基于改进滑模控制技术的光伏阵列最大功率跟踪控制研究

为了快速有效地追踪光伏阵列输出的最大功率点,设计一种基于指数趋近律的滑模控制方法对其进行追踪。根据光伏阵列输出的最大功率点特性来设计该系统的切换超平面,通过滑动模态控制器使系统状态从超平面之外向切换超平面收束。为了使系统在快速趋于滑模面的同时削弱抖振,在切换超平面的附近设计一个临界值,并根据指数趋近律的定义,更好地把握趋近律参数的设定。仿真实验表明该方法可以快速准确地追踪到系统的最大功率点,并且在滑模控制趋近滑模面时较好地削弱抖振。     

基于新型幂次趋近律的DFIG滑模直接功率控制

针对采用PI控制时双馈风力发电系统在参数摄动情况下控制性能不佳及传统趋近律滑模控制存在抖振等问题,提出一种基于新型幂次趋近律的双馈风力发电机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG)滑模直接功率控制策略。首先建立DFIG的数学模型,然后针对滑模控制存在的抖振问题提出一种新型幂次趋近律,该趋近律可随着系统状态位置的变化自动调整趋近速度,使系统状态量平滑地进入滑模面,从而减小抖振。最后将此趋近律应用于DFIG滑模直接功率控制系统中。仿真结果表明提出的新型幂次趋近律滑模控制策略能够有效地降低系统抖振,增强系统鲁棒性。     

基于扩张状态观测的永磁直驱风力发电系统MPPT自适应滑模控制

为了提高永磁直驱风力发电系统的发电工作性能,针对风速波动范围宽和不确定强的最大功率跟踪（MPPT）控制特点,应用滑模控制理论和扩张状态观测器方法,设计了一种基于最佳叶尖速比（TSR）控制策略的最大功率跟踪自适应积分滑模控制器。控制器采用基于最佳转速跟踪偏差的积分型滑模面函数结构,确保转速跟踪控制稳态无静差。利用扩张状态观测器对风力机实时机械转矩进行估计,以获得转矩扰动上界的估计值。同时引入非线性幂次组合函数和转速跟踪偏差负反馈环节,构造基于状态偏差的滑模变速趋近律,使得切换增益具有随最佳转速跟踪偏差实现自适应调整的特性,并可有效抑制滑模控制输出的抖振。通过与智能PID控制器相比较的仿真实验,验证了该控制器实现最大功率跟踪控制的良好效果,具有较强的鲁棒性和适应性。     

结合模糊自抗扰策略的光伏MPPT控制技术∗

光伏发电系统易受外部条件影响,输出波动大,抗扰能力差.为了提高系统利用率,提出一种结合模糊自抗扰策略的光伏MPPT控制技术,通过扩张状态观测器,对内外扰动进行补偿,结合模糊控制改进线性误差反馈控制律,能够快速跟踪光伏电池最大功率点电压和功率,减小了超调量,提升了系统的抗扰性能,具有很好的控制效果.最后在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证控制策略对提升光伏发电系统响应速度和抗扰性能的有效性和可行性.     

基于扩张状态观测的永磁直驱风力发电系统 MPPT自适应滑模控制

为了提高永磁直驱风力发电系统的发电工作性能,针对风速波动范围宽和不确定强的最大功率跟踪(MPPT)控制特点,应用滑模控制理论和扩张状态观测器方法,设计了一种基于最佳叶尖速比(TSR)控制策略的最大功率跟踪自适应积分滑模控制器。控制器采用基于最佳转速跟踪偏差的积分型滑模面函数结构,确保转速跟踪控制稳态无静差。利用扩张状态观测器对风力机实时机械转矩进行估计,以获得转矩扰动上界的估计值。同时引入非线性幂次组合函数和转速跟踪偏差负反馈环节,构造基于状态偏差的滑模变速趋近律,使得切换增益具有随最佳转速跟踪偏差实现自适应调整的特性,并可有效抑制滑模控制输出的抖振。通过与智能PID控制器相比较的仿真实验,验证了该控制器实现最大功率跟踪控制的良好效果,具有较强的鲁棒性和适应性。     

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。     

基于新型趋近律的永磁超环面电动机滑模控制

将一种新型指数趋近律的滑模控制策略应用到超环面电机控制系统中,解决了传统指数趋近律滑模增益选取难的问题。基于超环面电机系统的数学模型,设计了指数趋近律滑模控制器,将该电机状态变量的幂次项加入到趋近律的变速项中,同时在变速项中采用饱和函数,使系统状态在滑动层内运动,完成了新型滑模控制器的设计和仿真分析对比。结果表明,该新型趋近律能有效地缩短调稳时间,消除超调现象,提高系统的鲁棒性。     

具有抖振抑制特性的机械臂快速滑模变结构控制

摘 要:针对机械臂轨迹跟踪控制中的跟踪速度和抖振2个方面,提出了一种基于新型滑模面和模糊幂次趋近律的滑模变结构控制策略.对传统滑模面的特性进行了分析和比较,设计了一种快速非线性滑模面,其收敛速度优于快速终端滑模面,提高了滑模变结构控制滑动运动阶段的收敛速度.依据模糊控制理论,设计了一种模糊幂次趋近律,在保证抖振抑制效果的前提下,提高了系统的趋近运动速度.仿真结果证明了所提控制方法的有效性和可行性.     

一种新型趋近率的无刷直流电动机伺服系统变结构控制

为提高无刷直流电动机伺服系统的快速跟踪性能,提出一种新的滑模变结构速度控制策略。为了有效抑制系统在滑模切换面上的抖振,提高系统鲁棒性,在建立无刷直流电动机模型的基础上,提出了一种PID趋近率的变结构控制策略,使切换函数以PID趋近率快速进入滑模面,有效地减小了系统的抖动。仿真及实验结果表明采用所提出的基于PID趋近率的变结构控制策略,系统基本无超调,动态响应快,跟踪性能好,且系统对参数扰动具有较强的鲁棒性。     

光伏发电机A-D采样三电平整流耦合控制设计

对光伏发电机进行三电平整流耦合控制设计,提高光伏发电机的最大功率跟踪控制能力,减少因转动惯量耦合出现的输出误差。传统的控制方法采用PID模糊同步控制方法,同步跟踪控制性能较差。提出一种基于三层前向神经元低压差线性跟踪的光伏发电机A-D采样三电平整流耦合控制方法,采用阶跃响应曲线法对电动机时滞耦合系统的功率输出建立传递函数,设计三阶光伏发电机PID自抗扰控制器的非线性反馈系统,构建三层前向神经元PID变结构网络积分器,得到PID神经元自适应变结构同步控制律,构建光伏发电机A-D采样三电平整流耦合控制目标函数,并进行自适应门限控制,使输出功率最大,提高控制性能和准确度。仿真结果表明,该控制算法对光伏发电机的A-D采样三电平整流解耦性能较好,提高同步跟踪控制性能,发电机控制响应速度更快,超调和稳态误差得到抑制,展示了较好的应用价值。     

有源电力滤波器变趋近律滑模变结构控制

基于对三相三线有源电力滤波器电流控制方程的时域分析,得出了滑模变结构控制的一般控制律,并且进一步提出了有源电力滤波器变趋近律滑模变结构控制方法.该方法在一个控制周期内对滑模面进行了分解控制,可使最大偏差在较短的时间内得到纠正,同时又避免了较大幅值的抖振现象.该方法具有跟踪的快速性好,能较好地抑制尖峰现象,能削弱抖振现象,计算量少、适合于有源电力滤波器的实时控制等优点.给出了三相三线制有源电力滤波器仿真和实验结果,结果证明了该文方法的正确性和可行性.     

提高APF谐波补偿能力的全局快速Terminal滑模控制

谐波补偿环节的谐波电流跟踪控制是衡量有源电力滤波器(APF)性能优劣的关键因素之一。针对常规滑模控制中,无论如何调整线性滑模面参数都无法使得跟踪误差在有限时间内收敛到零的问题,提出了电流环基于全局快速Terminal滑模的谐波电流跟踪控制策略。该方法在线性滑模面的基础上引入非线性函数,弥补了常规滑模控制只能实现状态渐进收敛的缺点,在提高滑模控制瞬态性能的同时,消除了切换项,从本质上削弱了抖振。在不改变谐波检测环节的条件下,对APF进行稳态和暂态性能测试,将文中提出的全局快速Terminal滑模控制与常规指数趋近律的滑模控制对比,验证了文中控制策略的正确性和有效性。     

永磁直驱风力发电机非奇异终端滑模控制

为提高永磁直驱风力发电系统的抗扰能力和控制精度,提出了一种扰动观测器与非奇异快速终端滑模控制相结合的最大功率跟踪控制策略。利用扰动观测器得到风力发电机的转矩变化,对控制器进行前馈补偿;采用非奇异快速终端滑模面提高控制器的动态性能,实现系统快速收敛,减少因扰动引起的抖振。仿真结果表明,所提策略在随机风速的情况下可以准确估计转矩变化,提高最大功率跟踪过程中的转速跟踪精度和风能利用率。     

基于DSP和滑模变结构控制的三相三线有源电力滤波器

针对滑模变结构控制方法在有源电力滤波器中的应用问题,提出了基于DSP的有源电力滤波器的谐波和无功电流实时检测方法,建立了三相三线有源电力滤波器电流控制回路数学模型,提出了滑模变结构控制方法,对该控制策略下三相三线有源电力滤波器的控制性能进行了分析,该方法跟踪的快速性好,系统的稳定性好,具有良好的纠偏能力。给出了基于该检测和控制方法的有源电力滤波器的仿真和实验结果,结果证明了该方案应用于有源电力滤波器的正确性和可行性。     

Discrete-time modified repetitive sliding mode control for uncertain linear systems

This article presents a design strategy and stability analysis of modified repetitive sliding mode controller for uncertain linear systems. A modified repetitive controller is adopted to simultaneously track and reject periodic signals. A discrete-time sliding mode controller is combined to compensate the slow response of repetitive control and to provide robustness against plant parameters uncertainties. Stability analysis is provided to prove boundedness of the proposed control law and the convergence of sliding function and the tracking error. Comparative simulation results demonstrate that the proposed method is able to accurately track reference signal and to reject disturbance with fast transient response. The results also indicate that the closed-loop system remains stable in the presence of plant parameter changes.     

基于幂次混合趋近律的Buck变换器滑模控制方法研究

针对基于传统指数趋近律的Buck变换器滑模控制方法存在收敛速度慢、动态响应不平滑等缺点,提出一种基于幂次混合趋近律的滑模控制方法。引入幂次项,提高系统收敛速度;引入反双曲正弦函数项,减少超调量,随系统状态调节滑模抖振。系统平衡点附近的抖振由反双曲正弦函数参数决定,给出切换带详细计算方法。幂次混合趋近律具有二阶滑模特性,系统能在有限时间内到达滑模面。将该方法应用于Buck变换器二阶滑模控制器,给出滑模面参数选择方法。仿真和实验数据表明,提出的幂次混合趋近律滑模控制方法能有效提高系统收敛速度,减小超调量,增强稳态精度。     

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

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。     

基于滑模变结构控制的有源电力滤波器研究

基于对三相三线有源电力滤波器电流控制方程的时域分析,得出了滑模变结构控制的一般控制律。该方法具有跟踪的快速性好、计算量少、适合于有源电力滤波器的实时控制等优点。给出了三相三线制有源电力滤波器仿真结果,结果证明了该文方法的正确性和可行性。