变速恒频双馈风力发电系统空载并网积分变结构控制

围绕变速恒频双馈风力发电系统空载并网问题,将滑模变结构控制与矢量控制相结合,提出了一种基于指数趋近率的积分变结构控制策略,并分别对理想情况、电机参数摄动情况和电网电压波动情况下的双馈风力发电系统空载并网过程进行仿真分析.结果表明:在本控制策略下,双馈风力发电系统空载并网动态响应良好,稳态误差近似为零,过渡平稳,并网后无需更改控制器参数即可顺利进入最大风能追踪阶段;与传统PI控制相比,本控制策略能够有效抑制参数摄动及外部扰动对双馈风力发电系统的影响,具有较强的全局鲁棒性.

基于级联滑模控制的高精度光电跟踪与捕获

为了进一步提高光电跟踪系统的目标捕获和跟踪性能,提出了一种基于变增益趋近律的级联滑模控制方法。基于反双曲正弦函数和幂次项设计了新型变增益滑模趋近律,在提高滑模面趋近速度的同时抑制滑模抖振现象;基于变增益滑模趋近律设计速度环和位置环滑模控制器构成级联滑模控制,以提高系统的动态响应性能和鲁棒性,提高系统对目标的捕获能力和跟踪精度。最后,以某球形光电跟踪系统的方位轴作为控制对象,进行了传统级联PI控制和级联滑模控制方法的对比分析。实验结果表明,相比于传统级联PI控制,捕获速度为1(°)/s的目标时,级联滑模控制可以将目标捕获时间减小32%;跟踪等效最大速度为4(°)/s和最大加速度为2(°)/s 2的正弦引导信号,可将跟踪误差RMS值减小31%,采用级联滑模控制可有效提高跟踪系统的控制性能。

基于离散变速趋近律的模糊滑模高频开关电源控制

状态空间平均法建立的小信号模型存在不适用于工作点在较大参数范围内变化的局限性,为了克服该缺点,采用准线性建模方法对移相全桥高频开关电源进行建模。在此基础上,选取了线性切换函数和基于变速趋近律的控制率,设计了一种高频开关电源模糊滑模变结构控制器。该控制器能够克服传统高频开关电源控制器动态响应特性较慢、对系统条件突变调节效果不理想的不足。仿真结果表明,所设计的模糊滑模变结构控制器与一般滑模变结构控制器相比,具有更好的控制效果、鲁棒性和动态性能,有效降低了抖振。利用所设计的控制器实现了对1.2k W高频开关电源样机的良好控制,进一步证明了所提方法的有效性。

基于滑模变结构和高增益状态观测器的直流电机位置控制

针对直流电机位置跟踪控制,提出一种基于高增益状态观测器的直流电机位置滑模控制算法.首先建立直流电机状态空间表达式;然后设计高增益状态观测器,观测直流电机的速度和电流及其导数信号,选取合适的极点保证观测器的准确性和稳定性;最后改进滑模变结构控制算法的指数趋近律,在只采用位置传感器、电流和速度及其导数信号通过状态观测器得到的情况下,实现直流电机的位置跟踪控制,使控制系统具有较好的控制性能且易于硬件实现.对比传统滑模和PID算法,验证了该算法的有效性.

永磁同步电机改进滑模观测器矢量控制

针对滑模观测器在永磁同步电机无位置传感器控制系统存在的高抖振、收敛速度较慢、观测精度差等问题,提出一种基于自适应滑模增益的变幂次趋近律的新型滑模观测器,该趋近律在幂次趋近律的基础上,增加由观测转速、磁链和外部输入预期目标电流误差组成的自适应滑模增益变指数项,自适应滑模增益变指数项具有时变的较快收敛速度,有效解决原有趋近律趋近模态时间过长的问题,使用李雅普诺夫稳定判据对系统进行了稳定性分析。通过新型滑模观测器和传统滑模观测器进行对照实验,结果表明,相对比较而言所提出的新型滑模观测器收敛速度更快,高频抖振削弱和带载能力加强,自适应滑模增益能有效控制电流误差幅值,最后观测精度提高了20%以上。

永磁直驱同步风力发电机滑模控制研究

介绍了永磁直驱风力发电系统控制研究。针对传统矢量控制中PI控制器存在参数不易整定,对外界扰动及参数摄动鲁棒性差的问题,引入了滑模变结构控制器。为了减小滑模控制中的抖振现象提高系统的动态品质,提出了一种基于变速变指数趋近律的滑模变结构控制策略。为了使变速变指数趋近律在大幅度削弱抖振的同时,依然使系统具有较强的鲁棒性,对滑模增益进行分段设计,得出基于变增益变速变指数趋近律的滑模变结构控制器。最后在永磁同步风力发电矢量传统线性PI控制的基础上,结合上述滑模变结构控制策略在Matlab/Simulink环境下进行了仿真实验,仿真实验验证了新型滑模控制策略的优越性。

基于滑模变结构的异步电机转速控制系统

在无速度传感器转速估算系统中,针对传统滑模变结构不连续开关特性引起的估算转速抖振现象,利用具有光滑连续特性的sigmoid()函数对传统变结构模型算法进行改进,设计了一种变结构模型参考自适应(VS-MRAS)的速度观测器,提高了估算的准确性;在此基础上,以趋近律算法作为优化手段,通过对传统等速趋近律算法公式的改进,设计了一种新型滑模转速调节器。通过仿真试验,改进后的变结构MRAS转速观测器跟随性良好,消除了抖振现象。将新型滑模转速调节器代替常规的PI转速调节器在VS-MRAS速度观测器的矢量控制系统中进行验证,结果表明所设计的转速调节器解决了转速超调量大的问题,从而使得估算误差减小。

永磁同步电机调速系统的趋近律滑模控制

传统的PI调节器由于控制方法简单,被广泛应用于PMSM调速系统,但它往往不能满足高性能控制要求。通过将滑模变结构控制(SMC)应用于PMSM调速系统,针对一般滑模控制中控制量的求取需整定多个参数范围带来的复杂性问题,结合趋近律法设计了一种变参数SMC方法,给出了控制器的设计方法,并对所设计的系统进行了仿真分析和实验研究。结果表明该控制器使系统具有快速性、稳定性、无超调以及抗负载扰动强等优点,提高了系统的鲁棒性。

基于变指数趋近律的永磁同步电机滑模控制研究

滑模趋近律及滑模增益的选择直接影响滑模控制的鲁棒性和滑模控制导致的抖振。将一种新的变指数趋近律滑模变结构应用于永磁同步电机伺服系统的位置控制,并结合一种新颖的滑模增益设计方法来改善滑模控制的鲁棒性,削弱滑模变结构的抖振。通过利用位置信号误差和滑模增益之间的非线性关系,给出了这种新颖滑模增益的设计方法。应用Matlab编程对永磁同步电机伺服系统的位置控制效果进行了仿真,其仿真结果表明该滑模控制方法不仅有效抑制了滑模变结构的抖振,同时增强了控制系统的鲁棒性。

永磁同步电动机滑模控制仿真

研究了一种利用位置信号误差和滑模增益之间的非线性关系来设计的滑模增益,再结合变指数趋近律来改善滑模控制的鲁棒性及削弱滑模抖振,并将这种新的变指数趋近律滑模变结构应用于永磁同步电动机伺服系统的位置控制。应用Matlab/Simulink及Matlab编程建立了永磁同步电动机伺服系统的矢量控制系统的仿真模型,仿真结果表明,该滑模控制方法不仅有效抑制了滑模变结构的抖振,还增强了控制系统的鲁棒性。

组合滑膜控制的鲁棒性研究

基于趋近律的滑膜控制很难同时满足减小抖动和具有强鲁棒性的特点。离散指数趋近律和变速趋近律结合形成的滑膜控制有效地减小了抖动,但是关于它的鲁棒性未曾研究。通过不确定系统滑膜位置跟踪控制,针对组合滑膜控制的鲁棒性进行了推导研究,并且提出了有效改善鲁棒性的方法,即基于鲁棒H∞滤波器的组合控制,经实验仿真证明了该方法的有效性。

基于逆系统原理的感应电动机滑模速度控制

针对目前逆系统原理应用于感应电动机调速系统中时往往忽略参数不确定性的问题,从感应电动机的非线性模型出发,采用逆系统理论建立了转子电阻与负载参数不确定的感应电动机伪线性控制系统模型;提出了一种采用变指数趋近律实现的防抖动自适应滑模变结构控制方法,并将该控制方法应用于感应电动机伪线性控制系统中。仿真结果表明,基于逆系统原理的感应电动机滑模速度控制方法能够有效抑制系统参数的不确定性,提高系统的稳定性和控制精度。

永磁同步电机变指数快速幂次趋近律滑模控制

为了提高永磁同步电机调速系统的控制性能,克服扰动对转速的影响,研究了一种变指数快速幂次趋近律。该趋近律趋近速度快,抖振小。基于该趋近律设计永磁同步电机积分滑模速度控制器,用李雅普诺夫函数对控制器进行稳定性分析,并与传统指数趋近律控制器、PI控制器进行仿真对比,结果表明采用变指数快速幂次趋近律控制器的系统速度响应快,鲁棒性强,具有良好的动、静态性能。

高精度数控机床永磁同步电机复合滑模控制算法研究

为满足数控机床高精度驱动要求,本文针对现有滑模变结构控制算法的固有抖振及抗干扰差的问题,提出了一种适用于永磁同步电机的新型复合式滑模变结构控制算法。该控制算法在现有滑模变结构算法的基础上,构建了一种新型混合趋近律函数滑模控制器,并加入了改进的扰动观测器,其中混合式趋近律函数引入了终端吸引子、指数项及系统状态变量,以降低固有抖振,改进的扰动观测器加入了饱和函数,以提高系统的抗干扰性。仿真结果表明,与现有滑模变结构控制算法相比,该算法可大幅削弱固有抖振及外部干扰,提高PMSM速度控制系统的快速性和鲁棒性。

基于指数变增益迭代学习控制的机械臂轨迹跟踪研究

针对一类具有强耦合、参数时变、不确定干扰性质的机械臂系统,提出了一种指数变增益的闭环D型迭代学习控制算法.该算法主要解决机械臂轨迹跟踪精度以及迭代学习速度问题,可以实现机械臂轨迹的快速精确跟踪.最后通过MATLAB对机械臂轨迹跟踪系统进行仿真,仿真结果验证了算法的有效性.

改善闭环系统性能的方法

提出I-变速趋近律和m-变速趋近律.利用该趋近律方法,设计了基于离散时间线性定常系统的变结构控制(VSC).系统在该变结构控制的作用下,趋近运动和滑动运动的速度是可变的;保证了趋近模态和滑动模态的品质,并能削弱闭环系统的抖振,从而改善了闭环系统的品质.通过实例仿真,验证了该设计方法是有效和可行的.

基于改进指数趋近律的永磁同步电机滑模控制

针对传统指数趋近律控制器对永磁同步电机(PMSM)的控制效果不理想、控制器鲁棒性低、抗扰性弱的缺点,设计了一种基于改进指数趋近律的滑模控制器,同时引入fal函数替换sgn函数,使切换过程更加平滑,验证了改进指数趋近律的存在性、合理性。并在MATLAB平台进行了仿真,以改进指数趋近律构建速度控制器,搭建Simulink仿真模型。仿真结果表明,该控制器相比于传统指数趋近律控制器和快速指数趋近律控制器其起动过程更加平滑、收敛速度快、系统抖振小。

基于BP神经网络的轮带系统的变结构控制

采用变结构离散指数趋近律设计出有效的控制律,通过控制张紧臂的状态,从而抑制轮带的横向振动。运用BP神经网络自适应调整控制律的参数,抑制了系统抖振问题。仿真结果表明,基于BP神经网络离散指数趋近律的滑模控制律有效抑制了轮带的横向振动和系统在滑模面的抖振。

线性压缩机的变速趋近律滑模控制方法研究

将线性压缩机的机械和电磁两部分分别构建了物理模型。在物理模型基础上以驱动电压为输入、活塞位移为输出构建了线性压缩机状态方程;采用变速趋近律滑模控制算法设计线性压缩机控制器,并在Simulink中搭建线性压缩机控制系统;通过数值仿真方法与传统指数趋近律控制器进行对比,结果表明:变速趋近律滑模控制器在到达稳态时间、抖振程度上均优于传统指数趋近律控制器,并且在控制精度上提升了约20%,同时α=1.346、k=13.499时变速趋近律滑模控制器取得最优控制效果,通过试验测试得到控制误差在4%~7.8%之间,验证了控制器的控制精度及有效性。

基于新型指数趋近律的终端滑模导引律

为使得终端滑模导引律的收敛效果和制导精度更高,文中提出一种新型的自适应变指数趋近律用来设计滑模控制律,并针对滑模控制律中各个参数对弹道的影响做了分析。仿真结果表明:在文中设计的新型自适应变指数趋近律下,系统在趋近滑模面过程中能有效削弱抖振,在逼近滑模面时能消除抖振;通过大量试验得到了最优制导参数,此最优参数下的制导律比传统滑模控制导引律的制导精度更高。