In this paper,a linear/nonlinear switching active disturbance rejection control(SADRC)based decoupling control approach is proposed to deal with some difficult control problems in a class of multi-input multi-output(M...In this paper,a linear/nonlinear switching active disturbance rejection control(SADRC)based decoupling control approach is proposed to deal with some difficult control problems in a class of multi-input multi-output(MIMO)systems such as multi-variables,disturbances,and coupling,etc.Firstly,the structure and parameter tuning method of SADRC is introduced into this paper.Followed on this,virtual control variables are adopted into the MIMO systems,making the systems decoupled.Then the SADRC controller is designed for every subsystem.After this,a stability analyzed method via the Lyapunov function is proposed for the whole system.Finally,some simulations are presented to demonstrate the anti-disturbance and robustness of SADRC,and results show SADRC has a potential applications in engineering practice.展开更多
针对线性自抗扰(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)在四旋翼飞行器姿态控制中存在初始状态误差较大时可能产生“峰值”现象的问题,提出了一种基于线性/非线性自抗扰切换控制(Switch in linearnonlinear Active Distur...针对线性自抗扰(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)在四旋翼飞行器姿态控制中存在初始状态误差较大时可能产生“峰值”现象的问题,提出了一种基于线性/非线性自抗扰切换控制(Switch in linearnonlinear Active Disturbance Rejection Control,SADRC)四旋翼飞行器控制方法。以实验室现有的3-DOF四旋翼飞行器平台为研究对象,建立了其姿态的数学模型,引入SADRC对其基本原理进行了介绍;基于SADRC设计了四旋翼飞行器姿态解耦控制器,并对系统单通道的稳定性进行了分析;对控制方法进行了实验验证。结果表明,SADRC控制器可有效避免LADRC控制器因为初始状态误差引起的“峰值”问题,抗干扰性能进一步提高。展开更多
为了提升永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在负载变化、参数摄动和其他不确定因素下的抗扰性能和速度跟踪性能,提出一种基于级联线性-非线性自抗扰控制器的PMLSM速度控制策略。首先,建立考虑负载扰...为了提升永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在负载变化、参数摄动和其他不确定因素下的抗扰性能和速度跟踪性能,提出一种基于级联线性-非线性自抗扰控制器的PMLSM速度控制策略。首先,建立考虑负载扰动和参数失配的PMLSM数学模型;其次,设计级联线性-非线性扩张状态观测器来实时估计和补偿系统所受的不确定扰动,前级线性扩张状态观测器保证系统在大扰动下保持稳定,后级非线性扩张状态观测器利用非线性机制进一步提高系统对扰动的估计精度,从而将线性自抗扰控制和非线性自抗扰控制的优势相结合,以此提升系统的速度跟踪性能和抗扰动能力;并且,对所提控制器提出基于劳斯判据的稳定性分析方法,并对系统的抗扰性能和噪声抑制性能进行了频域分析;最后,对基于PI控制、级联线性自抗扰控制、非线性自抗扰控制和级联线性-非线性自抗扰控制的永磁直线同步电机系统进行仿真和实验对比,验证所提方法的优越性。展开更多
提出一种dq坐标系下静止无功发生器的自抗扰解耦控制方法。首先针对静止无功发生器(static var generator,SVG)非线性、强耦合的特点,建立并设计基于自抗扰技术的多变量解耦控制系统。其次,为克服一般控制算法难以解决的高频振荡和滤波...提出一种dq坐标系下静止无功发生器的自抗扰解耦控制方法。首先针对静止无功发生器(static var generator,SVG)非线性、强耦合的特点,建立并设计基于自抗扰技术的多变量解耦控制系统。其次,为克服一般控制算法难以解决的高频振荡和滤波效果差的问题,设计最速控制综合函数作为跟踪微分器。另外设计自抗扰线性和非线性两种控制器,并与PI控制算法进行比较,通过Matlab仿真和样机实验,验证了所设计的基于非线性自抗扰技术的多变量解耦控制算法可实现SVG输出电流在dq轴下的解耦,使系统具有较快的动态响应和较强的鲁棒性及抗干扰性,尤其具有单参数调节和无超调的优良性能。展开更多
实现微电网并网/孤岛运行模式平滑切换是保证微电网安全可靠运行的前提。提出了基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)技术的微电网运行模式平滑切换控制策略。以主从结构的微电网为研究对象,将主控...实现微电网并网/孤岛运行模式平滑切换是保证微电网安全可靠运行的前提。提出了基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)技术的微电网运行模式平滑切换控制策略。以主从结构的微电网为研究对象,将主控单元电压外环控制器设计为LADRC控制器,采用扩张状态观测器(extended state observer,ESO)对扩张状态(未知过程扰动、系统未建模摄动及dq轴通道耦合)进行在线实时估计,并将扰动估计主动补偿于主控单元的电流内环设定值中,从而达到快速消除扰动、平缓切换过程的效果。推导出一阶LADRC及主控系统的传递函数并进行幅频分析,结果表明所提方案具有良好的设定值跟踪性能和扰动抑制性能。动态仿真结果表明,所提控制策略能够有效平滑微网由并网切换至孤网模式产生的暂态振荡,同时对从控部分的扰动具有较好的鲁棒性,并且算法简单、调试容易。展开更多
基金supported by the Scientific Research Innovation Development Foundation of Army Engineering University((2019)71).
文摘In this paper,a linear/nonlinear switching active disturbance rejection control(SADRC)based decoupling control approach is proposed to deal with some difficult control problems in a class of multi-input multi-output(MIMO)systems such as multi-variables,disturbances,and coupling,etc.Firstly,the structure and parameter tuning method of SADRC is introduced into this paper.Followed on this,virtual control variables are adopted into the MIMO systems,making the systems decoupled.Then the SADRC controller is designed for every subsystem.After this,a stability analyzed method via the Lyapunov function is proposed for the whole system.Finally,some simulations are presented to demonstrate the anti-disturbance and robustness of SADRC,and results show SADRC has a potential applications in engineering practice.
文摘针对线性自抗扰(Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC)在四旋翼飞行器姿态控制中存在初始状态误差较大时可能产生“峰值”现象的问题,提出了一种基于线性/非线性自抗扰切换控制(Switch in linearnonlinear Active Disturbance Rejection Control,SADRC)四旋翼飞行器控制方法。以实验室现有的3-DOF四旋翼飞行器平台为研究对象,建立了其姿态的数学模型,引入SADRC对其基本原理进行了介绍;基于SADRC设计了四旋翼飞行器姿态解耦控制器,并对系统单通道的稳定性进行了分析;对控制方法进行了实验验证。结果表明,SADRC控制器可有效避免LADRC控制器因为初始状态误差引起的“峰值”问题,抗干扰性能进一步提高。
文摘为了提升永磁直线同步电机(permanent magnet linear synchronous motor,PMLSM)在负载变化、参数摄动和其他不确定因素下的抗扰性能和速度跟踪性能,提出一种基于级联线性-非线性自抗扰控制器的PMLSM速度控制策略。首先,建立考虑负载扰动和参数失配的PMLSM数学模型;其次,设计级联线性-非线性扩张状态观测器来实时估计和补偿系统所受的不确定扰动,前级线性扩张状态观测器保证系统在大扰动下保持稳定,后级非线性扩张状态观测器利用非线性机制进一步提高系统对扰动的估计精度,从而将线性自抗扰控制和非线性自抗扰控制的优势相结合,以此提升系统的速度跟踪性能和抗扰动能力;并且,对所提控制器提出基于劳斯判据的稳定性分析方法,并对系统的抗扰性能和噪声抑制性能进行了频域分析;最后,对基于PI控制、级联线性自抗扰控制、非线性自抗扰控制和级联线性-非线性自抗扰控制的永磁直线同步电机系统进行仿真和实验对比,验证所提方法的优越性。
文摘提出一种dq坐标系下静止无功发生器的自抗扰解耦控制方法。首先针对静止无功发生器(static var generator,SVG)非线性、强耦合的特点,建立并设计基于自抗扰技术的多变量解耦控制系统。其次,为克服一般控制算法难以解决的高频振荡和滤波效果差的问题,设计最速控制综合函数作为跟踪微分器。另外设计自抗扰线性和非线性两种控制器,并与PI控制算法进行比较,通过Matlab仿真和样机实验,验证了所设计的基于非线性自抗扰技术的多变量解耦控制算法可实现SVG输出电流在dq轴下的解耦,使系统具有较快的动态响应和较强的鲁棒性及抗干扰性,尤其具有单参数调节和无超调的优良性能。
文摘实现微电网并网/孤岛运行模式平滑切换是保证微电网安全可靠运行的前提。提出了基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)技术的微电网运行模式平滑切换控制策略。以主从结构的微电网为研究对象,将主控单元电压外环控制器设计为LADRC控制器,采用扩张状态观测器(extended state observer,ESO)对扩张状态(未知过程扰动、系统未建模摄动及dq轴通道耦合)进行在线实时估计,并将扰动估计主动补偿于主控单元的电流内环设定值中,从而达到快速消除扰动、平缓切换过程的效果。推导出一阶LADRC及主控系统的传递函数并进行幅频分析,结果表明所提方案具有良好的设定值跟踪性能和扰动抑制性能。动态仿真结果表明,所提控制策略能够有效平滑微网由并网切换至孤网模式产生的暂态振荡,同时对从控部分的扰动具有较好的鲁棒性,并且算法简单、调试容易。
