永磁同步电机变指数趋近律滑模控制

为取得系统对负载和参数扰动的高稳定性,同时避免滑模控制(SMC)具有的抖振现象,将一种新的滑模变结构控制策略应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统中。采用最大转矩电流比(MTPA)控制分配定子d、q轴电流,并将它们与转矩的关系拟合为低阶多项式,有效地提高了该方法的工程实用性;阐述了在系统存在性条件下改进的变指数趋近律控制策略,通过恰当地选取积分滑模面和切换增益,并将控制律连续化,有效地削弱了滑模控制方法的抖振问题。仿真与实验结果表明,该方法可以有效抑制系统抖振,改善系统鲁棒性,同时具有良好的动、静态性能。

结构变结构控制的指数趋近律改进方法

提出了一种指数趋近律,当正常运动段远离切换面时,能快速地趋向切换面;当运动段接近切换面时,趋近速度又大大降低.与常用指数趋近律相比,过渡时间、系统的抖动以及所需控制力都进一步减小.将这一理论应用到三层剪切型框架进行数值模拟,振动控制效果明显.

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。

基于一种指数趋近律的PMSM滑模变结构控制

在永磁同步电机矢量优化控制调速系统的研究中,为改善常规指数趋近律对系统鲁棒性的不利影响,并消除由于滑模变结构控制对系统造成的抖振,通过趋近律与速度误差变量相关联,从而来提高系统快速性,分析传统趋近律参数的选取对系统的影响,并进行简化。通过可变的加权因子将改进的趋近律控制模块与PI控制模块相结合对电机进行控制。仿真表明,改进的控制系统与传统控制方法相比,抖振减小,动、静态特性与鲁棒性明显提高。

离散变速趋近律抖振机理及鲁棒性研究

研究基于离散变速趋近律的变结构控制设计问题.利用不等式形式到达条件研究变速趋近律的抖振机理,并对其鲁棒性进行分析.研究结果表明,只要不确定因素有界,即可保证闭环系统的鲁棒稳定性,而通过调整变速趋近律自身参数,可以避免抖振并使系统具有良好的动态品质.将理论成果用于某型船舶航向自动舵的设计,实验结果证实了它的有效性.

离散变结构控制系统的广义变速趋近律

为了研究离散变速趋近律的稳定参数区域,依据离散变速趋近律滑模的特点,得出了离散变速趋近律渐近稳定的充分条件,依照此条件获得了变速趋近律各个参数的具体范围,进而提出了广义离散变速趋近律的概念,同时也给出了其保证系统稳定的参数范围,设计了两个离散系统的广义变速趋近律的控制方案。仿真结果表明,得出的参数范围能保证系统渐近稳定。

基于离散变速趋近律控制的电流源逆变器

由于电力电子电路本身的开关工作特性,它从本质上来说是一种变结构系统。该文将一种新颖的基于变速趋近律的离散滑模变结构控制策略应用于全桥电流源逆变器系统中,给出了系统的动态模型。为了使系统能够渐近稳定到原点,该文讨论了离散滑模切换区的范围,同时分析设计了滑模超平面系数的选取范围。该系统用于交流功率源,所以它输出电流的幅值和频率必须有一个比较宽的输出范围,同时能够在基波上叠加多次谐波。实验结果证明了此离散滑模变结构控制策略具有很好的鲁棒性,以及良好的稳态和动态性能。

基于变指数趋近律的起重机自适应滑模控制

以起重机升降系统位置控制为目标,针对传统滑模控制中要求系统不确定因素的界为已知的缺点,将自适应控制引入传统滑模变结构控制中,通过设计自适应律对起重机升降系统参数的变化及外部扰动进行辨识,同时采用变指数趋近律进一步克服传统滑模方法中存在的抖振问题。仿真结果表明,该控制算法不仅保持了传统滑模方法良好的鲁棒性,而且提高了系统的控制精度,减小了系统的抖振。

基于幂次指数趋近律的电子节气门变结构控制

针对电子节气门控制中使用最多的PID算法,在参数发生漂变、存在扰动时会导致控制精度下降甚至不稳定的情况,提出了基于幂次指数趋近律的变结构算法。研究了幂次指数趋近律变结构算法的优势并将其应用于节气门控制,得出了算法控制精度高的结论。提出了通过求解微分方程来研究算法的鲁棒性,并从三个阶段对新算法进行了研究,最终通过加入扰动之后的仿真分析,得出了基于幂次指数趋近律的变结构算法可在系统建模不准、参数存在漂变、存在有界扰动时依然可精确控制电子节气门的结论。

电流型有源滤波器指数趋近律滑模变结构控制

针对电流型有源滤波器,研究指数趋近律滑模变结构控制策略,通过调整参数来加速向滑模面的趋近过程,很好地抑制了滑模变结构控制的抖振现象.该方法具有响应速度快、稳定性好和对外界干扰不敏感等特点.将此控制方法和直接电流PWM相结合,使系统的运行特性得到了很大的提高.借助PSCAD仿真软件验证了该控制方法的优越性.

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。

含分数阶指数趋近律的变结构控制悬架研究

以1/4车辆悬架模型为基础,设计了一种基于分数阶指数趋近律的模型跟踪变结构控制模型。采用极点配置法设计滑模切换面参数,利用基本分数阶指数微分方程、F-函数定义与性质,构建分数阶指数趋近律,并根据控制器输出力有无约束,得到主动控制控制律和半主动控制控制律的控制力。在Matlab中进行建模和仿真,结果表明：相比被动悬架主要性能指标都有降低,同时,能够跟踪参考模型;相比整数阶指数趋近律有更好的相对稳定性、鲁棒性和更有效的削弱抖振。通过仿真,还验证了半主动控制能达到接近主动控制的效果,但存在一定的波动。

电流型交流功率放大器离散衰减变速趋近律控制

交流功率放大器具有输出稳定、精度高以及动态响应快等特点,而且它输出电流的幅值和频率范围较宽,同时能够在基波上叠加多次谐波。为了实现上述性能,文中采用了一种新颖的基于衰减变速趋近律的离散滑模变结构控制策略,既保留了离散变速趋近率的优点,又加快了系统的渐近稳定速度,同时大大减小了系统的抖动。本文给出了电流型交流功率放大器的工作原理,对离散滑模超平面方程进行数学建模分析。文中分析设计了离散滑模切换区和滑模超平面系数的选取范围,以保证该离散滑模变结构控制策略满足滑模条件和收敛条件,以及使系统能够渐近稳定于原点。最后实验结果验证了上述分析和设计的正确性。

无刷直流电机的指数趋近律滑模变结构控制

为了提高无刷直流电机(BLDCM)控制的抗负载扰动和快速响应能力,利用滑模变结构原理设计了一种指数趋近律的滑模变结构控制策略,并对该控制策略的可行性进行理论分析。通过设计BLDCM控制系统的速度环节,使控制性能得到很大改善。仿真试验表明,该控制策略具有响应速度快、无超调、抗负载扰动能力强等优点,提高了BLDCM的鲁棒性,从而验证了指数趋近律的滑模变结构控制策略的有效性。

永磁同步电机调速系统变指数趋近律控制

为进一步提高永磁同步电机调速系统的性能,增强调速系统的鲁棒性,提出基于变指数的趋近律。基于变指数趋近律,设计了永磁同步电机的滑模速度调节器,并进行仿真。与常规的PI调节器以及常规的指数趋近律进行仿真实验比较,仿真结果表明,变指数趋近律滑模控制器可以有效减小转矩脉动,提高永磁同步电机调速系统的静、动态特性,以及系统的鲁棒性。

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。

基于变指数趋近律滑模控制的IM模型预测控制

传统感应电机(IM)模型预测控制(MPC)系统中,代价函数中的参考转矩通过速度外环比例积分(PI)控制器产生,当电机运行工况发生变化,例如负载转矩突变或电机转动惯量发生变化时,参考转矩信号的精度和产生速度都会受到严重影响,进而降低系统控制性能。这里提出一种基于变指数趋近律滑模控制(SMC)的IM MPC方法,通过构造变指数趋近律,在保持SMC快速响应能力的基础上,抑制了SMC存在的固有抖振问题,提高了MPC中参考转矩的产生速度和精度,增强了系统的抗负载扰动能力和鲁棒性能,实验验证了其正确性和有效性。

电子节气门变指数趋近律滑模控制

针对电子节气门系统的非线性、外部干扰不确定性以及常规滑模控制产生的系统抖振问题,结合电子节气门的结构特点,建立了电子节气门的数学模型,提出了一种变指数趋近律的滑模控制,并应用Matlab对电子节气门的位置跟踪控制效果进行仿真。试验结果表明,所提出的变指数趋近律滑模控制不仅能快速、高精度到达期望节气门开度,有效地抑制电子节气门系统滑模变结构抖振,而且可以增强电子节气门系统对外界干扰的鲁棒性。

基于新型变指数趋近律的智能小车轨迹跟踪

针对一种跟踪运动精度低、鲁棒性弱的新型智能滑模小车的轨迹跟踪运动控制问题,提出了基于新型变指数趋近律的小车轨迹跟踪运动控制器的研究方法。该方法在趋近律中加入了变指数幂次项,且能保证趋近律在限时间内稳定运行来限制抖振现象,使小车在趋近阶段中按不同趋近速度做自适应调节。通过对滑模小车的运动学模型进行坐标变换,建立小车轨迹面的跟踪收敛误差模型,接着根据Lyapunov稳定性理论和新型趋近律的跟踪全局有限性和时间收敛误差性建立滑模面,设计跟踪误差控制律。控制小车的线速度和角速度使轨迹跟踪误差迅速趋近到0,来实现其对给定期望轨迹的快速跟踪。最后采用MATLAB仿真软件进行系统控制特性的仿真研究,通过对比双幂次趋近律的滑模控制方法验证实验的有效性。

三相六开关APFC的变指数趋近律准滑模控制

针对三相六开关APFC的非线性控制,为进一步提高控制器的启动特性、稳定特性和负载特性,提出了一种电压外环和电流内环均使用变指数趋近律准滑模的滑模变结构控制策略。该控制策略采用变指数趋近律准滑模控制与反馈线性化相结合,实现控制系统的无超调量起动、输出电压纹波小及负载适应性好等特性。在Matlab/Simnlink环境下搭建仿真模型,与PI双闭环控制策略对比输出特性,通过对比说明了所提出控制策略的优越性。最后搭建了5 kW实验样机,利用实验结果进一步验证了所提出控制策略的正确性。