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基于Super-Twisting滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制 被引量：11
1
作者 刘震 苗述 +1 位作者 李汶浍 刘晶晶 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期741-746,共6页
针对永磁同步电机矢量控制系统的高性能要求,提出一种基于二阶super-twisting滑模理论的永磁同步电机转子反电动势观测器.对电机反电动势观测值进行运算处理得到电机转子位置与转速,并采用矢量控制对电机转速进行控制,从而实现永磁同步... 针对永磁同步电机矢量控制系统的高性能要求,提出一种基于二阶super-twisting滑模理论的永磁同步电机转子反电动势观测器.对电机反电动势观测值进行运算处理得到电机转子位置与转速,并采用矢量控制对电机转速进行控制,从而实现永磁同步电机的无传感器控制.根据Lyapunov稳定性理论,该观测器的收敛特性,super-twisting算法相比于传统一阶滑模算法极大地削弱了系统的抖振,降低系统超调的同时减小了系统调整时间.仿真和实验结果均表明该方案可有效实现转子位置与转速的估算,且系统具有良好的鲁棒性和动态响应能力. 展开更多
关键词 永磁同步电机 super-twisting滑模观测器 LYAPUNOV稳定性 无传感器控制 矢量控制
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基于Super-Twisting滑模观测器无刷直流电机调速控制 被引量：3
2
作者 赵新通 王天宇 +3 位作者 沈文里 管健晖 胡涌鑫 汤易昌 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期249-255,共7页
无位置传感器无刷直流电机作为动力送风呼吸防护装备的动力来源,以它为核心的动力送风系统动态性能指标决定了使用者的安全性和舒适性。针对常规滑模观测器在无位置传感器无刷直流电机控制过程中存在高频抖振以及转子位置相位滞后的问题... 无位置传感器无刷直流电机作为动力送风呼吸防护装备的动力来源,以它为核心的动力送风系统动态性能指标决定了使用者的安全性和舒适性。针对常规滑模观测器在无位置传感器无刷直流电机控制过程中存在高频抖振以及转子位置相位滞后的问题,设计了一种基于Super-Twisting的二阶滑模观测器,其抑制了因一阶滑模面存在的不连续相而产生的抖振,以及因采用低通滤波器而导致的相位滞后和幅值衰减,同时对滑模观测器的开关函数进行改进。在此基础上采用磁场定向控制的双闭环控制系统进行系统调速仿真,同常规滑模观测器进行对比。实验结果表明:基于Super-Twisting滑模观测器的控制系统有效地抑制了系统抖振,降低了转子位置估算中存在的相位滞后,提升了电机转子位置的估算精度。其动态性能指标均优于常规滑模观测器的控制系统,提升了系统控制性能,达到了送风呼吸防护装置预期的控制效果。 展开更多
关键词 动力送风呼吸防护装置 无位置传感器无刷电机 super-twisting滑模观测器 磁场定向控制 双闭环控制
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基于Super-Twisting滑模观测器的永磁同步电机转速控制 被引量：6
3
作者 高芮 宗学军 何戡 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2022年第7期62-65,共4页
为改善永磁同步电机的转速控制性能,提高系统的抗干扰能力,提出一种基于super-twisting滑模观测器的转速控制策略。首先,基于新型趋近律设计滑模速度控制器替代传统的PI控制器;其次,引入super-twisting算法设计三阶滑模观测器,并将观测... 为改善永磁同步电机的转速控制性能,提高系统的抗干扰能力,提出一种基于super-twisting滑模观测器的转速控制策略。首先,基于新型趋近律设计滑模速度控制器替代传统的PI控制器;其次,引入super-twisting算法设计三阶滑模观测器,并将观测值补偿到速度控制器的输出端;最后,在MATLAB/Simulink环境下,搭建系统矢量控制模型进行仿真分析和实验验证。结果表明,负载突加减时,该控制方式下转速的最大波动值约为8 r/min,相比于传统PI速度控制策略减小了60 r/min,鲁棒性更好;同时系统的动态性和抗扰性也得到有效提高。 展开更多
关键词 永磁同步电机 super-twisting 滑模观测器 转速控制
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联合改进滑模观测器的自适应卡尔曼滤波荷电状态估计 被引量：3
4
作者 钱伟 王浩宇 +1 位作者 郭向伟 李万 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1984-1994,共11页
锂电池荷电状态(SOC)的精确估计对于提高电池能量利用率、保障电池安全运行具有重要意义。针对模型不确定性导致基于卡尔曼滤波(KF)的SOC估计方法精度低的问题,提出一种联合改进型滑模观测器(ISMO)的自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法,以... 锂电池荷电状态(SOC)的精确估计对于提高电池能量利用率、保障电池安全运行具有重要意义。针对模型不确定性导致基于卡尔曼滤波(KF)的SOC估计方法精度低的问题,提出一种联合改进型滑模观测器(ISMO)的自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法,以实现SOC高精度估计。首先,基于双极化(DP)等效电路模型建立融合饱和函数的ISMO,以降低传统滑模观测器的抖振。其次,设计一种新型自适应衰减因子,以降低过往陈旧测量数据对扩展卡尔曼滤波估计结果的影响,并基于融合饱和函数的ISMO,实现联合ISMO的AEKF估计方法设计。最后,基于自主实验平台获取实测模拟工况数据搭建仿真模型,验证了所提ISMO_AEKF算法在不同工况下,相比于AEKF、ISMO_EKF和其他同类型联合算法,具有更高的估计精度及鲁棒性。 展开更多
关键词 荷电状态 饱和函数 滑模观测器 自适应衰减因子 卡尔曼滤波
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一种变增益自适应滑模观测器在锂电池SOC估算中的应用 被引量：1
5
作者 孙坚 高超 毕宇豪 《热力发电》 北大核心 2025年第3期51-58,共8页
锂离子电池动态模型具有典型的非线性和不确定性,其荷电状态(state of charge,SOC)的估算精度直接影响电池管理系统(battery management system,BMS)的监测与控制效果。为提高锂离子电池SOC的估算精度,提出一种基于变增益的自适应滑模... 锂离子电池动态模型具有典型的非线性和不确定性,其荷电状态(state of charge,SOC)的估算精度直接影响电池管理系统(battery management system,BMS)的监测与控制效果。为提高锂离子电池SOC的估算精度,提出一种基于变增益的自适应滑模观测器的锂离子电池SOC估算模型,该方法利用滑模观测器的鲁棒性,以二阶RC等效电路模型为基础,在传统滑模面上引入积分项,同时采用梯度下降规则增益自适应,减小观测器抖振同时提高SOC的预测精度与系统的鲁棒性,并通过李亚普洛夫稳定性理论证明了所提方法的稳定性;最后,在动态压力测设(dynamic stress test,DST)和联邦城市运行(federal urban driving schedule,FUDS)工况下对所提方法与滑模观测器(sliding mode observe,SMO)方法进行了对比验证,所提方法在估算上具有更小的抖动与较高的估算精度且具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 荷电状态 滑模观测器 增益自适应
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永磁同步电机改进超螺旋滑模观测器矢量控制 被引量：1
6
作者 丁承君 王宇坤 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第16期6774-6780,共7页
针对传统超螺旋滑模观测器精确性差、收敛速率慢以及抖振较高的问题,提出一种基于改进超螺旋算法的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转速观测技术。首先,采用一种分段指数型函数替代开关函数以消除因低通滤波器... 针对传统超螺旋滑模观测器精确性差、收敛速率慢以及抖振较高的问题,提出一种基于改进超螺旋算法的永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转速观测技术。首先,采用一种分段指数型函数替代开关函数以消除因低通滤波器所产生的相位延迟问题,并设计自适应滑模增益以实现对不同速度情况下的稳定跟踪。然后,针对传统正交锁相环在电机转向改变时失效的问题,提出一种改进正交锁相环,使其输出与旋转方向无关,从而实现对正反转的正确跟踪。最后,由于所提改进正交锁相环具有错误收敛点,且该错误会导致转子估计位置与实际位置存在180°相位差,设计一种调整函数以解决该问题。仿真结果表明:相较于传统滑模观测器,所提出的改进方法响应速度更快,动态性能更好。 展开更多
关键词 永磁同步电机(PMSM) 滑模观测器 正交锁相环 矢量控制
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基于超螺旋扩张状态观测器的耦合单电感双输出Buck变换器串级滑模解耦控制 被引量：1
7
作者 皇金锋 章乾 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第5期592-604,共13页
针对耦合单电感双输出(CI-SIDO)降压式(Buck)变换器输出支路间的耦合效应导致交叉影响进而影响系统动态性能的问题,提出基于超螺旋扩张状态观测器(ST-ESO)的串级滑模解耦控制策略.首先,建立CI-SIDO Buck变换器的状态空间平均模型,再通... 针对耦合单电感双输出(CI-SIDO)降压式(Buck)变换器输出支路间的耦合效应导致交叉影响进而影响系统动态性能的问题,提出基于超螺旋扩张状态观测器(ST-ESO)的串级滑模解耦控制策略.首先,建立CI-SIDO Buck变换器的状态空间平均模型,再通过具有快速收敛性质的ST-ESO观测估计变换器内外环中的耦合项、内部扰动和未建模部分,并将其视为内外环中的总扰动.其次,结合超螺旋滑模控制器对内外环中总扰动进行补偿,实现系统的解耦,保证系统的鲁棒性和输出电压的稳定.然后,根据Lyapunov理论对ST-ESO和超螺旋滑模控制器进行稳定性分析,理论验证了控制策略的可行性.最后,利用实验平台对所提控制策略进行验证.结果表明所提控制策略实现了系统解耦,抑制了交叉影响并提高了系统的动态性能. 展开更多
关键词 耦合单电感双输出 BUCK变换器 超螺旋扩张状态观测器 超螺旋滑模控制器 解耦控制
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基于广义比例积分观测器的高压共轨系统新型滑模控制方法
8
作者 张付军 张宸瀚 +2 位作者 胡博睿 赵锐娜 崔涛 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第8期866-876,共11页
轨压跟踪控制一直以来都是高压共轨系统控制方法设计的难点,而传统滑模控制由于其本质是不连续开关控制,系统在平衡点会发生抖振,同时传统轨压控制方法没有考虑和处理由于喷油器喷油引起的时变扰动.为了解决系统抖振问题,在基于流体动... 轨压跟踪控制一直以来都是高压共轨系统控制方法设计的难点,而传统滑模控制由于其本质是不连续开关控制,系统在平衡点会发生抖振,同时传统轨压控制方法没有考虑和处理由于喷油器喷油引起的时变扰动.为了解决系统抖振问题,在基于流体动力学原理建立的高压共轨系统非线性数学模型的基础上,提出了新型的变指数滑模控制方法;为处理喷油器喷油对系统的干扰,设计了广义比例积分观测器(GPIO)用于估计喷油扰动,并提出了基于广义比例积分观测器的变指数滑模控制方法.在Matlab/Simulink和AMESim中进行联合仿真试验,结果表明:引入变指数滑模控制方法后趋近速率提高约18.2%,抖振减小约40.8%,同时在增加GPIO后,趋近速率进一步提高约22.2%,抖振减小约39.2%. 展开更多
关键词 高压共轨 滑模控制 广义比例积分观测器(GPIO) 轨压控制 AMESIM
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基于自适应滑模观测器的级联H桥光伏逆变器开路故障诊断方法
9
作者 郑征 薄佳林 李斌 《电力系统保护与控制》 北大核心 2025年第20期120-130,共11页
为实现级联H桥(cascaded H-bridge,CHB)光伏并网逆变器单管和双管开路故障诊断,提出了一种基于自适应滑模观测器的开路故障诊断方法。首先基于CHB光伏逆变器混合逻辑动态(mixed logic dynamic,MLD)模型设计自适应滑模观测器,并根据实际... 为实现级联H桥(cascaded H-bridge,CHB)光伏并网逆变器单管和双管开路故障诊断,提出了一种基于自适应滑模观测器的开路故障诊断方法。首先基于CHB光伏逆变器混合逻辑动态(mixed logic dynamic,MLD)模型设计自适应滑模观测器,并根据实际电流和估计电流设计故障检测变量。其次根据直流侧电容电压设计电压阈值进行故障模块定位。然后通过电流残差构造故障定位变量,比较故障状态下自适应滑模观测器的电流残差变化以实现对角管的区分。最后设计前次故障状态下的自适应滑模观测器实现双管开路故障诊断。实验结果表明,所提出的诊断方法可在一个基波周期内准确识别任意位置的单管和双管故障,诊断速度快、鲁棒性强。 展开更多
关键词 级联H桥 自适应滑模观测器 电压阈值 电流残差 故障诊断
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高速列车测量噪声的滑模观测器重构方法
10
作者 何静 赵潇 +1 位作者 刘建华 肖明杰 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期124-130,共7页
针对高速列车系统中存在的传感器测量噪声问题,提出了一种基于滑模观测器的测量噪声重构方法。从高速列车17自由度横向振动的1/2整车模型入手,构造了在测量噪声影响下的列车等效模型,通过定义辅助的状态变量作为输出信号滤波器,将传感... 针对高速列车系统中存在的传感器测量噪声问题,提出了一种基于滑模观测器的测量噪声重构方法。从高速列车17自由度横向振动的1/2整车模型入手,构造了在测量噪声影响下的列车等效模型,通过定义辅助的状态变量作为输出信号滤波器,将传感器的测量噪声等效转换为伪执行器噪声,对新的增广噪声状态空间系统设计了滑模观测器,并根据Lyapunov理论对所设计的系统进行了稳定性证明,同时利用滑模等值原理对测量噪声进行重构。最后通过Matlab/Simulink仿真验证了该方法对突变测量噪声和缓变测量噪声的重构效果,表明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 高速列车 1/2整车模型 测量噪声重构 滑模观测器
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基于有限时间干扰观测器的高速列车非奇异终端滑模协同控制
11
作者 张友鹏 王小天 +3 位作者 杨军霞 王东 金煜翔 高子轩 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期967-978,共12页
为解决高速列车在运行时存在时变非线性动态、附加阻力、外部干扰及输入饱和情况下多列车协同追踪运行问题,利用非奇异终端滑模控制、有限时间干扰观测器及动态辅助系统设计控制器实现多列高速列车的协同追踪运行控制。首先,建立多列车... 为解决高速列车在运行时存在时变非线性动态、附加阻力、外部干扰及输入饱和情况下多列车协同追踪运行问题,利用非奇异终端滑模控制、有限时间干扰观测器及动态辅助系统设计控制器实现多列高速列车的协同追踪运行控制。首先,建立多列车的多智能体系统模型。其次,采用反正切函数设计一种新型的非奇异终端滑模控制算法;利用有限时间干扰观测器估计系统的附加阻力及复合未知干扰,并将其估计值反馈补偿到控制器的输出,以消除此部分干扰对高速列车运行的影响;针对输入饱和特性,引入动态辅助系统解决输入饱和对列车控制系统的影响;利用lyapunov稳定性理论分别证明控制器与观测器的稳定性。最后,采用matlab软件仿真验证,通过与自适应终端滑模、有限时间干扰观测器终端滑模、有限时间干扰观测器线性滑模3种方法对比,以及在有无输入饱和约束条件下列车追踪运行时的速度、位移误差以及控制力输入对比。研究结果表明:相较于其他3种方法,采用有限时间干扰观测器非奇异终端滑模的方法时列车速度、位移误差更小,且控制力输入也更为平滑。计及输入饱和下,当列车遇到外部干扰时,控制输入均在牵引制动特性约束范围之内,设计动态辅助系统有效解决了输入饱和对列车追踪运行的影响。基于以上分析可知,计及输入饱和下利用所设计的有限时间干扰观测器非奇异终端滑模控制器及动态辅助系统可实现多列车的协同追踪运行。研究结果可为提高线路利用率,实现多列高速列车安全稳定地追踪运行提供参考。 展开更多
关键词 有限时间干扰观测器 非奇异终端滑模 输入饱和 多列车 协同运行
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基于改进指数趋近律的滑模观测器PMSM自抗扰控制
12
作者 李彬彬 赵阳 +1 位作者 高傲 薛世杰 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第8期107-111,共5页
针对传统滑模观测器存在抖振、估计转子信息精度较差和永磁同步电机运行过程中存在的负载转矩突变对电机调速性能影响较大等问题,提出一种改进趋近律的滑模观测器和改进自抗扰控制相结合的控制方法。改进趋近律将系统的状态变量与Sigmoi... 针对传统滑模观测器存在抖振、估计转子信息精度较差和永磁同步电机运行过程中存在的负载转矩突变对电机调速性能影响较大等问题,提出一种改进趋近律的滑模观测器和改进自抗扰控制相结合的控制方法。改进趋近律将系统的状态变量与Sigmoid函数相结合作为等速项,指数项中引入对数项的分数多项式,减少抖振的同时能有效地抑制控制系统的抖振。通过利用Lyapunov定理对系统的稳定性进行分析,验证了系统的稳定性。针对传统自抗扰中fal函数在分段点不可导的产生剧烈抖振和自抗扰控制中参数导致调参困难的问题,提出一种新型的fal函数,并对传统自抗扰进行简化处理。仿真实验结果表明,改进后的观测精度较改进前提升了1000倍,超调量减少了99%,并且具有更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无传感器 滑模观测器 自抗扰控制
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基于有限时间观测器的PFC变换器自适应超螺旋滑模控制
13
作者 马辉 李昊轩 +3 位作者 范李平 向昆 卢云 席磊 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第9期116-126,共11页
针对单相三电平功率因数校正电路在传统控制方法下动态响应慢、抗扰能力不足的问题,提出一种基于有限时间扰动观测器的自适应超螺旋滑模控制策略。该策略通过引入等效自适应增益改进超螺旋算法,并将其应用于电压调节和功率跟踪回路,有... 针对单相三电平功率因数校正电路在传统控制方法下动态响应慢、抗扰能力不足的问题,提出一种基于有限时间扰动观测器的自适应超螺旋滑模控制策略。该策略通过引入等效自适应增益改进超螺旋算法,并将其应用于电压调节和功率跟踪回路,有效增强动态响应并抑制抖振;同时设计线性超螺旋观测器实时补偿系统扰动,降低增益需求,提升收敛速度与抗扰性能。基于单相双向管级联背靠背三电平变换器的实验表明:相较传统PI控制,该策略在载突变时响应时间缩短44.5%和56.4%,电压波动幅度减小48.1%和80.5%;在参考电压阶跃下,电压上升恢复时间缩短88.1%,且无显著超调,下降恢复时间缩短34.4%,跌落幅度减少58.9%;在输入电压波动时,暂态时间缩短37.6%,电压下降幅度减小61.7%。实验结果表明该方法能够显著提升系统响应速度与抗扰能力,为高可靠性功率因数校正提供了有效控制方案。 展开更多
关键词 功率因数校正电路 滑模控制 扰动观测器 抖振抑制 自适应增益
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基于干扰观测器的自适应反演滑模主动升沉补偿控制策略
14
作者 徐建安 刘浩博 +2 位作者 刘华东 张伟久 展勇 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期558-566,共9页
针对主动升沉补偿二次控制液压系统受到外部干扰和模型内部参数摄动等不确定性因素影响的问题,本文提出一种基于干扰观测器的自适应反演滑模控制策略。干扰观测器根据系统输入和二次元件输出去观测外部干扰和模型内部参数摄动,自适应反... 针对主动升沉补偿二次控制液压系统受到外部干扰和模型内部参数摄动等不确定性因素影响的问题,本文提出一种基于干扰观测器的自适应反演滑模控制策略。干扰观测器根据系统输入和二次元件输出去观测外部干扰和模型内部参数摄动,自适应反演滑模保证系统的位移补偿精度并估计干扰观测器的观测误差以及不可观测的干扰值,二者输出整合得到控制率,并采用李雅普诺夫函数证明控制系统的稳定性。仿真结果表明:本文设计的控制策略可以实时估计并补偿外部干扰与参数摄动,观测器误差仅为1.74%,有效提高补偿系统面对不确定因素的鲁棒性;自适应反演滑模控制结合干扰观测器的输出误差补偿机制,进一步提升了位移补偿精度,能够在恶劣环境下使补偿效率提升并稳定至96%以上。 展开更多
关键词 主动升沉补偿 干扰观测器 滑模控制 自适应控制 二次控制 电液伺服 位移补偿 仿真分析
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机械臂模糊降阶观测器反步法的非奇异性快速终端滑模控制
15
作者 杨晓辉 汤丑焱 +2 位作者 邓福伟 胡誉尹 黄超 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第6期986-993,共8页
针对机械臂所构建的动力模型具有不确定性,为了逐步提高轨迹跟踪的精度和速度,提出了一种模糊降阶观测器反步法的非奇异性快速终端滑模控制器。该控制器采取了一种新型积分快速终端滑模面,利用反步法将复杂的非线性系统分解成不超过系... 针对机械臂所构建的动力模型具有不确定性,为了逐步提高轨迹跟踪的精度和速度,提出了一种模糊降阶观测器反步法的非奇异性快速终端滑模控制器。该控制器采取了一种新型积分快速终端滑模面,利用反步法将复杂的非线性系统分解成不超过系统阶数的子系统,并且结合了模糊系统设计了模糊降阶观测器用来对系统的干扰进行估计和补偿,对于扰动观测值的力矩进行补偿,从而保证系统拥有快速有限时间收敛和非奇异性优越性能。为了保证系统的稳定性,采取Lyapunov方法证明了系统的稳定性,根据不同的方法对比展现出了期望轨迹的快速精准的跟踪。 展开更多
关键词 机械臂 滑模控制 观测器 期望轨迹 滑模面
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一种新型自适应滑模观测器锂电池SoC估计方法
16
作者 钱伟 李万 +2 位作者 郭向伟 王浩宇 赵大中 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期123-132,共10页
为了减小传统滑模观测器在锂电池荷电状态(SoC)估计中的抖动现象并提高估计精度,提出一种新型改进自适应滑模观测器(IASMO)。首先,基于双极化(DP)等效电路模型,通过引入非线性的终端滑模面,使目标函数能在有限时间内收敛至平衡点,同时... 为了减小传统滑模观测器在锂电池荷电状态(SoC)估计中的抖动现象并提高估计精度,提出一种新型改进自适应滑模观测器(IASMO)。首先,基于双极化(DP)等效电路模型,通过引入非线性的终端滑模面,使目标函数能在有限时间内收敛至平衡点,同时设计连续控制率减少估计结果的抖振现象。其次,为了克服建模不确定性,设计一种根据滑模面函数自适应调整的开关增益函数,进一步提高估计算法的估计精度和鲁棒性,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明观测器的收敛性。最后,基于自主实验平台,获取不同工况下的电池运行数据,并搭建仿真模型进行验证。实验结果表明,所提改进自适应滑模观测器相比于传统滑模观测器及目前主流的其他类型改进滑模观测器均具有更好的估计精度及鲁棒性。 展开更多
关键词 SOC估计 滑模观测器 双极化模型 终端滑模面 自适应开关增益
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基于自适应扰动观测器的电磁直线驱动器改进滑模控制
17
作者 高仁璟 王赓 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期64-75,共12页
针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模... 针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模扰动观测器对系统扰动等不确定性因素进行观测与自适应前馈补偿。为保证系统的有限时间收敛性,基于改进的全局快速终端滑模面设计等效控制部分,并引入改进的快速超螺旋算法作为趋近阶段的切换控制律,以进一步提升收敛速度并削弱抖振的影响。利用Lyapunov定理证明闭环系统的稳定性,并通过仿真和试验验证控制方法的有效性。结果表明,所提出的控制方法具有增强系统鲁棒性、避免参数增益选择保守性的优势,能够实现对非线性时变扰动的自适应观测补偿,保证误差在有限时间内更快收敛的同时有效抑制抖振。 展开更多
关键词 电磁直线驱动器 自适应滑模扰动观测器 全局快速终端滑模 快速超螺旋算法 运动控制
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基于高增益扰动观测器的磁悬浮球系统滑模控制
18
作者 林俊亭 陈信州 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期1897-1906,共10页
针对磁悬浮球系统存在建模误差与未知扰动导致控制性能下降的问题,设计了一种基于高增益扰动观测器(HGDO)的自适应非奇异终端滑模控制(ANTSMC)方法。建立磁悬浮球系统模型,并在平衡点处将模型线性化;为削弱滑模控制器的抖振并保证系统... 针对磁悬浮球系统存在建模误差与未知扰动导致控制性能下降的问题,设计了一种基于高增益扰动观测器(HGDO)的自适应非奇异终端滑模控制(ANTSMC)方法。建立磁悬浮球系统模型,并在平衡点处将模型线性化;为削弱滑模控制器的抖振并保证系统误差在有限时间收敛,设计了自适应非奇异终端滑模控制器,同时,采用高增益扰动观测器对系统中存在的总扰动进行估计,并通过理论验证了所设计高增益扰动观测器可以快速收敛到实际扰动值的可调邻域,基于扰动估计值设计带扰动补偿的自适应非奇异终端滑模控制律,并证明了在该控制律下系统是全局一致最终有界的;通过仿真验证了所设计方法在不同目标轨迹下的有效性。仿真与定量分析表明:与带广义比例积分观测器的控制器相比,带高增益扰动观测器的控制器对总扰动观测值的积分时间乘方误差(ITSE)降低了75%,积分时间绝对误差(ITAE)降低了60%,从而提高了在相同控制方法下系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 磁悬浮球系统 滑模控制 高增益扰动观测器 扰动补偿 轨迹跟踪
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采用扩展状态观测器的PMLM预设时间滑模控制
19
作者 殷春武 赵紫兰 易佩 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第5期156-162,共7页
对存在控制饱和、参数摄动和外部干扰的永磁直线电动机(PMLM)位置跟踪误差收敛时间上界不可控的问题,设计了一种预设时间收敛滑模自适应控制器,使电机位置跟踪误差在预设时间内收敛,且电机转速一致有界。首先,构造了一种预设时间收敛的... 对存在控制饱和、参数摄动和外部干扰的永磁直线电动机(PMLM)位置跟踪误差收敛时间上界不可控的问题,设计了一种预设时间收敛滑模自适应控制器,使电机位置跟踪误差在预设时间内收敛,且电机转速一致有界。首先,构造了一种预设时间收敛的滑模面;其次,采用双曲正切函数近似控制饱和约束,将双曲正切函数转换成关于无约束控制输入变量的线性函数,并采用二阶扩展状态观测器估计系统不确定部分,设计了一种滑模自适应控制器,Lyapunov稳定判据证明了闭环系统的预设时间稳定性。通过对含复合干扰的永磁直流电机位置阶跃跟踪数值仿真,验证了算法的有效性。仿真结果表明,电机位置跟踪误差在预设时间收敛内收敛,且位置跟踪精度高,对参数摄动和外部干扰具有强鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁直线电机 滑模控制 预设时间控制 扩展状态观测器 控制饱和
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基于滑模观测器的永磁同步电机控制
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作者 马帅旗 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期16-19,共4页
针对无速度传感器永磁同步电动机(PMSM)控制中难以准确估计转子位置和转速的问题,利用滑模观测器(SMO)对系统参数变化及外部扰动不敏感的特性,提出了一种改进型永磁同步电动机转子位置和速度的估计算法。首先,构建了永磁同步电机数学模... 针对无速度传感器永磁同步电动机(PMSM)控制中难以准确估计转子位置和转速的问题,利用滑模观测器(SMO)对系统参数变化及外部扰动不敏感的特性,提出了一种改进型永磁同步电动机转子位置和速度的估计算法。首先,构建了永磁同步电机数学模型和基于滑模观测器的转速观测方程,研究了永磁同步电机的滑模观测方式和产生抖振机理。然后,在传统滑模观测器中利用连续变化的Sigmoid函数代替开关函数来降低系统抖振,引入变截止频率低通滤波器来减少高次谐波的变化影响。最后,在MATALB环境下对系统进行了仿真研究。实验结果表明,该滑模观测器设计方法能有效地抑制系统抖振和高频干扰,提高电机位置和速度信息的估算的准确性,对转速和负载变化也具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模观测器 无速度传感器 切换函数 抖振
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