基于改进指数趋近律的PMSM滑模观测器控制策略

为减小传统滑模观测器(SMO)的估算误差,构建以指数趋近律为控制律的滑模观测器(ISMO),仿真试验结果证明,ISMO在转速估计、转矩估计、位置估计中较SMO分别减小了1.7 rad/min、0.22 N·m、0.001 rad的稳态测量误差。为进一步减小稳态测量误差,采用积分滑模面代替传统线性滑模面,并对指数趋近律进行改进,提出以改进指数趋近律为控制律的滑模观测器(IISMO)。仿真试验结果表明,IISMO在转速估计、转矩估计、位置估计中较SMO分别减小了4.8 rad/min、0.52 N·m、0.005 rad的稳态测量误差,证明IISMO算法的优越性。

改进指数趋近律的五相永磁同步电机滑模控制

针对五相永磁同步电机低速运行时,逆变器会输出不连续电流,产生转矩脉动;电机高速运行时,产生大量定子谐波电流,转速跟随能力和转矩平稳性受到影响。为保证五相永磁同步电机在全速域的快速平滑切换,提出了改进指数趋近律的五相永磁同步电机滑模控制策略。针对滑模控制中存在的抖振问题,提出改进指数趋近律,并将新型趋近律应用于一种非线性系统;仿真验证结果表明,在稳态时系统转速脉动小,静态误差低,系统反应迅速,响应时间短,提高了系统的鲁棒性,证明了本文方法的有效性。

改进指数趋近律滑模控制的H桥逆变器的非线性动力学行为研究

改进指数趋近律的滑模控制具有快速响应、鲁棒性强及自适应性强等特点,在H桥逆变器的控制中有广泛的应用前景。然而,滑模控制是一种非线性控制方式,必然表现出丰富的非线性动力学行为,系统的工作稳定性与电路及控制参数的选取有密切的关联。因此,以改进指数趋近律滑模控制的H桥逆变器为研究对象。分析该系统的工作过程,运用频闪映射理论推导系统的离散模型;采用分岔图观察在不同控制参数k_(1)和k_(2)的作用下系统非线性动力学行为的演化过程,并通过折叠图进行一一验证;利用快变稳定性定理对系统工作稳定性进行理论分析,研究的结论与分岔图及折叠图的分析完全一致;研究表明输入电压E、负载电阻R与电感L等外部电路参数的变化,对系统非线性动力学行为产生重要的影响。因此,研究结论为改进指数趋近律滑模控制H桥逆变器的研发、制造和调试提供可靠的理论依据,具有一定的理论意义和实际工程价值。

基于改进滑模趋近律和负载前馈补偿的PMSM控制研究

针对传统永磁同步电机(PMSM)控制系统中转速超调大以及负载扰动等问题,设计了改进指数趋近律滑模控制器。在传统指数趋近律的等速项和指数项上加了调节函数,使趋近律具有更快的收敛速度和更好的抗抖振能力。为了进一步提高精度,引入了低通滤波负载转矩观测器,将负载转矩的观测值进行前馈补偿以减少负载扰动。在MATLAB/Simulink上建立仿真模型,并与PI、传统指数趋近律、未进行前馈补偿的改进指数趋近律3种控制方法进行实验对比,仿真结果表明,基于改进滑模指数趋近律和转矩前馈补偿的控制策略相比于其他3种控制方法,在减少转速的超调不稳定、增强系统的抗负载扰动等能力上有进一步的提升。

改进变指数趋近律直线伺服系统位置滑模控制

永磁同步直线电机(PMSLM)直接驱动负载运动,电机性能易受内外界扰动影响,使电机控制性能变差。滑模控制(SMC)是一种不连续性控制,具有良好的鲁棒性能,但传统滑模本身存在抖振问题。针对这一问题,设计了一种改进的SMC,在指数趋近律的基础上引入状态变量的变指数积分幂次项、幂次趋近律和饱和函数,实现PMSLM位置SMC,有效地减小了滑模引起的抖振问题。采用扩张状态观测器(ESO)实时观测负载扰动,通过调整控制量来减小滑模变结构中的趋近律参数,达到改善电机控制性能的目的。

电动舵伺服系统指数趋近律分段滑模控制

针对船舶电动舵伺服系统在海浪等复杂不确定扰动环境中的位置控制问题,提出了改进型变增益指数趋近律分段滑模控制策略。由加速段、恒速段和减速趋近段组成的分段滑模控制器,实现了梯形速度分布模式,相比4个滑模面设计方法,降低了滑模面切换频率和系统运算量。采用改进型变增益指数趋近律,不仅实现切换项增益的自适应调整,而且较好平衡了滑模固有抖振和系统鲁棒性之间的矛盾。仿真和试验结果表明,相比经典PID控制和传统单段滑模控制,改进型变增益指数趋近律分段滑模控制在有扰情况下能够保持优越的动静态性能,具有非常好的抗干扰能力。

一种基于指数趋近律的模糊滑模异步电机转速观测器

无速度传感器控制技术以其便捷可靠的优势,广泛应用于电力牵引交流调速系统中,为系统的控制带来了种种便利。在详细分析了几种不同控制策略对系统的影响基础上,针对传统滑模观测器存在抖振的现象,提出基于改进型指数趋近律的模糊滑模控制策略。该方法将转速的误差变量引入电流估算模型中,并对转速反馈信息进行模糊逻辑控制,结合Lyapunov函数设计出转速的自适应律,最后在Simulink仿真平台上验证方案的可行性。结果表明,该方案不但保留了传统滑模优势,而且有效地降低了滑模抖振的影响,满足交流调速系统的要求。

改进模糊滑模的永磁同步电机控制

为提高矿用牵引PMSM性能,分析传统PMSM控制中指数趋近律的优缺点,结合PMSM运行时的状态量,设计了一种自适应的指数趋近律,构建改进滑模控制器,利用模糊算法进一步优化改进滑模控制器,给出改进模糊滑模控制器。结果表明:空载时,改进模糊滑模控制器和改进滑模控制器均可实现无超调启动,改进滑模控制器到达参考转速的时间比滑模控制器提高0.12 s,改进模糊滑模控制器到达参考转速的时间比改进滑模控制器提高0.01 s;突加负载时,改进滑模控制器比滑模控制器最大误差减小0.17%,改进模糊滑模控制器比改进滑模控制器最大误差减小2.53%。证明了改进模糊滑模控制器可有效提高系统控制精度,改善了系统动态性能。

改进滑模控制双降压式逆变器的动力学特性

本文将改进指数趋近律滑模控制引入到双降压式逆变器中,并对其动力学特性进行研究。首先,基于系统的工作原理,建立了系统的离散数学模型;其次,结合多种数值仿真方法描述了随控制参数变化系统由稳定到不稳定状态的演变过程,并得到控制参数的稳定工作域;然后,利用分岔图研究了外部参数对系统稳定性的影响;最后,利用快变稳定性定理进行理论分析。本文研究为改进指数趋近律滑模控制双降压式逆变器的设计和调试提供一定的理论依据。

基于改进滑模算法的加筋板时滞振动控制

为减小加筋板振动主动控制系统的时滞影响,提升系统的稳定性和控制效果,在改进指数趋近律滑模变控制法的基础上,提出应用Smith预估法进行时滞补偿。设计出针对改进指数趋近律的时滞问题补偿策略,并根据Lyapunov第二法证明了改进指数趋近律的Smith预估补偿算法的稳定性,最后利用cSPACE平台进行加筋板振动主动控制实验。实验结果表明:针对加筋板的第一阶振动模态,与传统指数趋近律相比,复合Smith预估器的改进指数趋近律滑模变控制方法的时滞补偿和振动抑制效果更为显著,减振效果达到了2.878V,提升了0.639V。

改进滑模控制的电网模拟器控制研究

为提高分布式发电系统并网前的电网适应性测试需求,此处将改进的指数趋近律滑模控制应用于电网模拟器的控制策略中,与传统的比例积分控制和未改进的指数趋近律滑模控制进行对比,结果表明,改进的指数趋近律滑模控制可以有效提高控制的精度。为了验证所改进的控制策略的有效性和功能性,利用半实物仿真平台RT-LAB进行实验验证。实验结果表明,改进型控制策略有效提高了控制精度和稳定性。

基于全局快速终端和扰动补偿的PMSM矢量控制

为提升永磁同步电机(PMSM)的动态性能并抑制抖振问题,提出一种结合全局快速终端和扰动补偿观测器的矢量控制方法,该方法在速度环设计全局快速终端滑模控制器(GFTSMC)并结合改进型指数趋近律(IERL),进一步缩短了系统的响应时间,削弱了运动点在滑模面的抖振现象。为了对永磁同步电机运行过程中存在的扰动问题进行补偿,设计了改进型扩张状态观测器(ESO)对未知扰动进行观测并进行前馈补偿。同时设计了滑模位置观测器,实现了对位置信号的检测。仿真结果表明,该控制策略进一步提高了调速系统的响应速度,降低了稳态误差,增强了抗扰性能,同时能更准确检测转子位置,转速响应时间提升了0.043 s,转速最大误差从69.9下降至11.75 r/min。

一种优化的变结构汽车防抱死控制器设计

针对常规指数趋近律变结构控制的抖振,提出一种改进型指数趋近律变结构控制方法,并应用于汽车防抱死制动系统(ABS)的控制器设计.应用MATLAB/Simulink建立仿真模型,验证该控制器的有效性,并给出单一路面和跃变路面的仿真结果.研究结果表明,汽车ABS的改进型指数趋近律的变结构控制能有效减小抖振,且保持常规变结构控制的鲁棒性和快速响应性.