自抗扰控制器解决感应电机调速系统参数鲁棒性问题

针对矢量控制系统存在的参数鲁棒性差的缺陷,基于自抗扰控制原理,提出了一种可以取代经典PID控制器用于异步电机调速的非线性自抗扰控制器。利用扩张状态观测器,自抗扰控制器可以估计出系统状态变量及其广义导数,从而实现异步电机的精确解耦。此外,上述控制方案不需要精确电机参数就可以实现干扰补偿,这使得自抗扰控制器的设计能够独立于异步电机的精确数学模型。仿真和实验结果表明,相对于经典PID控制器,自抗扰控制器在较宽的调速范围内具有更好的动态性能。     

无轴承异步电机的自抗扰控制策略

针对无轴承异步电机(BLIM)的逆系统解耦控制性能受负载和参数变化影响的问题,在转子磁链定向逆系统解耦控制的基础上,采用自抗扰控制器(ADRC)替换经典的PID控制器,将BLIM模型中的交叉耦合项、本体参数变化和负载视为"扰动",统一用ADRC的扩张状态观测器(ESO)估测,非线性状态误差反馈控制器(NLSEF)进行补偿。仿真结果表明:采用了ADRC,系统具有较好的动态解耦控制性能;同时,对电机参数和负载变化具有更好的鲁棒性。     

基于自抗扰控制器的无刷直流电机控制系统

自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上，通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器，性能优良并且算法简单。无刷直流电机作为一个非线性系统，采用经典PID控制难以得到满意的控制效果。为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性，文中给出了无刷直流电机的自抗扰控制方案。该控制方案不需要精确电机参数就可以实现干扰补偿，控制器的设计也不需要建立电机的精确数学模型。自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动，据此将电机等效为由两个非线性系统构成的串联对象，然后设计两个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制，内环控制电流，外环控制转速。实验结果表明，自抗扰控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性，控制系统具有优良的动态性能。     

基于非线性自抗扰控制器的异步电机高性能控制

本文将非线性自抗扰控制器应用到异步电机调速系统中，由自抗扰控制器取代经典PID控制器对异步电机进行控制，提出了应用自抗扰控制器的异步电机调速系统的设计方案。通过在一台2.2 kW异步电机上进行突加负载、正反转等实验，自抗扰控制器被证明具有良好的动态性能，并且其对负载扰动、电机参数变化都具有较好的鲁棒性。     

基于自抗扰控制器的异步电机变频调速系统

设计了一种采用优化的自抗扰控制器(ADRC)的异步电机变频调速系统。应用扩张状态观测器的双通道补偿作用,统一观测系统的总扰动并加以补偿,使控制对象被近似线性化和确定性化。实验结果表明,相较于经典PID控制器,采用自抗扰控制的异步电机变频调速系统具有更高的动静态性能以及对负载扰动具有更好的鲁棒性。     

自抗扰应用于异步电机直接转矩控制系统

在异步电机直接转矩控制调速系统中,为了解决低速、随机干扰、转子电阻变化时控制性能变差的问题,本文提出在异步电机直接转矩控制控制系统的转速环中采用自抗扰控制技术,自抗扰控制器可以对系统的内扰和外扰,进行估计、补偿和控制。异步电机的调速系统的设计就能够不依赖于异步电动机的精确的数学模型,设计了基于自抗扰控制器的调速系统,并建立了其仿真结构图。仿真结果表明:相对于经典的PID控制器,采用自抗扰控制器的系统可以的升高响应速度,且超调量很小,扩展状态器估计出来的转速的精度很高,电机参数摄动对其影响小,鲁棒性好。     

基于时变参数自抗扰的开关磁阻电机控制系统

针对自抗扰控制中的扩张状态观测器中状态变量初始值与系统不同时运行中出现的微分峰值现象,采用时变参数扩张状态观测器来抑制该现象。给出了采用时变参数非线性扩张状态观测器的稳定性证明,并设计了基于时变参数扩张状态观测器的开关磁阻电机控制系统。仿真结果表明,该系统能够加快系统动态响应,抑制运行初期的转速超调,效果优于采用传统自抗扰控制器的开关磁阻电机调速系统。     

自抗扰控制器解决变频调速系统参数鲁棒性问题

针对一般矢量控制系统存在的对电机参数时变的鲁棒性差,转矩子系统与磁场子系统耦合,没有实现全局解耦这个问题,将不用于常规PID控制的新型控制策略--自抗扰控制引入交流变频调速系统,提出了一种变频调速系统新型控制结构,并利用其扩张状态观测器的扩张状态及非线性组合器消除一般矢量控制系统参数鲁棒性差的缺欠.理论分析与仿真实验表明,该控制策略可以有效地解决矢量控制系统参数鲁棒性差造成转矩与磁场耦合影响系统动、静态性能的问题.     

基于自抗扰控制器的级联多电平静态同步补偿器控制系统

级联多电平静态同步补偿器(STATCOM)是强耦合非线性系统，采用传统PID控制和现代控制理论难以得到满意的控制效果。为了提高系统的动态性能和鲁棒性，文中根据自抗扰控制器(ADRC)的原理提出了级联多电平STATCOM的自抗扰控制方案。自抗扰控制器的设计不需要精确的STATCOM参数和数学模型，它内部的扩张状态观测器可以估计出系统内扰(包括模型的不确定项和耦合项)和外扰的实时作用并给予补偿，从而实现无功电流和有功电流的解耦自抗扰控制。仿真和试验结果表明，自抗扰控制器对系统模型的不确定性和外扰具有较强的适应性和鲁棒性，控制系统具有优良的动态性能。     

基于ADRC及变结构PID控制的伺服系统研究北大核心

针对永磁同步电机交流伺服系统中参数不确定、外部扰动及非线性等因素降低系统控制精度的问题,利用自抗扰控制器(ADRC)设计速度环控制器,通过扩张状态观测器(ESO)估计系统不确定,从而实现转速跟踪。利用变结构PID设计位置环控制器,实现系统小角度响应的快速性。实验结果表明,该方法在干扰转矩突变的情况下表现出良好的动态性能。     

自抗扰控制器在动态电压恢复器中的应用

为了提高动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)系统的动态性能和鲁棒性,根据自抗扰控制器(ADRC)的原理设计了DVR自抗扰控制方案.自抗扰控制器的设计不需要精确的DVR参数和数学模型,将电网电压和负载电流视为系统的未知干扰,用扩张状态观测器对未知扰动进行观测,然后利用非线性反馈控制律进行补偿,使系统的控制律今与系统的给定输入和输出有关,减少了控制过程中的检测量,将复杂的控制过程加以简化.仿真和实验表明,自抗扰控制器对系统模型的不确定性和外扰具有较强的适应性和鲁棒性,控制系统具有优良的动态性能.     

基于ESO-backstepping的多机电力系统非线性鲁棒励磁解耦控制

通过构造扩张状态观测器(extended state observer,ESO)对发电机励磁系统模型误差和不确定外扰进行动态补偿,并运用反步法对补偿后的模型设计非线性解耦控制律。由于该方法对系统模型的非线性部分有选择地利用ESO进行动态补偿,既避免了运用反步法设计时自适应参数的引入,又能充分利用系统的特性,减轻ESO的估计负担,有效地兼顾了控制器鲁棒性及控制精度这两方面的要求。仿真表明：该方法鲁棒性强,参数易于选取,与比例–积分–微分(proportion-integration- differentiation,PID)+电力系统稳定(power system stabilizer,PSS)控制器励磁控制器相比较,具有更为优秀的动态品质,方法简单有效。     

神经元自适应控制器在矢量控制中的应用

感应电机矢量控制技术是通过坐标变换，实现对定于电流的励磁分量与转矩分量的解辐控制。传统PID控制器在电机参数改变时鲁棒性较差。神经网络具有自学习、自适应能力，用于控制时可以不依赖控制对象的数学模型。为实现对交流电机快速和精确控制，基于单神经元设计出用于感应电机矢量控制的自适应磁链和转速控制器，利用神经元的自学习功能在线调节连接权重，实现自适应控制。并将此设计应用于交流电机矢量控制系统中，数字仿真实验表明，此方法设计的控制器可克服传统PID控制器在电机参数改变时控制性能差等不足，鲁樟性强。该设计结构简单，实现应用时易于数字化实现。     

神经元控制器在数字调速系统中的实现和应用

神经网络具有自学习、自适应能力 ,用于控制时可不依赖控制对象的数学模型。异步电机矢量控制技术是通过坐标变换 ,实现对定子电流的励磁分量与转矩分量的解耦控制。为实现对交流电机快速和精确控制 ,本文基于单神经元设计出用于异步电机矢量控制的自适应磁链和转速控制器 ,利用神经元的自学习功能在线调节连接权重 ,实现自适应控制。并将此设计应用于由数字信号处理器 (DSP)实现的交流电机矢量控制系统中 ,实验表明此方法设计的控制器结构简单 ,易于数字化实现 ,控制系统动态性能良好。