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Sliding Mode Control Approach with Integrated Disturbance Observer for PMSM Speed System 被引量:6
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作者 Lei Yuan Yunhao Jiang +1 位作者 Lu Xiong Pan Wang 《CES Transactions on Electrical Machines and Systems》 CSCD 2023年第1期118-127,共10页
The research on high-performance vector control of permanent magnet synchronous motor(PMSM)drive system plays an extremely important role in electrical drive system.To further improve the speed control performance of ... The research on high-performance vector control of permanent magnet synchronous motor(PMSM)drive system plays an extremely important role in electrical drive system.To further improve the speed control performance of the system,a fast non-singular end sliding mode(FNTSM)surface function based on traditional NTSM control is developed.The theoretical analysis proves that the FNTSM surface function has a faster dynamic response and more finite-time convergence.In addition,for the self-vibration problem caused by high sliding mode switching gain,an FNTSM control method with anti-disturbance capability was designed based on the linear disturbance observer(DO),i.e.the FNTSMDO method was employed to devise the PMSM speed regulator.The comparative simulation and experiment results with traditional PI control and NTSM control methods indicate that the FNTSMDO method could improve the dynamic performance and anti-interference of the system. 展开更多
关键词 PMSM fast nonsingular terminal sliding-mode Disturbance observer PI control
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Roll-pitch-yaw autopilot design for nonlinear time-varying missile using partial state observer based global fast terminal sliding mode control 被引量:9
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作者 Ahmed Awad Wang Haoping 《Chinese Journal of Aeronautics》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第5期1302-1312,共11页
The acceleration autopilot design for skid-to-turn (STT) missile faces a great challenge owing to coupling effect among planes, variation of missile velocity and its parameters, inexistence of a complete state vecto... The acceleration autopilot design for skid-to-turn (STT) missile faces a great challenge owing to coupling effect among planes, variation of missile velocity and its parameters, inexistence of a complete state vector, and nonlinear aerodynamics. Moreover, the autopilot should be designed for the entire flight envelope where fast variations exist. In this paper, a design of integrated roll-pitch-yaw autopilot based on global fast terminal sliding mode control (GFTSMC) with a partial state nonlinear observer (PSNLO) for STT nonlinear time-varying missile model, is employed to address these issues. GFTSMC with a novel sliding surface is proposed to nullify the integral error and the singularity problem without application of the sign function. The proposed autopilot consisting of two-loop structure, controls STT maneuver and stabilizes the rolling with a PSNLO in order to estimate the immeasurable states as an output while its inputs are missile measurable states and control signals. The missile model considers the velocity variation, gravity effect and parameters' variation. Furthermore, the environmental conditions' dynamics are mod- eled. PSNLO stability and the closed loop system stability are studied. Finally, numerical simulation is established to evaluate the proposed autopilot performance and to compare it with existing approaches in the literature. 展开更多
关键词 Flight control system global fast terminal slidingmode control Integrated autopilot Nonlinear state observer Skid-to-turn missile
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基于新型趋近律的全局快速Terminal滑模PMLSM控制 被引量:2
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作者 索宇超 张博 +3 位作者 杨永宝 艾雄雄 邓斌 王杰 《电机与控制应用》 2022年第11期16-21,77,共7页
针对滑模控制(SMC)的永磁直线同步电机(PMLSM)位置跟踪中存在收敛速度慢和系统抖振严重两个方面的问题,进一步提高PMLSM控制的跟踪精度,改善系统的动态品质,在传统的幂次趋近律基础上,引入了Fal函数,并结合新型全局快速终端滑动模态,提... 针对滑模控制(SMC)的永磁直线同步电机(PMLSM)位置跟踪中存在收敛速度慢和系统抖振严重两个方面的问题,进一步提高PMLSM控制的跟踪精度,改善系统的动态品质,在传统的幂次趋近律基础上,引入了Fal函数,并结合新型全局快速终端滑动模态,提升系统的趋近速度并对系统抖振进行有效的控制;在SMC系统外可采用干扰观测器来对系统的扰动信号等进行前馈补偿,提高系统的抗干扰处理能力。利用MATLAB/Simulink软件进行计算机仿真,并与传统幂次趋近律SMC进行对比。仿真分析表明,该跟踪控制算法能够提高系统的跟踪与控制精度,并且增强了系统的抗扰动性能。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 全局快速terminal滑模 新型趋近律 干扰观测器
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基于干扰观测器与终端滑模的车辆纵向控制
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作者 黄益绍 庄迪 《江苏大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第5期513-520,共8页
为了消除未知干扰和不确定性对车辆纵向控制的影响,设计了基于干扰观测器和终端滑模控制的分层式车辆纵向控制系统.利用干扰观测器对系统干扰进行实时观测,实现对系统的反馈补偿,降低滑模控制的切换增益,从而抑制滑模控制的抖振.利用Lya... 为了消除未知干扰和不确定性对车辆纵向控制的影响,设计了基于干扰观测器和终端滑模控制的分层式车辆纵向控制系统.利用干扰观测器对系统干扰进行实时观测,实现对系统的反馈补偿,降低滑模控制的切换增益,从而抑制滑模控制的抖振.利用Lyapunov函数证明了控制系统的稳定性,并通过Carsim/Simulink进行了联合仿真试验.结果表明:在两种仿真工况条件下,控制器对参考速度跟踪效果良好,速度误差最大仅为0.22 m/s,干扰观测器对系统干扰能够准确快速估计,估计误差仅为0.003 14,切换逻辑执行器发挥良好;与传统滑模控制相比,所设计的控制器稳定性更好,抑制了滑模控制的抖振,实现了对车辆纵向速度的稳定跟踪. 展开更多
关键词 车辆 纵向控制 干扰观测器 全局快速终端滑模控制 逆纵向动力学模型 PID控制
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基于改进型双幂次趋近律与全局快速终端滑模观测器的IPMSM调速系统滑模控制 被引量:9
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作者 郭昕 黄守道 +2 位作者 彭昱 杨俊友 王海鑫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期190-203,共14页
针对内置式永磁同步电机(IPMSM)速度环中存在的内部参数摄动与外部负载扰动等问题,为了提高速度控制系统的动态性和鲁棒性,该文提出一种基于改进型双幂次趋近律(IDPRL)与全局快速终端滑模观测器(GFTSMO)的滑模控制方法。所提趋近律在幂... 针对内置式永磁同步电机(IPMSM)速度环中存在的内部参数摄动与外部负载扰动等问题,为了提高速度控制系统的动态性和鲁棒性,该文提出一种基于改进型双幂次趋近律(IDPRL)与全局快速终端滑模观测器(GFTSMO)的滑模控制方法。所提趋近律在幂次项中引入系统状态变量,减少了稳态误差,解决了快速趋近滑模面和抖振抑制之间的矛盾。设计一种基于IDPRL的IPMSM滑模速度控制器。为了进一步减少系统状态的稳态误差,设计了一种GFTSMO,该观测器不仅能够减少趋近律的开关增益,还能实现系统扰动的准确补偿。仿真和实验结果验证了所提的滑模控制方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 滑模趋近律 全局快速终端滑模观测器
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基于干扰观测器的磁悬浮球系统全局快速终端滑模控制 被引量:1
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作者 魏静波 罗浩 关子津 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期836-844,共9页
为解决磁悬浮球系统模型不确定性和易受外部干扰影响的问题,提出一种基于终端滑模干扰观测器的全局快速终端滑模控制(GFTSMC)方法.首先,分析了磁悬浮球系统的数学模型并建立动态方程;然后,设计终端滑模干扰观测器(TSMDO),用以观测和估... 为解决磁悬浮球系统模型不确定性和易受外部干扰影响的问题,提出一种基于终端滑模干扰观测器的全局快速终端滑模控制(GFTSMC)方法.首先,分析了磁悬浮球系统的数学模型并建立动态方程;然后,设计终端滑模干扰观测器(TSMDO),用以观测和估计系统所受到的扰动,经证明,该观测器对扰动的估计误差能在有限时间内收敛;其次,为克服系统不确定性和外部干扰的影响,设计了基于终端滑模干扰观测器的全局快速终端滑模控制器,可以实现系统的全局快速收敛,所设计的控制律不含切换项,能削弱抖振,以提高系统的抗干扰性和鲁棒性;最后,对所提出的TSMDO-GFTSMC进行了仿真验证,结果表明:与基于扩张状态观测器的连续滑模控制方法相比,采用本文方法,磁悬浮小球的起浮响应时间缩短0.38 s,位移偏差减小90%,跟踪误差由0.420 mm减小为0.032 mm;本文方法提高了对干扰的观测精度,优化了磁悬浮球系统的控制效果,增强了系统的鲁棒性. 展开更多
关键词 磁悬浮球系统 全局快速终端滑模控制 干扰观测器 抗干扰性 鲁棒性
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扰动观测的PMSM模糊全局快速终端滑模控制
7
作者 朱昌林 涂群章 +2 位作者 蒋成明 潘明 汪世骄 《陆军工程大学学报》 2023年第6期84-92,共9页
针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)普通滑模控制存在的系统响应速度慢、存在抖振现象等问题,提出一种扰动观测的模糊全局快速终端滑模控制(global fast terminal sliding mode control,GFTSMC)策略。设计全局... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)普通滑模控制存在的系统响应速度慢、存在抖振现象等问题,提出一种扰动观测的模糊全局快速终端滑模控制(global fast terminal sliding mode control,GFTSMC)策略。设计全局快速终端滑模控制器以提高系统的响应速度和抗干扰能力,结合控制系统状态设计模糊控制规则实时调整速度控制器中的参数,在不影响系统收敛速度的条件下抑制抖振;设计Luenberger扰动观测器,将扰动估计值反馈至PMSM控制器中,削弱扰动对PMSM控制系统的影响。搭建PMSM控制试验平台对提出的控制策略进行试验验证。试验结果表明,Luenberger扰动观测器能够有效地估计扰动实际值扰动观测的,PMSM GFTSMC策略能够提高电机的响应速度和抗干扰能力抑制滑模控制中的抖振现象,增强系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 全局快速终端滑模控制 模糊逻辑控制 Luenberger扰动观测器
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基于全局快速终端滑模观测器的无刷直流电机无位置传感器控制 被引量:19
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作者 王晓远 傅涛 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第11期164-172,共9页
无刷直流电机(BLDCM)位置传感器的存在影响控制系统的可靠性、体积和成本,所以控制系统常采取无位置传感器的控制方法。提出了基于全局快速终端滑模观测器(GFTSMO)的无位置传感器控制策略,所提出的滑模观测器结合了非奇异终端滑模观测器... 无刷直流电机(BLDCM)位置传感器的存在影响控制系统的可靠性、体积和成本,所以控制系统常采取无位置传感器的控制方法。提出了基于全局快速终端滑模观测器(GFTSMO)的无位置传感器控制策略,所提出的滑模观测器结合了非奇异终端滑模观测器(NTSMO)和线性滑模观测器的优点。该观测器引入了混合滑模面,具有全局快速收敛性和较好的跟踪精度,减少了常规滑模观测器的相位滞后问题,提高了转子位置与速度的估算精度。设计了高阶滑模控制律,保证观测器的稳定性并抑制抖振现象,可以得到平滑的反电动势信号。实验结果表明,所提出的控制策略能够准确估计得到无刷直流电机的线反电动势,加快收敛速度,系统具有较好的静、动态特性。实验结果验证了所提出控制方法的有效性。 展开更多
关键词 无刷直流电机 无位置传感器 全局快速终端滑模观测器
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永磁同步电机位置伺服系统滑模控制研究 被引量:4
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作者 蒋梦琴 高强 +2 位作者 刘静宝 曾令梦 侯远龙 《电气自动化》 2018年第2期13-16,共4页
针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)位置伺服系统中存在摩擦甚至机械传动间隙等问题,传统PID控制已无法满足性能要求,故采用全局快速终端滑模控制(Global Fast Terminal Sliding Mode Control,GFTSMC)技术,设... 针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)位置伺服系统中存在摩擦甚至机械传动间隙等问题,传统PID控制已无法满足性能要求,故采用全局快速终端滑模控制(Global Fast Terminal Sliding Mode Control,GFTSMC)技术,设计了滑模控制器,提高PMSM位置跟踪性能,并使用Lyapunov理论证明其稳定性;同时针对系统存在外部干扰的问题,设计了干扰观测器(disturbance observer,DOB),提高系统的抗扰动能力。数字仿真结果显示,算法提高了PMSM控制系统的快速响应、高精度跟踪、鲁棒性等性能,证明了方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机(PMSM) 全局快速终端滑模 干扰观测器 位置跟踪 伺服系统
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GFTSM-based Model Predictive Torque Control for PMSM Drive System With Single Phase Current Sensor 被引量:2
10
作者 Qingfang Teng Yuxing Jin +2 位作者 Shuyuan Li Jianguo Zhu Youguang Guo 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期1644-1655,共12页
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多四旋翼无人机鲁棒全局快速终端滑模编队容错控制
11
作者 王君 骆明敏 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2024年第3期68-75,88,共9页
针对多四旋翼无人机编队飞行时领导者受外界环境干扰、建模耦合因素及执行器故障影响的问题,设计了一种基于扩张状态观测器的鲁棒全局快速终端滑模容错控制方法。通过建立带外部环境干扰和执行器故障的四旋翼无人机模型,使用扩张状态观... 针对多四旋翼无人机编队飞行时领导者受外界环境干扰、建模耦合因素及执行器故障影响的问题,设计了一种基于扩张状态观测器的鲁棒全局快速终端滑模容错控制方法。通过建立带外部环境干扰和执行器故障的四旋翼无人机模型,使用扩张状态观测器来估计干扰、耦合因素和故障,利用鲁棒全局快速终端滑模容错控制器进行补偿控制。为了提高系统响应速度并减少抖振,在控制器设计中引入带有继电特性的连续函数。结合领导者-跟随者法和滑模控制理论设计编队协同控制器,确保无人机编队完成飞行任务。仿真结果表明该方法具有良好的容错性能。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 执行器故障 扩张状态观测器 鲁棒全局快速终端滑模控制 编队协同控制
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