高超声速飞行器的干扰补偿Terminal滑模控制 被引量：9

1

作者 曾宪法 王小虎 +1 位作者 张晶 申功璋 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1454-1458,共5页

研究了一种基于干扰补偿Terminal滑模的高超声速飞行器姿态控制方法.针对传统Terminal滑模控制存在的奇异问题,提出了一种简单的改进型Terminal滑模面,通过在平衡点附近从非线性滑模面切换至高增益线性滑模面,避免了控制奇异问题,同时... 研究了一种基于干扰补偿Terminal滑模的高超声速飞行器姿态控制方法.针对传统Terminal滑模控制存在的奇异问题,提出了一种简单的改进型Terminal滑模面,通过在平衡点附近从非线性滑模面切换至高增益线性滑模面,避免了控制奇异问题,同时保持了较高的收敛速度,并对改进Terminal滑模控制在干扰作用下的误差收敛特性进行了理论分析.为进一步提高控制的鲁棒性和控制精度,设计了扩张状态观测器对干扰进行估计和补偿.进行了六自由度数学仿真验证,仿真结果表明:该方法可有效提高控制系统的控制性能和鲁棒性. 展开更多

关键词 姿态控制 终端滑模 扩张状态观测器 干扰估计 自适应控制

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无人直升机连续非奇异终端滑模轨迹跟踪控制设计

2

作者 赵天行 赵振华 +2 位作者 颜鸿涛 曹东 祖家奎 《控制工程》 北大核心 2025年第6期1121-1129,共9页

针对受多源干扰和执行器故障影响的小型无人直升机复杂轨迹的跟踪问题,提出了一种全回路连续非奇异终端滑模轨迹跟踪控制方法。首先,将轨迹跟踪问题转化为内外回路的指令跟踪问题;然后,设计高阶滑模观测器对包含故障和干扰影响的集总干... 针对受多源干扰和执行器故障影响的小型无人直升机复杂轨迹的跟踪问题,提出了一种全回路连续非奇异终端滑模轨迹跟踪控制方法。首先,将轨迹跟踪问题转化为内外回路的指令跟踪问题;然后,设计高阶滑模观测器对包含故障和干扰影响的集总干扰进行估计;最后,结合干扰估计信息构造复合连续非奇异终端滑模控制器,在保证控制量连续的同时,实现了轨迹跟踪误差的有限时间镇定。仿真结果表明,所提方法在执行器故障和多源干扰影响的情况下,保证了无人直升机对复杂轨迹的高精度跟踪。 展开更多

关键词 无人直升机 主动抗干扰控制 连续非奇异终端滑模控制 滑模观测器

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基于模糊干扰观测器的精密直驱系统滑模位置控制

3

作者 李东博 李旭 +1 位作者 刘海波 王永青 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第2期108-115,128,共9页

为了实现永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在精密直驱系统中的高性能位置控制,针对其控制精度易受系统参数摄动和外部扰动等因素影响的问题,提出了一种基于模糊干扰观测器(fuzzy disturbance observe... 为了实现永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在精密直驱系统中的高性能位置控制,针对其控制精度易受系统参数摄动和外部扰动等因素影响的问题,提出了一种基于模糊干扰观测器(fuzzy disturbance observer,FDO)的非奇异快速终端滑模控制(nonsingular fast terminal sliding mode control,NFTSMC)复合策略。首先,建立了考虑系统集总扰动的PMLSM动力学模型,同时为提高伺服系统鲁棒性能同时削弱抖振现象,引入模糊干扰观测器观测系统集总扰动;然后,设计了非奇异快速终端滑模面,能够保证系统跟踪误差在有限时间内快速收敛至零,并将观测器估计值动态补偿至控制器中;最后,通过精密直驱系统仿真与试验证明所提方法能够有效提高控制系统的响应速度、跟踪精度与鲁棒性,同时削弱抖振现象。 展开更多

关键词 精密直驱系统 永磁同步直线电机 位置控制 非奇异快速终端滑模 模糊干扰观测器

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基于terminal滑模与控制分配的飞翼布局无人机姿态控制 被引量：3

4

作者 谭健 周洲 +1 位作者 祝小平 徐明兴 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期505-510,共6页

对于风场扰动中的飞翼布局无人机,需要考虑模型参数不确定和外界干扰对姿态控制的影响,以及解决操纵面冗余、附加力效应显著、多轴操纵耦合、舵效非线性等特殊问题。采用基于扩张状态观测器的terminal滑模和多目标非线性控制分配对姿态... 对于风场扰动中的飞翼布局无人机,需要考虑模型参数不确定和外界干扰对姿态控制的影响,以及解决操纵面冗余、附加力效应显著、多轴操纵耦合、舵效非线性等特殊问题。采用基于扩张状态观测器的terminal滑模和多目标非线性控制分配对姿态角的跟踪控制问题进行了研究,将扩张状态观测器与基于饱和函数的terminal滑模控制器相结合,在名义滑模控制律的基础上采用扩张状态观测器实现对干扰的估计和补偿,有效提高了系统的鲁棒性和控制精度,并且充分利用冗余操纵面,根据飞行任务需求,实现对多种目标综合权衡的非线性控制分配。 展开更多

关键词 飞翼布局无人机 风场扰动 扩张状态观测器 terminal滑模控制 多目标非线性控制分配

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基于ESO的电动缸非奇异快速终端滑模控制

5

作者 毛吴迎 刘志强 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期133-138,共6页

电动缸作为实现精密位置控制的执行器,需要通过控制策略实现高精度、高性能的运动。PID控制会导致系统超调和振荡,且鲁棒性较差,滑模控制存在超调和高频振荡的问题。针对这些问题,在位置环设计一种新型非奇异快速终端滑模控制算法,同时... 电动缸作为实现精密位置控制的执行器,需要通过控制策略实现高精度、高性能的运动。PID控制会导致系统超调和振荡,且鲁棒性较差,滑模控制存在超调和高频振荡的问题。针对这些问题,在位置环设计一种新型非奇异快速终端滑模控制算法,同时采用扩展状态观测器对负载扰动和外部负载扰动进行观测与补偿。此外,在电流环采用无差拍电流预测控制器,以提高系统的动态响应能力。通过MATLAB/Simulink仿真实验,证明了与PID控制和滑模控制相比,所提控制策略的系统响应速度分别提升0.7、0.54 s,且无超调,在外部扰动下鲁棒性更强。 展开更多

关键词 电动缸 非奇异快速终端滑模控制 扩张观测器 负载扰动 无差拍电流预测控制器

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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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基于自适应终端趋近律和滑模扰动观测器的SPMSM控制 被引量：1

7

作者 张会林 顾玉 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第1期125-134,共10页

为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因... 为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因子和系统状态的指数增益,使新的趋近律中不含有切换函数;其次,经理论和测试分析,证明了ATSMRL收敛时间比CESMRL短且抖振更小;为了进一步补偿SPMSM驱动系统中的扰动,设计了ESMDO以实时将观测到的扰动值及时前馈至速度控制器中,利用Lyapunov证明了ATSMRL和ESMDO的稳定性。通过仿真和实验,在电机启动、加载和卸载三个阶段对所提方法进行了有效性验证,结果表明:与CESMRL和ATSMRL相比,所提方法不仅实现了速度无超调、收敛时间最快,而且降低了电机的抖振、增强了系统的抗干扰性能。 展开更多

关键词 表贴式永磁同步电机 滑模控制 自适应终端趋近律 扩张滑模扰动观测器 抖振

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基于定时收敛滑模的构网型光储系统改进自抗扰控制

8

作者 胡振洋 王嘉力 +2 位作者 傅作超 刘月明 皇金锋 《电力工程技术》 北大核心 2025年第2期69-79,共11页

随着大规模分布式发电设备逐步取代传统的同步发电机,并网系统面临着惯性缺失、电压和频率稳定性下降等一系列挑战。构网型控制技术的引入为分布式发电设备赋予了必要的惯性和频率支持能力。在构网控制技术领域,虚拟同步发电机技术虽已... 随着大规模分布式发电设备逐步取代传统的同步发电机,并网系统面临着惯性缺失、电压和频率稳定性下降等一系列挑战。构网型控制技术的引入为分布式发电设备赋予了必要的惯性和频率支持能力。在构网控制技术领域,虚拟同步发电机技术虽已得到广泛应用,但其依赖的传统比例积分(proportional integral,PI)控制策略存在抗干扰能力弱、暂态稳定性不足等问题。针对这些不足,文中在构网型光储系统中提出了一种改进的滑模自抗扰控制策略,并将其应用于系统电压外环以提升系统性能。其中,分数阶扩张状态观测器的设计增强了系统对内部状态的观测能力,而所设计的定时收敛滑模控制器,凭借其能够定时收敛至平衡点的特性,有效抑制了传统滑模控制中的抖振现象,从而显著增强了系统的鲁棒性和抗干扰能力。最后,在MATLAB环境中构建仿真模型并进行实验验证,仿真与实验结果一致表明,文中提出的控制策略有效减少了系统的暂态电压波动,并加快了系统响应速度,对系统性能的改善起到了积极的作用。 展开更多

关键词 构网型光储系统 虚拟同步发电机 改进滑模自抗扰控制 分数阶 扩张状态观测器 定时收敛滑模

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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

9

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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PMSM无模型超螺旋快速积分终端滑模控制 被引量：8

10

作者 赵凯辉 谯梦洁 +3 位作者 吕玉映 游鑫 张昌凡 郑剑 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期64-74,共11页

针对永磁同步电机运行过程中因模型不确定、参数摄动和外部扰动等因素的影响,从而导致驱动系统性能下降的问题,提出一种新型控制策略。首先,为减少对系统数学模型的依赖,构建了一个新的超局部模型,用于描述永磁同步电机的转速环。其次,... 针对永磁同步电机运行过程中因模型不确定、参数摄动和外部扰动等因素的影响,从而导致驱动系统性能下降的问题,提出一种新型控制策略。首先,为减少对系统数学模型的依赖,构建了一个新的超局部模型,用于描述永磁同步电机的转速环。其次,基于转速环的新型超局部模型,结合一种新型积分终端滑模面和改进超螺旋控制律来设计新型无模型超螺旋快速积分终端滑模控制器,实现了对转速的精确控制。再次,采用非奇异快速终端滑模面和双幂次趋近律设计改进扩展非奇异终端滑模扰动观测器,通过精确观测和前馈补偿未知扰动,有效地抑制参数摄动和外部扰动,增强了系统鲁棒性,提高系统的动态性能和稳态性能。最后,通过与传统控制方法的仿真和实验对比,证实所提算法转速抗超调能力提升为0.412 5%,转矩快速响应能力提升0.013 s。结果表明当存在未知扰动时,所提方法具有较强的鲁棒性和良好的抗干扰性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无模型超螺旋快速积分终端滑模控制器 扩展非奇异终端滑模扰动观测器

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基于扰动观测的4WSS电驱动无人农机路径跟踪控制方法 被引量：3

11

作者 景亮 冯瑞 +3 位作者 沈跃 刘慧 何思伟 张亚飞 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第23期73-81,共9页

为提高四轮独立自转向(four-wheel self-steering,4WSS)电驱动无人农机复杂农田环境下路径跟踪控制精度与抗扰动能力,该研究提出一种基于非线性扰动观测器的非奇异快速自适应终端滑模复合控制方法。首先,考虑到农田环境下驱动轮滑移对... 为提高四轮独立自转向(four-wheel self-steering,4WSS)电驱动无人农机复杂农田环境下路径跟踪控制精度与抗扰动能力,该研究提出一种基于非线性扰动观测器的非奇异快速自适应终端滑模复合控制方法。首先,考虑到农田环境下驱动轮滑移对底盘运动规律的影响,建立包含未知侧滑速度与转向滑移角的4WSS无人农机底盘扩展运动学模型;其次,设计非线性扰动观测器,估计底盘扩展运动学模型中包含未知滑移参数的外部集总扰动,并引入到滑模面中进行扰动补偿。在此基础上,针对非奇异快速终端滑模控制的抖振问题,基于指数趋近律构建一种非线性自适应滑模趋近律,保证控制器输出转向执行机构可接受的平滑控制量,并严格证明了所提出复合控制器的稳定性。最后,分别在农田环境下进行直播作业和喷雾作业场地试验,结果表明:当4WSS无人农机以0.4和0.6 m/s的速度跟踪U形目标路径时,相较于传统非奇异快速终端滑模控制方法,直播作业模式下该方法在不同速度下目标作业路径跟踪的横向误差标准差分别为8.1和9.2 cm。喷雾作业模式下相应的横向误差标准差分别为5.3和7.8 cm。所提方法有效提高了复杂农田场景下4WSS无人农机路径跟踪控制的鲁棒性与精度,且具备良好的抗扰动能力和较强的自适应能力,满足农业生产的需求。 展开更多

关键词 控制 无人农机 路径跟踪 非线性扰动 观测器 非奇异快速自适应 终端滑模控制

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基于扰动观测器的主动悬架切换控制算法研究 被引量：3

12

作者 陈潇凯 陈丰 +2 位作者 刘向 刘宏宇 王笑宇 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期1744-1754,共11页

悬架控制需要实现乘坐舒适性和操纵稳定性之间的良好折中,此外还需要考虑系统的不确定性,是一项复杂的任务。本文以兼顾悬架的动力学性能指标、算法鲁棒性与成本因素为出发点,提出了一种基于扰动观测器的次优-非奇异终端滑模切换控制算... 悬架控制需要实现乘坐舒适性和操纵稳定性之间的良好折中,此外还需要考虑系统的不确定性,是一项复杂的任务。本文以兼顾悬架的动力学性能指标、算法鲁棒性与成本因素为出发点,提出了一种基于扰动观测器的次优-非奇异终端滑模切换控制算法(DOB-SNTSM)。首先,以簧载质量加速度信息为输入,通过卡尔曼滤波器设计,实现了悬架动挠度和簧载质量速度的有效估计。然后,针对悬架系统中的不确定项估计,设计了一种扰动观测器,并将扰动估计值作为前馈补偿。接下来,以滑模面函数为依据,提出了一种次优-非奇异终端滑模切换控制算法,并与扰动观测器的前馈补偿相结合,共同构成一种新的主动悬架控制策略。最后,分别进行了凸包路面和平稳随机路面下的仿真和台架试验验证,结果表明,扰动观测器的引入能显著提升悬架的乘坐舒适性指标,相比经典的天棚控制、理想状态LQR方法、不带有扰动观测器的SNTSM算法,新算法不仅很好地实现各项悬架性能指标的均衡,而且能够仅利用簧载质量加速度信息就可以达到接近理想状态LQR的控制效果,同时,控制器切换方案可以显著提升算法鲁棒性。 展开更多

关键词 主动悬架 扰动观测器 切换控制 次优控制 非奇异终端滑模控制 卡尔曼滤波

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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

13

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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深度弱磁反馈超螺旋非奇异快速终端滑模控制

14

作者 李祥飞 易志萱 +2 位作者 刘捃锓 赵凯辉 邹莉华 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期132-145,共14页

针对内置式永磁同步电机弱磁控制在弱磁程度较深时,受到电机参数摄动和外部扰动时会造成电压环输出、转矩和电流脉动增大,转速收敛过慢等问题,提出一种转速-电压环反馈超螺旋非奇异快速终端滑模控制器(FST-NFTSMC)的深度弱磁控制方法。... 针对内置式永磁同步电机弱磁控制在弱磁程度较深时,受到电机参数摄动和外部扰动时会造成电压环输出、转矩和电流脉动增大,转速收敛过慢等问题,提出一种转速-电压环反馈超螺旋非奇异快速终端滑模控制器(FST-NFTSMC)的深度弱磁控制方法。为了减少弱磁控制对系统模型的依赖,根据内置式永磁同步电机在参数摄动时的数学模型,构建电压环超局部模型,并结合转速环超局部模型建立转速-电压环超局部模型。基于此超局部模型,结合反馈超螺旋算法和非奇异快速终端切换函数设计转速-电压环FST-NFTSMC,同时建立改进滑模扰动观测器对系统存在的未知部分进行估计,并前馈补偿给FST-NFTSMC,进一步提高系统的鲁棒性和控制精度。仿真和实验表明,与传统PI控制相比,该方法在无弱磁区、浅度弱磁区和深度弱磁区的收敛速度上分别提高了66%、40.6%和28.6%,稳定性更好,转矩和电流脉动更小,证明了该方法在弱磁控制上能有效抑制电压环受到扰动后输出的抖振以及提高转速响应速度。 展开更多

关键词 内置式永磁同步电机 深度弱磁区 反馈超螺旋算法 非奇异快速终端滑模控制器 改进滑模扰动观测器

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非最小相位的单电感双输出Buck-Boost变换器的复合控制方法

15

作者 皇金锋 李啸天 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1266-1274,1314,共10页

单电感双输出Buck-Boost (SIDO Buck-Boost)变换器在电感电流连续模式(CCM)下工作存在交叉影响以及非最小相位特性的问题.为了解决上述问题,提出基于储能函数的扩张状态观测器(ESO)的改进非奇异快速终端滑模(NFTSM)和自抗扰控制(ADRC)... 单电感双输出Buck-Boost (SIDO Buck-Boost)变换器在电感电流连续模式(CCM)下工作存在交叉影响以及非最小相位特性的问题.为了解决上述问题,提出基于储能函数的扩张状态观测器(ESO)的改进非奇异快速终端滑模(NFTSM)和自抗扰控制(ADRC)相结合的控制策略.设计主路控制器,对系统的传递函数进行拟合得到ADRC范式,利用该范式对主路进行解耦控制.设计支路控制器,采用改进型ESO对储能函数进行观测,并将观测值反馈补偿到非奇异快速终端滑模控制律中,达到支路解耦的效果.为了抑制滑模控制的抖振问题,对趋近律进行改进.利用Lyapunov理论证明系统稳定性.基于硬件在环(HIL)实验平台进行实验验证.结果表明,所提控制策略与PI控制策略以及基于ESO的滑模控制策略相比,在超调量和响应时间上具有较好的效果. 展开更多

关键词 单电感双输出 BUCK-BOOST变换器 非奇异快速终端滑模控制 自抗扰控制 改进滑模趋近律

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永磁同步电机改进无模型超螺旋滑模控制 被引量：5

16

作者 龚事引 李丹 +3 位作者 刘捃锓 于惠钧 黄刚 周湘杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第2期175-181,共7页

针对永磁同步电机在复杂工况下控制性能下降问题,提出一种改进型无模型超螺旋非奇异快速终端滑模控制(IMFNFTSMC)算法。首先,建立复杂工况下的SPMSM数学模型;其次,提出新型超局部模型,与二阶超螺旋控制律(ST-)和非奇异快速终端滑模面(NF... 针对永磁同步电机在复杂工况下控制性能下降问题,提出一种改进型无模型超螺旋非奇异快速终端滑模控制(IMFNFTSMC)算法。首先,建立复杂工况下的SPMSM数学模型;其次,提出新型超局部模型,与二阶超螺旋控制律(ST-)和非奇异快速终端滑模面(NFTSM)结合,设计转速环IMFNFTSM控制器,在减小滑模抖振的同时加快系统收敛速度;为加强控制精度,设计超螺旋扩展滑模扰动观测器(STESMDO)对系统扰动进行估计并前馈补偿;最后,通过仿真及RT-LAB实验对所提方法和PI以及传统无模型非奇异终端滑模控制算法(MFNFTSMC)进行对比,证明了所设计算法的有效性和优越性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无模型 超螺旋 非奇异快速终端滑模 超螺旋扩展滑模扰动观测器

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基于非线性扰动观测的储能双向DC-DC变换器非奇异终端滑模控制策略 被引量：5

17

作者 苏泳 陈艳峰 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1523-1531,共9页

在光储直流微电网系统中,储能双向DC-DC变换器在储能设备与直流母线之间起着关键的接口作用,其在光伏输出功率及负载大信号扰动下的性能优劣至关重要,将直接影响着直流母线电压的稳定运行。为此,提出了一种基于非线性扰动观测器(nonline... 在光储直流微电网系统中,储能双向DC-DC变换器在储能设备与直流母线之间起着关键的接口作用,其在光伏输出功率及负载大信号扰动下的性能优劣至关重要,将直接影响着直流母线电压的稳定运行。为此,提出了一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)的非奇异终端滑模控制策略。首先采用基于微分几何理论的精确反馈线性化方法,将双向DC-DC变换器系统的状态空间模型转化为布鲁诺夫斯基标准式,并利用非线性扰动观测器对系统扰动量进行估计和补偿。在此基础上设计非奇异终端滑模控制器,并根据李雅普诺夫稳定性理论,证明所提控制策略的稳定性;进而分析所提控制策略的收敛性。最后,通过仿真验证所提控制策略的有效性。仿真结果表明,与文献中典型非线性控制策略相比,本文所提控制策略在光伏输出功率和负载有较大扰动时响应时间较快,并具有电压过充小、稳态误差小的优点。 展开更多

关键词 直流微网 双向DC-DC变换器 非奇异终端滑模控制 非线性扰动观测器

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基于NESO-LFDC的四旋翼无人机滑模姿态控制 被引量：4

18

作者 桂洋 郑柏超 高鹏 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期1075-1083,共9页

针对四旋翼无人机姿态控制中存在空气动力学特性复杂,易受干扰的特性,提出一种基于非线性扩张状态观测器(nonlinear extended state observer,NESO)和低频干扰补偿器(low-frequency disturbance compensator,LFDC)的非奇异快速终端滑模... 针对四旋翼无人机姿态控制中存在空气动力学特性复杂,易受干扰的特性,提出一种基于非线性扩张状态观测器(nonlinear extended state observer,NESO)和低频干扰补偿器(low-frequency disturbance compensator,LFDC)的非奇异快速终端滑模控制方法。该方法内环设计了NESO和LFDC结合,以获得干扰补偿值并补偿总干扰的低频分量。在外环设计了跟踪微分器和可变切换增益的非奇异快速终端滑模控制器,用于补偿虚拟干扰估计值的误差和总干扰的高频分量。仿真结果表明,该控制方法可以更好地估计总干扰的低频和高频分量,减少虚拟干扰估计值的误差对四旋翼无人机姿态控制的影响,并提升响应速度。 展开更多

关键词 四旋翼无人机 姿态控制 非线性扩张状态观测器 跟踪微分器 低频干扰补偿器 非奇异快速终端滑模控制

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双极性直流微电网的改进型高阶滑模自抗扰控制 被引量：3

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作者 陈旭 皇金锋 李聪林 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期111-122,共12页

针对双极性直流微电网中分布式新能源的系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素所引起母线电压波动问题,以基于风光互补含混合储能的双极性直流微电网为研究对象,提出一种双闭环改进型高阶滑模自抗扰控制策略。首先,依据自抗扰... 针对双极性直流微电网中分布式新能源的系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素所引起母线电压波动问题,以基于风光互补含混合储能的双极性直流微电网为研究对象,提出一种双闭环改进型高阶滑模自抗扰控制策略。首先,依据自抗扰理论将控制系统拟合为一阶系统模型,转化为自抗扰控制系统范式。其次,设计了改进型超螺旋滑模控制器代替传统自抗扰控制中的线性控制器,引入了具有快速收敛性的级联有限时间扩张状态观测器代替线性扩张状态观测器,既能通过高阶滑模控制算法抑制抖振,又能提高对系统集总扰动的估计精度,从而利用非线性控制策略的优势改善系统动态响应过程及抗扰性能。然后,通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。最后,基于Matlab/Simulink仿真软件以及搭建实验平台对3种不同控制策略进行对比验证,实验表明所提控制能够很好地抵抗扰动和提高系统的暂态性能。 展开更多

关键词 双极性直流微电网 级联有限时间扩张状态观测器 改进型超螺旋滑模自抗扰控制 抗扰性能

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基于无模型的PMLSM改进自适应滑模自抗扰控制 被引量：3

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作者 李争 张梓豪 +1 位作者 王康涛 孙鹤旭 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期142-151,共10页

为了提高永磁直线同步电机的自抗扰控制的动态响应性能和抗干扰性能,增强系统整体的控制性能,提出了一种基于无模型控制的改进滑模自抗扰控制策略。首先,基于滑模变结构原理以及无模型控制理论对自抗扰控制器中的扩张状态观测器和非线... 为了提高永磁直线同步电机的自抗扰控制的动态响应性能和抗干扰性能,增强系统整体的控制性能,提出了一种基于无模型控制的改进滑模自抗扰控制策略。首先,基于滑模变结构原理以及无模型控制理论对自抗扰控制器中的扩张状态观测器和非线性状态误差反馈进行优化,建立了超局部模型,采用非奇异快速终端滑模控制代替原有的非线性状态误差反馈,同时设计相应滑模面与扩张状态观测器相结合,提高观测器对扰动因素的观测精确度的同时增强控制器的动态响应性能和抗干扰能力。然后设计了改进指数趋近率,通过引入系统状态变量使得控制器可以进行自适应调节,进一步提高系统的控制性能。通过李雅普诺夫理论证明了控制策略的稳定性,仿真和实验结果表明,该控制策略相对传统的自抗扰控制器所具备的优越性。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 无模型控制 非奇异快速终端滑模 改进滑模趋近率 自抗扰控制 改进扩张状态观测器

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