针对观测器估计精度偏低及高速列车系统的强耦合、受外界扰动、参数时变等问题,提出一种基于补偿函数观测器的分数阶非奇异快速终端滑模控制算法(Compensating Function Observer-Fractional Order Non-singular Fast Terminal Sliding ...针对观测器估计精度偏低及高速列车系统的强耦合、受外界扰动、参数时变等问题,提出一种基于补偿函数观测器的分数阶非奇异快速终端滑模控制算法(Compensating Function Observer-Fractional Order Non-singular Fast Terminal Sliding Mode Control,CFO-FONFTSMC),以提高高速列车速度控制的鲁棒性和控制精度.首先,建立高速列车纵向多质点动力学模型,设计高精度的补偿函数观测器对系统的总扰动进行实时估计并补偿;然后,设计一种带状态负指数控制律的分数阶非奇异快速终端滑模控制算法,用于对列车的运行曲线进行跟踪控制,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明系统在有限时间内的收敛性;最后,以CRH3型高速列车参数和合肥站-蚌埠南站的实际线路为实例,分别跟踪理想运行曲线和节能优化运行曲线进行实验验证.仿真结果表明:所提算法跟踪理想运行速度曲线的平均误差为0.01377 km/h,跟踪带干扰的节能优化运行速度曲线的平均误差为0.0364 km/h,相较于基于扩张状态观测器的滑模和非奇异快速终端滑模控制方法,所提方法具有最小的跟踪误差和更高的跟踪精度,验证了其有效性和可行性,可为列车速度跟踪控制领域的研究提供参考.展开更多
针对受外部环境干扰和输入受限影响的欠驱动水面船舶的轨迹跟踪控制问题,设计了一种带有扰动观测器的复合控制方法。首先,设计了一种快速有限时间干扰观测器(finite time disturbance observer, FTDO),并通过Lyapunov稳定性分析证明其...针对受外部环境干扰和输入受限影响的欠驱动水面船舶的轨迹跟踪控制问题,设计了一种带有扰动观测器的复合控制方法。首先,设计了一种快速有限时间干扰观测器(finite time disturbance observer, FTDO),并通过Lyapunov稳定性分析证明其有效性。与普通的FTDO相比,新观测器即使初始误差远离原点,也能使估计误差快速收敛到零。然后,基于快速FTDO,利用反步法设计了一种新的轨迹跟踪复合控制器,实现了水面船舶控制系统轨迹跟踪误差在有限时间内趋于零点半径任意小的邻域内。最后,通过仿真将所设计的控制器与现有控制器进行比较,验证了所提方法的有效性。展开更多
针对独立光储微电网经常遭受的各种变化和不确定性,提出一种基于滑模的控制策略,以增强对干扰的鲁棒性,改善系统的动态性能。为有效降低外界太阳照射对系统的不利影响,提出一种基于前置DC/DC变换器的非奇异快速终端滑模(non-singular fa...针对独立光储微电网经常遭受的各种变化和不确定性,提出一种基于滑模的控制策略,以增强对干扰的鲁棒性,改善系统的动态性能。为有效降低外界太阳照射对系统的不利影响,提出一种基于前置DC/DC变换器的非奇异快速终端滑模(non-singular fast terminal sliding mode control,NFTSMC)级联电导增量法(incremental conductance method,InC)的方案,控制光伏输出电压跟踪基准电压,从而提高最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)性能;为降低负载变化对系统的不利影响,提出一种基于滑模控制全桥逆变器的控制方案,从而保证系统稳态误差小、动态响应好;为保证直流母线电压稳定,采用传统的双回路PI控制方案实现双向DC/DC变换器,保证系统功率平衡。最后在Matlab/Simulink环境下进行仿真测试,验证控制策略的有效性。展开更多
文摘针对观测器估计精度偏低及高速列车系统的强耦合、受外界扰动、参数时变等问题,提出一种基于补偿函数观测器的分数阶非奇异快速终端滑模控制算法(Compensating Function Observer-Fractional Order Non-singular Fast Terminal Sliding Mode Control,CFO-FONFTSMC),以提高高速列车速度控制的鲁棒性和控制精度.首先,建立高速列车纵向多质点动力学模型,设计高精度的补偿函数观测器对系统的总扰动进行实时估计并补偿;然后,设计一种带状态负指数控制律的分数阶非奇异快速终端滑模控制算法,用于对列车的运行曲线进行跟踪控制,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明系统在有限时间内的收敛性;最后,以CRH3型高速列车参数和合肥站-蚌埠南站的实际线路为实例,分别跟踪理想运行曲线和节能优化运行曲线进行实验验证.仿真结果表明:所提算法跟踪理想运行速度曲线的平均误差为0.01377 km/h,跟踪带干扰的节能优化运行速度曲线的平均误差为0.0364 km/h,相较于基于扩张状态观测器的滑模和非奇异快速终端滑模控制方法,所提方法具有最小的跟踪误差和更高的跟踪精度,验证了其有效性和可行性,可为列车速度跟踪控制领域的研究提供参考.
文摘针对受外部环境干扰和输入受限影响的欠驱动水面船舶的轨迹跟踪控制问题,设计了一种带有扰动观测器的复合控制方法。首先,设计了一种快速有限时间干扰观测器(finite time disturbance observer, FTDO),并通过Lyapunov稳定性分析证明其有效性。与普通的FTDO相比,新观测器即使初始误差远离原点,也能使估计误差快速收敛到零。然后,基于快速FTDO,利用反步法设计了一种新的轨迹跟踪复合控制器,实现了水面船舶控制系统轨迹跟踪误差在有限时间内趋于零点半径任意小的邻域内。最后,通过仿真将所设计的控制器与现有控制器进行比较,验证了所提方法的有效性。
文摘针对独立光储微电网经常遭受的各种变化和不确定性,提出一种基于滑模的控制策略,以增强对干扰的鲁棒性,改善系统的动态性能。为有效降低外界太阳照射对系统的不利影响,提出一种基于前置DC/DC变换器的非奇异快速终端滑模(non-singular fast terminal sliding mode control,NFTSMC)级联电导增量法(incremental conductance method,InC)的方案,控制光伏输出电压跟踪基准电压,从而提高最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)性能;为降低负载变化对系统的不利影响,提出一种基于滑模控制全桥逆变器的控制方案,从而保证系统稳态误差小、动态响应好;为保证直流母线电压稳定,采用传统的双回路PI控制方案实现双向DC/DC变换器,保证系统功率平衡。最后在Matlab/Simulink环境下进行仿真测试,验证控制策略的有效性。
