基于变速趋近律的PMSM复合速度控制

为了提高永磁同步电机速度控制器的性能,文章提出一种新型变速趋近律滑模控制策略。变速趋近律在传统指数趋近律的基础上引入关于系统状态的幂次项和关于滑模函数的变速项,并采用双曲正切函数来减小高频切换项的影响。该控制策略有利于减小电流和转矩脉动,提高了系统运行的稳定性和响应速度。另外,针对系统受未知干扰影响的问题,设计了一种滑模扰动观测器来估计系统的总扰动,并将估计的扰动补偿到复合速度控制器中。最后,利用Matlab/Simulation仿真和电机实验平台对所提出的控制策略进行验证。仿真和实验结果表明,复合速度控制器与扰动观测器相结合的控制策略具有更快的收敛速度、更小的抖振和更好的抗扰性能。

电液位置伺服系统的变速趋近律滑模控制抖振抑制

针对指数趋近律变结构控制应用于电液位置伺服系统存在控制性能与抖振不能兼顾的问题,设计出新型变速指数趋近律滑模控制器。建立基于偏差变量的电液位置伺服系统状态空间模型,推导出指数趋近律滑模控制器结构,进一步确定包含偏差变量的切换函数及其导数,通过定义系统的Lyapunov函数,证明了趋近律控制下系统的稳定性。研究通过实时分析运动点距离滑模面的位置及趋近速率,采用模糊参数优化策略动态调整到达速度的变速趋近律方法,实现在滑模面外时加快响应速度并增强系统克服摄动及外部干扰能力,到达滑模面时柔化控制量以消除抖振的目的。通过试验研究变速趋近律与传统指数趋近律控制下的系统方波跟踪动态响应、稳态误差及控制量抖振指标,结果表明变速趋近律不仅保证到达运动的快速性,且有效降低了稳态抖振,具有良好的稳态性能。

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。

永磁同步电机幂次变速趋近律积分滑模控制

为了提高永磁同步电机转速伺服控制性能,针对伺服系统模型参数不确定和外部扰动强的特点,利用基于趋近律设计方法的滑模控制理论,设计了一种永磁同步电机转速伺服积分滑模控制器。滑模面函数中的状态偏差积分项,确保了转速跟踪稳态无静差;通过引入非线性幂次组合函数构造的基于跟踪偏差的变速趋近律,使得切换增益具有随系统偏差自适应调整的特性,并可有效抑制滑模控制输出的抖振。经与转速伺服PI控制器对比实验表明,变速趋近律积分滑模控制器具有更好的动、静态特性和鲁棒性。

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。

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。

磁悬浮系统的变速趋近律滑模控制

为了抑制常规滑模控制在磁悬浮系统控制中的抖振问题,应用一种变速趋近律方法设计磁悬浮系统滑模控制器。控制器将系统的状态范数引入滑模控制律,以自动调整变结构切换控制项的增益,控制信号抖振幅值能够逐步衰减,并引导系统渐近稳定到原点;利用Lyapunov稳定性理论验证了系统的稳定性,并给出了控制器参数设计的依据;仿真实验结果表明,基于变速趋近律的磁悬浮系统滑模控制策略具有良好的动、静态性能和较强的鲁棒性。

基于变速趋近律的采煤机调高滑模控制研究

为研究采煤机自动调高的控制方法,构建电液比例阀与采煤机调高油缸的耦合数学模型,运用现代控制理论建立采煤机调高系统的状态方程,采用基于变速趋近律的滑模变结构控制方法设计采煤机调高系统控制器,并在Simulink中搭建采煤机调高系统的控制模型,最后以正弦激励和阶跃激励为输入进行控制系统仿真,并将仿真结果与传统滑模控制进行比较,结果表明:采用基于变速趋近律的滑模变结构控制方法与传统方法相比,具有抖振小,控制速度快等优点,能够很好地实现采煤机滚筒快速、平稳的自动调整。

基于新型变速趋近律的永磁同步电机滑模控制

为了改善永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态品质,提出了一种基于变速趋近律方法的PMSM滑模速度控制策略。为了提高传统指数趋近律的收敛速度和消除系统抖阵现象的影响,在传统指数趋近律的基础上提出了一种新型变速趋近律方法,并应用该方法设计了一种PMSM调速系统的滑模速度控制器。通过仿真和试验结果对比分析,证明该算法不仅改善了系统的鲁棒性能,同时改善了系统的动态响应速度。

基于变速趋近律的离散滑模末制导律设计

针对离散化的末制导模型,基于一种新型离散变速趋近律设计了离散滑模制导律。利用该新型离散变速趋近律的特性消除了视线角速率的稳态振荡,使其渐进地趋于原点,并显著降低了系统抖振。将目标机动视为未知不确定性,采用干扰观测器方法对其进行在线估计和补偿,无需知道不确定性的界,只需知道其变化率有界,且无需满足匹配条件。仿真结果表明,所设计的基于新型离散变速趋近律的滑模制导律对目标机动具有鲁棒性,且无稳态振荡和系统抖振。

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。

基于改进变速趋近律的DC/DC变换器滑模控制方法研究

为减小DC/DC变换器电压超调量,抑制抖振,提出一种基于改进变速趋近律的滑模控制方法。改进变速趋近律继承变速趋近律优点,随系统状态变量调节趋近速度。通过引入指数项,优化变速趋近律不足,减小电压超调量。将改进变速趋近律控制方法应用于Buck变换器三阶滑模控制器,并对控制器参数进行进一步筛选。仿真和实验结果表明,相比变速趋近律,改进变速趋近律控制方法减小了Buck变换器电压超调量,提高了系统动态性能。

基于变速趋近律全阶滑模观测器的异步电机无速度传感器控制

针对固定增益滑模观测器(FG-SMO)会导致异步电机(AM)无速度传感器控制系统的转速估计存在较大抖振和收敛速度慢等问题,提出一种变速趋近律的全阶滑模观测器(FOSMO),降低了系统的抖振,减少了转速收敛时间。所提观测器以电流误差为滑模面,设计了定子电流观测器和转子磁链观测器,并引入电流误差信息实现滑模增益的自适应调节。采用李雅普诺夫稳定性理论分析了所提观测器的稳定性,并推导得到转速估计自适应律。最后,在0.75 kW异步电机实验平台上对该算法进行验证。实验结果证明所提方法能够在中低速带额定负载稳定运行,具有良好的稳态性能以及快速的动态性能,且易于工程实现。

基于约束变速趋近律离散滑模的感应电机控制方法

为了提高感应电机控制系统的鲁棒性和响应能力，本文提出了一种基于约束变速趋近律离散滑模的感应电机控制方法，研究了在感应电机矢量控制系统中，针对滑模控制中传统趋近律存在收敛速度慢、时间长和抖振严重等不足，提出一种利用趋近律变化速率的控制函数，设计了一种新的无抖振离散滑模变速趋近律算法。分析了控制器的设计方法，并对所设计的系统进行了仿真分析研究。仿真结果表明，系统具有良好的动态性能且动态过程中有较小的超调，并且系统对于负载扰动具有较强的鲁棒性。

基于变速趋近律的Buck型变换器抗扰动控制

针对带有输入电压波动、输出负载突变以及电感电容参数摄动等匹配和非匹配扰动的Buck型变换器系统,提出一种基于变速趋近律和扰动观测器的抗扰动控制方法.设计反余切型辅助函数构造变速趋近律,通过改变系统状态的收敛速度,保证系统具有较快的瞬态响应速度和较小的控制器抖振.通过对系统模型进行低通滤波,设计一种新型扰动观测器估计系统匹配和非匹配扰动.该观测器只包含一个设计参数,且无需对系统状态量求导,可以避免因求导带来的系统噪声放大问题.最后,基于李雅普诺夫稳定性理论给出观测误差和输出电压误差的收敛性分析,并通过仿真和实验对比验证所提方法的有效性.

基于变速趋近律的机电伺服系统自适应滑模控制

针对带有摩擦力矩、负载力矩以及扰动力矩等不确定性的机电伺服系统,提出一种基于变速趋近律的自适应滑模控制方法.首先,构造双曲正切型辅助函数并设计新的变速趋近律,用以调节滑模变量的收敛速度,使其在到达减速点之前具有较快的收敛速度,而在到达减速点以后则能有效削弱抖振.在此基础上,构造自适应滑模控制器,保证系统位置输出能够快速稳定地跟踪期望轨迹.同时,设计参数更新律估计不确定项平方的上界,确保控制信号的连续性和减小控制信号抖振.基于李雅普诺夫稳定性定理给出误差收敛性分析,并给出仿真对比验证所提出方法的有效性.

基于GPI观测器的Buck型变换器趋近律控制

针对Buck型变换器中存在的匹配和非匹配扰动,提出一种基于广义比例积分观测器(GPIO)和增强型变速趋近律的控制方法;首先,设计广义比例积分观测器来估计匹配和非匹配扰动,并将估计值引入控制器中进行前馈补偿;同时,构造了基于双曲正切型函数的变速趋近律,可以缩短系统状态的到达时间,并减小在滑动阶段的抖振现象,并与广义比例积分观测器结合,使系统具有良好的抗干扰性能和跟踪性能;最后,证明了观测器的收敛性和闭环控制系统的稳定性,并通过仿真验证该方法可以有效地抑制扰动带来的影响,提高整个系统的抗干扰性能。

永磁同步电机趋近率滑模控制

在永磁同步电机的矢量控制调速系统中,以永磁同步电机的数学模型为基础,采用变速趋近率滑模控制和一般趋近率滑模控制分别设计了转速调节器和电流调节器,通过李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的稳定性。滑模控制器采用趋近率控制可以改善控制系统的动态品质。最后在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型并进行仿真验证。结果表明,文中设计的滑模控制系统转速响应快,抗干扰能力强。