基于扰动观测器的永磁同步电机非奇异终端滑模控制

针对传统滑模控制中系统误差收敛速度缓慢以及系统固有抖振问题,采用一种自适应幂指数趋近律的非奇异终端滑模控制方法设计速度环控制器,在避免奇异现象的基础上实现系统误差快速收敛,提高了趋近速度并有效改善系统抖振问题。仿真结果表明基于滑模扰动观测器下非奇异终端滑模的控制策略有效提高了永磁同步电机控制系统的动态响应能力和鲁棒性。

基于SLADRC的三相交错并联DC-DC变换器稳压控制

针对三相交错并联型DC-DC变换器在输出侧负载和输入侧母线电压数值改变以及其他扰动影响下而出现的输出电压波动现象,提出一种滑模线性自抗扰控制策略。首先,建立三相交错并联DC-DC变换器在s域下的数学模型,并分析能量传输不平衡原理;然后,根据系统模型,设计合适的观测器和线性自抗扰控制器;进一步,为提高系统对输出电压波动的抑制能力,引入滑模控制,形成滑模线性自抗扰控制,提高系统的抗扰性和快速性;最后,设计多种工况对新型控制策略进行仿真验证和半实物仿真实验验证。结果表明:与传统控制策略相比,滑模线性自抗扰控制不仅具备优异的电压波动抑制能力,而且具有优越的稳态运行能力和暂态穿越能力,保证了系统能量传输间的平衡。

MIMO非线性不确定系统二阶滑模控制

提出了一种基于有限状态机切换策略的多输入多输出二阶滑模控制算法。算法保证了传统滑模控制对参数变化和扰动不灵敏的特点,削弱了滑模控制的"抖动"现象。在上界未知的测量噪声和参数变化的情况下,算法通过滑模量及其微分的符号构成控制律,实现了系统的镇定。仿真结果表明算法在噪声环境下能保证系统的稳定性,对参数不确定具有较强的鲁棒性。算法结构简单,便于实现。

具有模糊二次补偿的柔性臂滑模控制研究

提出了一种新双连杆柔性臂机器人位置控制算法 ,其特点是根据系统的滑模条件是否满足和关节角误差变化趋势对由柔性臂刚性模态求得的滑模控制实行二次模糊修正 ,以使系统趋于滑模面和误差收敛。通过将模糊修正规则定义为事件该系统便成为典型的离散事件系统 ,借助自动机和监督控制理论分析了该系统的稳定性 ,将控制律在包含柔性模态的完整模型上进行计算机仿真证明了算法的有效性。

基于改进滑模控制的光伏最大功率点跟踪技术

为了充分利用太阳能,改善光伏发电中普遍存在的跟踪速度慢、输出功率不稳定、转化效率低等缺点,基于光伏阵列工作特性和滑模变结构控制的特点,提出一种最大功率点跟踪控制策略。采用Boost电路作为实现电路,通过分析光伏阵列输出特性,设计相应滑模控制器,并对其中非线性分量进行改进;采用微滑模层代替传统的滑模面,减小系统振荡。利用Simulink仿真软件对该控制策略改进前后进行仿真分析,并与传统控制方法中的扰动观察法进行对比。仿真结果表明,该控制策略在跟踪速度、超调量以及跟踪的动态稳定性控制方面表现良好。

飞轮电池放电控制系统设计与试验研究

针对飞轮电池放电过程中大范围的飞轮转速变化、负载扰动等特点,设计了基于滑模控制的飞轮电池放电稳压系统。建立了BUCK变换电路的滑模变结构模型,探讨了以期望输出电压为依据的滑模面的确定及滑模控制器的设计方法,并进行了试验。试验结果表明在飞轮转速变化和负载扰动情况下,系统具有良好的动态特性和鲁棒性。

新型三相三线制并联有源滤波器的滑模控制方法

为了提高有源滤波器的谐波补偿效果,设计了一种新型滑模控制器,用于三相三线制并联有源滤波器的参考电流跟踪控制。谐波电流检测方法采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法,能快速、准确的检测出负载电流中的谐波分量。直流侧电压控制方法采用PI控制方法实现。Simulink仿真结果显示,与传统的滞环比较控制方法相比,所设计的新型滑模控制方法能够有效的降低跟踪误差,提高有源滤波器的谐波补偿效果。

永磁同步电机新型无差拍直接转矩控制

针对传统无差拍直接转矩控制中电机内部参数摄动对给定电压矢量的影响,提出一种基于滑模扰动观测器补偿的永磁同步电机无差拍直接转矩控制策略。首先,结合滑模控制理论,分别构建了d,q轴滑模扰动观测器,对参数摄动引起的d,q轴电压变化量进行观测,将其补偿至给定d,q轴电压,提高系统对参数摄动的鲁棒性。其次,对q轴滑模扰动观测器进行了重构,在对q轴参考电压扰动补偿的同时对转子磁链进行了有效辨识。试验结果验证了新型控制策略的有效性和实用性。

基于滑模干扰观测器的高超声速飞行器滑模控制

首先,针对存在外部干扰和输入饱和的通用式高超声速飞行器的纵向动态模型,提出一种基于滑模干扰观测器的抗饱和滑模控制器。该滑模控制器采用非线性趋近律,在保证系统快速、稳定跟踪指令的同时,能够消除传统滑模控制中的抖振现象,并针对执行器饱和问题,加入抗饱和补偿器,以提高系统的稳定性。其次,对于系统中存在的干扰和不确定性,提出一种滑模干扰观测器,用以准确估计系统中存在的等效干扰,并将该观测器对干扰的估计值应用于滑模控制器中进行补偿,以消除干扰。再次,利用Lyapunov理论对所提出的基于滑模干扰观测器的抗饱和滑模控制器进行稳定性分析。最后,对高超声速飞行器的巡航状态进行仿真。仿真结果表明,所提方法能够有效提高系统的稳定性和抗干扰性,具有一定的实际应用价值。

基于SMDO的滑模控制器设计及其在导弹上的应用

提出了一种基于滑模干扰观测器(SMDO)的滑模控制器(SMC)设计方法。针对一类级联多输入多输出(MI-MO)非线性系统,根据奇异摄动原理将其分为内、外回路分别进行控制器设计。以外回路为例,分析了传统基于饱和函数的滑模控制的鲁棒性,针对其在面临干扰时鲁棒性较差的问题,在名义滑模控制律的基础上设计了基于超扭曲算法的SMDO以实现对干扰的估计和补偿。将该方法应用于导弹控制系统的设计中,通过仿真表明,基于SMDO的滑模控制器(SMDO-SMC)有效提高了控制系统的鲁棒性和性能。