基于自抗扰技术的扫描机构控制

针对空间扫描机构在多工作模式下高精度控制的问题,文章提出了采用自抗扰技术设计非线性比例、积分和微分(ProportionalIntegralDerivative,PID)控制器的方法。根据扫描型光学遥感器任务要求,扫描运动机构的工作模式为扫描范围和扫描速度多种组合,即多档扫描范围及同一扫描范围内两档扫描速度。由于扫描机构运动控制精度要求高,采用一组控制参数无法实现多模式下的高精度运动控制,经过对扫描机构链路分析,认为摩擦力矩在不同工作模式下的非线性程度会对控制系统造成影响。因此,文章引入摩擦力矩模型对控制系统进行补偿,采用自抗扰技术设计非线性PID控制器,实现不同工作模式下扫描系统的精确控制。通过算法和多模式扫描运动系统仿真实验验证,说明了该方法能够有效补偿摩擦力矩引入的扫描系统非线性影响,进而保证多模式下的扫描高精度运动控制精度。

基于LuGre摩擦模型与自抗扰技术的调速伺服系统复合控制策略

为了提高调速伺服系统的跟踪性能,提出了一种基于LuGre模型的调速伺服系统自抗扰控制策略。利用LuGre摩擦模型对摩擦扰动进行辨识,并对其进行前馈补偿,在速度环和电流环分别加入一阶自抗扰控制器,对剩余扰动进行实时估计并补偿。ADRC弥补了摩擦模型的非绝对完美的问题,LuGre模型也缓解了ADRC的计算压力,互为补充,提高了性能。仿真结果表明:所提控制策略响应速度快、调节时间短、超调低,提高了系统的控制速度和精度。

基于自抗扰技术的挖掘机协同控制系统

液压挖掘机控制系统具有非线性、大惯量、强耦合的特点,为了保证在复杂工况下,发动机转速能够稳定在经济工作区,提出了基于自抗扰控制技术的协同控制方法。利用非线性微分跟踪器(TD),快速跟踪挖掘机给定转速信号并提取优质的微分信号;通过扩张状态观测器(ESO)把挖掘机所受到的内外部扰动统一设置为“总扰动”;采用非线性状态误差反馈控制律(NSLEF),将状态误差采用非线性组合形式创建误差反馈机制,使发动机实际转速能够更好的跟踪给定转速。在Matlab/simulink软件上进行仿真,结果表明:在ADRC控制器下转速等重要性能指标上的抗干扰能力比PID控制器提高20%以上,有效的抑制了负载突变的干扰,减少了控制系统的响应时间,保证了挖掘机输出驱动的平稳运行。

基于变增益自抗扰技术的机器人轨迹跟踪控制方法

本文针对机器人轨迹跟踪控制精度和初始峰值问题,提出一种变增益自抗扰控制器轨迹跟踪控制方法.首先,采用跟踪微分器将逆运动学解处理为插值点区间,设定插值点选取规则及冲击力目标函数.然后,根据目标函数选取插值点拟合得到的轨迹曲线.最后,在考虑机器人动力学下设计轨迹跟踪控制器.仿真和实验结果表明,优化的方法冲击力减少39.8%,且电机能量消耗降低28.48%.设计的变增益自抗扰控制器轨迹跟踪控制可以准确地跟踪轨迹以及解决峰值问题.

基于模糊自抗扰技术的机械臂轨迹跟踪控制

考虑机械臂动力学模型中存在未建模动态、摩擦力矩、外部干扰等不确定性因素,为了提高系统的轨迹跟踪控制性能,设计了模糊自抗扰控制器。利用自抗扰技术中的扩张状态观测器能够对系统内外部扰动进行实时估计的特性,观测系统的不确定性因素,应用跟踪微分器提高系统动态响应性能,同时结合模糊控制技术对非线性误差反馈控制加以改进,从而实现了误差反馈增益的优化自整定。仿真结果验证了该控制器的强鲁棒性和有效性。

基于自抗扰技术的汽车变传动比转向控制

针对汽车定传动比转向特性存在的不足,提出用前馈和自抗扰反馈的汽车转向变传动比控制算法,实现汽车主动前轮转向。设计了前馈控制器和自抗扰反馈控制器,前馈控制器实现汽车转向传动比随车速在12-24之间变化,自抗扰反馈控制器跟踪理想参考横摆角速度。建立车辆闭环控制模型,控制Car Sim车辆模型进行双移线、转向盘角阶跃输入和对开路面试验,并与PID控制仿真结果进行对比。仿真试验结果表明,所设计的前馈和反馈控制器实现了变传动比转向控制,车辆路径跟踪性能好、响应超调量小、响应时间短以及抗干扰能力强,且各项性能优于PID控制,改善了汽车操纵稳定性。

基于模糊自抗扰技术对双容水槽液位控制方法的研究

针对二阶系统双容水槽存在滞后、非线性及控制系统复杂的特点,引入一种基于模糊控制原理的改进型自抗扰控制技术.该方法充分结合了模糊原理和自抗扰控制技术的各自优势,并对其进行随动系统的仿真.仿真结果表明,模糊自抗扰技术响应速度快、超调低,无振荡,具有更好的动态性和鲁棒性.

基于自抗扰技术的三相电力电子负载电流控制

提出一种基于自抗扰技术的三相电力电子负载模拟变换器电流控制方法,解决了传统电流控制存在电流解耦困难、参数摄动、抗干扰能力差的问题。通过建立基于同步旋转d/q坐标系下负载模拟变换器的数学模型,分析电流耦合产生的机理以及影响系统的扰动。设计一阶自抗扰控制器,将系统分析得到的问题作为系统扰动并通过自抗扰控制器消除扰动,以达到控制效果,并选定该控制器参数整定方法。仿真、实验结果表明,所提出的基于自抗扰技术的三相电力电子负载的电流控制方法可确保负载模拟变换器获得较好的稳态和动态性能,特别是针对电流耦合以及系统外部扰动和内部扰动都具有较好的控制效果。

自抗扰技术在四旋翼飞行姿态控制中的应用

介绍了自抗扰控制器的结构组成,包括跟踪微分器、扩张状态观测器以及非线性状态误差反馈律,并给出了各部分的典型算法.针对四旋翼盘旋系统的姿态控制问题,设计了连续型和离散型两种自抗扰控制器,在Simulink下搭建了仿真结构图,并进行了参数整定.仿真结果表明,文中所设计的自抗扰控制器可以满足控制精度及快速性的要求,并且具有强鲁棒性、抗干扰性能以及对非线性强耦合系统的解耦能力.

采用自抗扰技术的移动式增氧机路径跟踪控制

针对移动式增氧机在风向、水流等干扰下,存在直线路径跟踪偏离与距离控制精度下降的问题,提出采用自抗扰控制策略优化移动式增氧机的航向控制系统。首先通过二阶跟踪微分器优化移动式增氧机航向过渡过程,跟踪输入信号及其微分信号;再通过扩张状态观测器确定移动式增氧机航向系统内部状态信息,计算误差,得到误差反馈量;最后根据扰动估计值得出最终控制量,计算距离、航向角误差,从而将复杂的路径跟踪简化为1个二阶系统,极大减轻控制器复杂度。试验结果表明,采用自抗扰技术的移动式增氧机可将路径跟踪控制距离误差控制在0.2m,航向角误差控制在0.1°,使移动式增氧机克服干扰的影响。

基于自抗扰技术的Z源逆变器并网控制研究

在永磁同步直驱风力发电Z源逆变器并网系统中,对Z源逆变器采用电容电压外环和电流内环的双闭环控制。针对Z源逆变器中电容的启动冲击电压过高问题,在电容电压外环中引入自抗扰控制算法,设计了自抗扰控制器,以稳定启动时的电容电压;将基于自抗扰控制的Z源逆变器与LCL滤波器结合,由滤波电容电流和网侧并网电流构成的电流内环采用PI算法,以降低并网电流谐波畸变率,改善并网电流质量;通过控制直通零矢量对永磁同步发电机的转速进行调节,以实现风力发电最大功率跟踪。仿真实验验证了方法的可行性和有效性。

基于自抗扰技术的热压控制系统研究

本文首先建立了连续平压热压控制系统的数学模型,将其近似为三阶伺服控制系统并得出相应的传递函数,然后研究了基于自抗扰技术的调节控制器。该控制器能够提升控制系统的响应速度且无超调的情况出现,提高系统的稳定性。仿真结果表明:与模糊PID控制方法相比,自抗扰控制器在提高了连续平压热压的控制精度的基础上,其系统的动态性能得到了优化,鲁棒性也得到了提高。

自抗扰技术在异步电机直接转矩控制系统的研究

为解决异步电机在低速、随机干扰、电机参数变化控制性能变差的问题,本文提出在直接转矩控制系统的转速调节器中采用自抗扰控制技术(ADRC),在深入分析自抗扰控制器的基础上,设计了自抗扰控制速度调节器,并与常用的PI调节器在Matlab/Simulink仿真环境下进行实验对比。实验结果表明,所采取的方法在改善系统的低速性能,抗负载扰动方面取得显著效果。

基于自抗扰技术的DFIG网侧换流器直接功率控制策略探究

针对双馈型风力发电机中网侧变换器,在分析其数学模型的基础上,采用基于自抗扰控制的直接功率控制策略对网侧变换器进行控制。并且利用Matlab/Simulink软件对设计的控制器进行仿真,仿真结果显示,该控制策略能够保证直流母线电压稳定,网侧功率因数为1,当系统发生扰动时,该控制策略较传统PI控制具有更强的鲁棒性,控制效果理想。

基于微分几何理论和自抗扰控制技术的励磁控制器设计

针对仿射非线性系统,通过微分几何坐标变换将系统非线性因素转换到含有控制输入的状态方程中。由于微分几何方法坐标变换本身是精确无误的,所以转换后的系统中,线性部分是精确的;系统参数的不确定、模型的不精确最终反映到转换后的非线性部分。利用自抗扰技术中的扩张状态观测器观测该部分的非线性摄动,通过反馈将其线性化并消除扰动。推导了单机无穷大系统的非线性励磁控制规律,在PSASP上进行仿真试验。理论论证和仿真试验证明该方案提高了非线性励磁控制的鲁棒性。

自抗扰控制技术在智能抽油机中的应用研究

随着现代化技术的发展,智能抽油机在运用过程中的整体安全也逐步提升,尤其在自抗扰控制技术应用后,智能抽油机的运行效率更有保证,而功能也日渐完善。针对智能抽油机运行规律完善自抗扰控制技术的应用方案并实时监控智能抽油机的运行情况,根据数据分析油井的整体状态,同时在模型技术支持下,也可以了解抽油机运行到不同位置的速度,根据油量来进行速度的适当调节。智能抽油机的最大载荷也可被有效控制从而降低冲击载荷效果,确保智能抽油机运行效率的最大化。

基于滑模变结构的自抗扰异步电机矢量控制

针对异步电机实际运行的耦合性和抖振等问题,提出了一种基于滑模变结构自抗扰控制的复合控制策略。首先,建立矢量控制下的异步电机数学模型,通过选择异步电机转速为状态变量,利用自抗扰技术中LESO的补偿扰动的思想设计了异步电机转速环的双闭环SMLADRC控制器,通过证明LESO的收敛性和分析SMC的系统稳定性,说明上述控制器既保留了传统滑模的强鲁棒性,又利用自抗扰的优势,有效地削弱了电机抖振问题。通过数值仿真验证了上述控制策略的可行性与正确性。

基于自抗扰技术的汽车侧风稳定性研究

随机侧向风影响汽车操纵稳定性,增加驾驶操作难度.针对侧向风干扰,在线性二自由度模型的基础上提出基于自抗扰技术的汽车主动前轮控制器,消除侧向风干扰对汽车行驶的影响.在Matlab软件中建立了人-车-路闭环仿真模型,用以控制Car Sim四轮车辆模型进行双移线道路仿真试验.Car Sim与Simulink联合仿真结果表明:在侧向风干扰下,自抗扰控制器能很好控制车辆模型完成双移线道路仿真试验,且响应的各项性能指标均优于无风情况;同时,控制器对车速适应性好,对模型精度要求不高,鲁棒性强.主动前轮控制器能有效抗侧向风干扰,改善汽车的操纵稳定性和行驶安全性.

改进型自抗扰控制技术及其在电厂热工系统中的应用

电厂热工系统具有强非线性、大延迟等特点,导致其搭载的自抗扰控制系统在参数整定以及系统稳定性方面存在一定问题。本文针对电厂热工系统自抗扰控制技术进行改良,保障电力系统稳定运行。

基于自抗扰控制技术的微网运行控制器

随着微网技术的成熟和发展,微网将不再局限于实验平台和示范工程,微网与大电网之间的友好协作变得至关重要。为此,将自抗扰控制技术(ADRC)的思想应用到了微网的并网控制中,设计了一种使微网在并网与孤岛之间切换以及负荷扰动等运行状况下,与大电网之间稳定和平滑协作的二阶非线性ADRC运行控制器;通过仿真验证,基于ADRC的微网运行控制器对网内电压、电流控制可以达到无相位差平滑控制,且频率波动范围满足国际标准±0.1 Hz的要求,控制效果优于传统的基于PID的控制器。与此同时,利用李雅普诺夫稳定性方法证明了该二阶ADRC中三阶扩张状态观测器(ESO)的稳定性问题。