果表明:与传统LADRC策略相比,本文所提控制策略在变速和变载工况下的转速脉动分别减小了32%和41.67%,iq电流脉动分别减小了6.25%和4.17%,可在快速、准确跟踪给定转速的同时,大幅提高轮毂电机驱动系统的噪声抑制性能,为复杂环境下电动拖拉机高精度作业提供技术参考。
