基于改进型滑模控制的4WS汽车控制策略研究

针对线控四轮主动转向车辆受侧向干扰和变道行驶时存在的操纵稳定性问题,基于单点预瞄驾驶员模型、三自由度整车动力学模型和改进型滑模四轮转向(4WS)控制算法,建立了4WS整车驾驶系统,并设计了双移线行驶工况对其进行实验测试.在Matlab/Simulink软件中对该整车驾驶系统进行建模仿真,并与相同参数的经典型滑模控制的4WS车辆和无控制前轮转向(FWS)车辆模型仿真结果对比.结果表明:设计的改进型滑模控制器可以有效地实现双移线行驶工况,追踪理想横摆角速度,使质心侧偏角、车身侧倾角和侧倾角速度保持一个相对较小的值,并且对侧向干扰具有很强的鲁棒性.

基于改进型滑模观测器的直驱PMSG矢量控制

在分析直驱永磁同步风力发电机数学模型的基础上,提出了基于滑模观测器(sliding mode observer,SMO)进行转子位置和速度估测的矢量控制方法,并对传统滑模观测器性能进行了改进:利用饱和函数替换不连续的开关函数,以削弱滑模观测器固有的抖振缺陷;另外,针对传统方法选用低通滤波器提取连续信号造成相位延迟的问题,构建出反电势观测器取代低通滤波器直接提取反电势信号,省略了相位补偿环节,改善了估测精度。通过对比仿真分析,证明该系统能准确估算转子位置和转速,有效削弱了抖振的影响,具有良好的动、静态性能。并进一步在实验室7.5 kw模拟实验平台上对此方案的可行性和有效性进行了验证,研究结果为直驱永磁风电系统无速度传感器的工程应用提供了有一定理论指导价值的参考。

基于改进型滑模观测器的PMSM矢量控制

在无传感器矢量控制条件下,设计了基于滑模观测器的永磁同步电机的矢量控制,通过估算出转子位置和转速从而省去了硬件传感器。针对滑模观测器中"抖振"的这一问题提出了将双曲正切函数替换原有的开关函数形成改进,同时结合归一化处理的锁相环节,进而提高了系统的估计精度。最后通过仿真证明了改进型滑模观测器的良好动态性能,并且得出滑模观测器更适用于高转速的环境中。

直流无刷电机的改进型滑模控制

滑模控制器用于电机控制时,系统的趋近模态对扰动较为敏感,易受外界扰动影响,且存在抖振问题,会严重影响系统的稳定性。为此,分别对传统滑模控制算法的趋近率及滑模面进行改进,提出改进型滑模控制算法。采用改进趋近率的快速终端滑模面,并在此基础上引入带修正函数的滑模面,加快系统的收敛速度,减少抖振现象。在基于STM32搭建的直流无刷电机调速实验平台上验证了所提出控制方法的有效性。

基于PMSM的改进型滑模变结构观测器研究

永磁同步电动机(PMSM)控制控制策略的研究重点是获得转子位置和转速的信息。直接使用转子位置传感器会大大增加成本,因此对于PMSM的无位置传感器的研究是很有必要的。本文提出了一种改进型滑模变结构观测器,并在Matlab/simulink上进行仿真实验。通过对仿真实验波形观察,证明这种改进后的观测器有效地防止转子转速观测抖动以及具有准确的转子位置观测能力。

基于改进型滑模变结构的TCR型SVC控制策略研究

本文以TCR型SVC为研究对象,应用先进的非线性控制理论来进行控制器设计,以充分挖掘SVC的工作潜能。详细分析了滑模变结构控制的原理、优缺点,并应用趋近率的设计方法推导出基于指数趋近率的控制率,在与PID控制的跟踪效果对比中,显示出优良的快速性和跟踪精度。另外针对滑模变结构控制所固有的抖振现象,本文提出一种改进的滑模变结构控制系统。最后使用Matlab/simulink环境对所使用的方法进行了仿真验证。

基于改进型滑模观测器的飞轮储能系统控制方法

在改进型滑模的观测器使用的时候,我们会很容易发现对于很多模型观念测器来说,他们的飞轮储能系统的控制是存在一定的难度的,所以在对系统进行优化的时候,就需要对系统的控制方法进行改造和提升,从而提高他的质量和施工的速度。本文主要探讨的就是在飞轮的储能的系统中的控制方法,从而提高这些工具的发展速度。推动这个行业的发展,从而带动经济的整体发展。

双极性直流微电网的改进型高阶滑模自抗扰控制

针对双极性直流微电网中分布式新能源的系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素所引起母线电压波动问题,以基于风光互补含混合储能的双极性直流微电网为研究对象,提出一种双闭环改进型高阶滑模自抗扰控制策略。首先,依据自抗扰理论将控制系统拟合为一阶系统模型,转化为自抗扰控制系统范式。其次,设计了改进型超螺旋滑模控制器代替传统自抗扰控制中的线性控制器,引入了具有快速收敛性的级联有限时间扩张状态观测器代替线性扩张状态观测器,既能通过高阶滑模控制算法抑制抖振,又能提高对系统集总扰动的估计精度,从而利用非线性控制策略的优势改善系统动态响应过程及抗扰性能。然后,通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。最后,基于Matlab/Simulink仿真软件以及搭建实验平台对3种不同控制策略进行对比验证,实验表明所提控制能够很好地抵抗扰动和提高系统的暂态性能。

Buck变换器的改进型互补滑模控制

针对Buck变换器系统中存在匹配和不匹配干扰的问题,本文提出了一种基于干扰观测器(DOB)的改进型互补滑模控制(CSMC)策略.首先,建立存在多重干扰的Buck变换器数学模型,将模型改写为标准二阶积分型控制对象,将式中干扰统一为匹配干扰和不匹配干扰.其次,设计2个DOB分别估计匹配干扰和不匹配干扰,实现有限时间内跟踪干扰信号,以抵消各种不确定性对系统的影响.然后,设计互补滑模面,提出基于等效控制的改进型互补滑模控制律,保留边界层内鲁棒性的同时,提升控制器的动态性能,减小静态误差,拓宽边界层参数选择范围.最后,基于李雅普诺夫理论证明所提出控制器的稳定性.数字仿真表明,提出的改进型CSMC控制器结合DOB的总体控制方案能够有效抑制系统匹配和不匹配干扰,同时获得更快的收敛速度以及更高的跟踪精度.

2R1T并联机构的滑模控制与轨迹跟踪方法

针对并联机构存在建模误差和实际工作时会受到外界干扰的问题,设计了一种改进型的终端积分滑模控制方法(MTISMC),以提高并联机构的跟踪精度和跟踪误差快速收敛到零的性能。该方法基于跟踪误差设计改进型的PID滑模面,结合并联机构的不确定性动力学模型,设计出新型的终端积分滑模控制方法;并基于Lyapunov稳定性对该控制方法进行了稳定性分析。最后仿真结果表明,MTISMC控制方法跟踪误差的均方根均小于PID和TISMC控制方法,具有更高的跟踪精度和更强的鲁棒性。

改进型倾斜混凝土面板滑模在小型水利工程的应用

介绍了一种可应用于河道治理、渠道防渗、护岸边坡、灌浆盖板等小型水利工程施工中的改进型倾斜混凝土面板滑模装置,该装置具有以下优点:安装工艺简单,浇筑的混凝土外观质量好,施工质量整体性和稳定性强,适应于任何地基,模板材料重复保用率高,省工高效,施工单价低等。该装置在云南省曲江河堤治理项目中成功应用并大大提高了施工效率,可为其他工程施工提供参考和借鉴。

改进自抗扰下的细纱机卷绕系统控制策略

为了保证细纱机在卷绕的过程中纱线张力稳定,减少纱线断头率,提高成纱质量,针对永磁同步电机驱动卷绕系统调速后的转速、转矩波动等问题,采用了灰狼优化(grey wolf optimizer,GWO)算法,给出一种改进的基于增益可调扩张状态观测器与改进型趋近率滑模控制联合改进的自抗扰控制策略。首先在传统自抗扰控制基础上引入滑模控制,有效减小了峰值问题,提高了系统鲁棒性。其次,在滑模控制的基础上通过改进趋近率,提高了滑模趋近速度,同时引入了GWO算法调整滑模控制初始参数,减小了抖振问题。对自抗扰算法、滑模自抗扰算法与GWO算法改进的滑模自抗扰算法分别进行对比研究,与传统自抗扰算法控制相比,基于GWO算法改进的滑模自抗扰算法控制下的永磁同步电机在驱动卷绕系统调速后,电机转速达到稳定的时间由180 ms缩短至40 ms,瞬时平均转矩增量由105 mN·m减小到70 mN·m,减小了约33.33%。实验结果表明:基于GWO算法优化下的滑模自抗扰算法控制,能提高永磁同步电机的调速性能,有效降低永磁同步电机控制过程中的转速、转矩波动,提高管纱质量,降低成纱断头率。

需求扰动作用下的供应链库存系统优化模型

针对需求扰动作用下的供应链库存系统,设计了一种改进型滑模控制器与扰动观测器相结合的供应链库存系统优化模型。基于供应链系统产品运营逻辑关系建立了三级网状供应链系统的动态库存模型;设计了基于自适应指数趋近律的改进型滑模控制器和扰动观测器相结合的优化模型。在保证系统稳定的前提下,该优化模型能抑制需求扰动对供应链库存系统的影响。仿真对比实验验证了优化模型的有效性。

基于改进型SMO的PMSM无传感器鲁棒控制方法

为提高永磁同步电机无传感器控制系统的控制性能和抗干扰能力,提出一种改进型滑模观测器无传感器鲁棒控制方法。该方法引入双曲正切函数替代传统滑模观测器的开关函数,并采用锁相环技术对转子状态信息进行提取,以削弱观测器的抖振效应和提高转子状态估计精度;为抑制转子状态估计误差和不同负载工况等干扰,提高无传感器控制系统的整体性能,设计速度环自抗扰控制器来替代传统的PI调节器。控制系统仿真结果表明:相比传统方法,该方法不仅能有效抑制抖振,提高转子状态的估算精度,而且进一步提高了电机无传感器转速跟踪控制的性能和鲁棒性。

一种改进积分滑模面在飞控中的应用

针对传统积分型滑模面容易产生积分饱和从而导致超调量大的缺点,在Seshagiri和Khalil设计的条件积分型滑模面的基础上,提出了一种改进积分型滑模面,其可以根据系统的状态通过调节因子对积分项进行削弱来防止积分饱和。同时对调节因子的取值范围进行了讨论。并将改进积分型滑模面应用到导弹的俯仰角速度跟踪滑模控制器设计中,对舵机输出受到干扰的情况进行了仿真。理论分析和仿真研究表明,改进积分型滑模面形式简单,便于工程实现,在其基础上设计的滑模控制器在受到类似脉冲干扰的情况下几乎没有超调和具有较短的调节时间。

太阳能硅片多线切割机的改进型张力控制

针对太阳能硅片多线切割机的张力控制问题,提出一种基于改进型模糊滑模控制的直接张力控制方法。建立太阳能硅片多线切割机等效模型的运动方程,设计一个速度滑模控制器和2个张力滑模控制器,根据误差值定义积分滑模面,采用符号函数趋近律方法,利用李亚普洛夫函数证明算法的稳定性,使用模糊控制优化趋近律系数,利用双曲正切函数代替符号函数,改善系统动态性能,减少系统抖振,减小张力波动,保证系统稳定运行。仿真和实验结果证明了方法的正确性和可行性。

优化I/F起动的PMSM改进型SMO无位置传感器控制

为了削弱滑模控制中的抖振现象,提高永磁同步电机的无位置传感器矢量控制性能,提出了一种改进型滑模观测器。使用Sigmoid函数代替sign函数进行削弱抖振,使用PLL锁相环代替反正切估算转子位置,提高了转子位置的估算精度。传统的电流闭环I/F起动策略中电流矢量幅值恒定,将会导致起动加速阶段转矩失衡,且切换过程转矩不稳,速度突变。提出了一种优化I/F起动方法,改变电流矢量的幅值保证转矩平衡和匀速切换。实验证明:相比于传统的I/F起动和滑模观测器,基于优化I/F起动方法的改进型滑模观测器起动迅速,转矩平稳无冲击,且能更好地抑制抖振,稳定性更强。

基于改进自适应滑模的转台电机控制研究

针对转台系统电机运行过程中会受到多种环境因素的干扰,由于摩擦力矩等非线性因素造成较大误差,本文通过改进传统滑模中使用的开关函数为饱和函数,引入低通滤波器,对估算的转子角度进行补偿,设计出了改进型的自适应滑模观测器,仿真实验表明,该方法对减小转子转速估计误差有明显作用。

制导火箭弹一维稳定平台控制系统设计与分析

针对制导火箭弹在飞行过程中产生的旋转速度会对惯性测量单元产生影响从而影响命中精度,且传统的多传感器反馈系统在高速运转中可能会失效,研究了一种新型制导火箭弹一维稳定平台控制系统。系统由控制模块、驱动器、位置传感器与舵机组成。其中制导火箭弹舵机分为上舵机、横舵机与下舵机。对上舵机与横舵机选用凸极型永磁同步电机,下舵机选用绕线转子型永磁同步电机。对3个永磁同步电机分别采用改进型滑模观测器、高频脉振电压信号注入法与模型参考自适应法的无速度传感器矢量控制方法。模型仿真结果表明,所设计的一维稳定平台控制系统能够准确估算电机转子位置与转速且运行平稳、精度高、鲁棒性高,所使用的3种控制方法相互补充,控制精度更为精准,最后验证在高中低速下系统的控制性能较高,为实际制导火箭弹一维稳定平台控制系统的研制提供一种新型设计思路。

基于无位置传感器的永磁同步电机控制技术研究

永磁同步电机在应用中通常需要位置传感器,但是位置传感器的使用不仅增加了系统成本,而且增大了电机体积,限制了其应用场合,因此研究无位置传感器的电机控制技术具有重要意义。滑模观测器可以对永磁同步电机的转子位置和速度进行估算,但是传统的滑模观测器常采用含有符号函数的切换方式,在快速切换的同时容易产生抖振现象。为减小抖振并提高系统的稳定性,采用改进型滑模观测器对转子位置和速度进行估算,并将估算的速度和位置信息反馈给控制系统实现系统的闭环控制。最后通过半实物仿真平台对控制算法进行实时仿真,验证了方案的有效性和正确性。