带扰动观测器的网侧逆变器高阶终端滑模控制

针对风电系统中由于故障或不平衡负载等不确定性扰动引起的电网电压波动问题,在分析网侧逆变器数学模型的基础上,设计一种扰动观测器对其进行自适应补偿,抑制扰动给系统带来的不利影响。根据矢量控制原理,设计一种非奇异终端滑模控制器,使网侧逆变器输出的交直轴电流在有限时间内达到给定值,并采用高阶终端滑模消除抖振。仿真结果表明,采用扰动观测器与高阶终端滑模控制相结合的方案,增强了系统抵御不确定干扰的鲁棒性并提高了跟踪精确度,系统具有良好的动态性能。     

一类四阶非线性系统的滑模模糊控制

针对一类非线性系统的稳定控制问题，提出了带有模糊状态观测器滑模模糊控制器的设计方法。对二阶非线性系统设计滑模模糊控制器，以滑模面作为模糊控制器的输入设计模糊控制规则；研究四阶非线性系统，将它分解成两个二阶子系统，设计两个子系统各自的滑模面；然后将一个子系统的控制目标嵌入到另一个子系统的控制目标中，用一个控制量使两个子系统同时向各自的滑模面趋近，使该四阶系统稳定。倒立摆的仿真结果表明，这种滑模模糊控制器对于参数变化和初始条件具有很强的鲁棒性。     

双馈感应电机的自适应终端滑摸控制研究北大核心

为了提高双馈感应发电机(DFIG)滑模控制对抖动的抑制能力,增强抗干扰性能,提出一种新的自适应终端滑模控制策略,增益参数根据滑模面的绝对值进行动态调整,通过调节瞬时有功和无功功率,实现涡轮变速控制,保证高质量电力供给。研究了自适应终端滑模控制算法,给出了DFIG动力学模型。新设计的风力发电转换系统的转子侧使用自适应终端滑模控制,网侧使用直接功率控制。与常规SMC方法进行了实验对比,显示终端滑模控制器的自适应特性能保证更好的瞬态响应,能有效抑制干扰。验证了所提出的自适应终端滑模控制的鲁棒性、稳定性和有效性。     

一种永磁同步电机无模型超螺旋快速终端滑模控制方法

针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor, IPMSM)由于内部参数变化、外部扰动等各种不确定性因素导致控制性能不佳的问题,提出一种无模型超螺旋快速终端滑模控制方法。首先,建立考虑IPMSM不确定性的新型超局部模型,结合超螺旋算法和快速终端切换函数设计无模型超螺旋快速终端滑模控制器,确保系统状态有限时间收敛,并有效减小抖振。其次,设计扩展滑模扰动观测器精准估计超局部模型中的未知部分,并前馈补偿给设计的控制器,进一步提升系统的抗干扰能力和跟踪性能。最后,通过与PI控制和传统无模型滑模控制进行仿真实验对比,验证了该方法具有更快的收敛速度和更强的鲁棒性。     

基于反演设计的机器人非奇异终端模糊滑模控制

针对带有建模误差和外部干扰的多关节机器人轨迹跟踪问题,根据滑模控制原理,采用非奇异终端滑模面,基于反演设计方法,设计了反演非奇异终端模糊滑模控制。并设计了模糊控制器在线估计不确定性上界值,削弱了抖动。利用李亚普诺夫定理证明了系统的稳定性,仿真结果表明方法的有效性。     

双馈感应电机的自适应终端滑摸控制研究

为了提高双馈感应发电机(DFIG)滑模控制对抖动的抑制能力,增强抗干扰性能,提出一种新的自适应终端滑模控制策略,增益参数根据滑模面的绝对值进行动态调整,通过调节瞬时有功和无功功率,实现涡轮变速控制,保证高质量电力供给。研究了自适应终端滑模控制算法,给出了DFIG动力学模型。新设计的风力发电转换系统的转子侧使用自适应终端滑模控制,网侧使用直接功率控制。与常规SMC方法进行了实验对比,显示终端滑模控制器的自适应特性能保证更好的瞬态响应,能有效抑制干扰。验证了所提出的自适应终端滑模控制的鲁棒性、稳定性和有效性。     

永磁同步电机模糊变阶次分数阶滑模控制研究

分数阶滑模控制在永磁同步电机(PMSM)中的应用得到广泛研究,但目前该类方法中分数阶次大多为常数。为了进一步提高分数阶滑模控制器的全局控制性能,提出一种新的模糊变阶次分数阶滑模控制方法。首先基于PMSM的数学模型设计了变阶次分数阶滑模速度控制器;然后通过分析不同阶次时分数阶滑模控制器的性能,获得了最优阶次的变化规律;最后构建了以速度误差为输入、阶次为输出的模糊推理规则,并设计了模糊变阶次分数阶滑模控制器。仿真结果证明所提方法在控制性能上优于常数阶次分数阶滑模控制方法。     

基于快速非奇异终端滑模的隧道工程车辆轨迹跟踪研究

针对工程车辆轨迹跟踪控制方法中存在的跟踪精度低、响应速度慢、易抖动等问题，提出了一种鲁棒的非奇异快速终端滑模控制方法。首先，建立工程车辆的运动学模型和位姿误差模型。考虑到传统终端滑模存在的奇异性问题，设计了积分型非奇异快速终端滑膜控制器，使系统误差在快速收敛的同时抑制了控制器的抖振。其次考虑到传统趋近律趋近速度慢等问题，基于反步法分别设计了线速度和角速度控制律，并选用fal函数和反双曲正弦函数组合来设计趋近律，提高了系统的稳定性和趋近速度并且削弱了滑模控制的抖振。最后在Matlab软件中和传统的非奇异终端滑模控制器控制效果进行对比实验仿真。实验结果表明，与传统的非奇异终端滑模控制器相比，本文提出的非奇异快速终端滑模控制策略在跟踪精度和不同运动的鲁棒性方面具有明显的优势。     

基于模糊滑模的SRG输出电压脉动抑制

针对开关磁阻发电机输出电压脉动的问题,在分析输出电压脉动的多种原因基础上,设计了模糊滑模控制器。传统滑模控制器具有快速收敛性,并存在抖振问题;加入模糊控制来选取合适的滑模增益,设计的模糊滑模控制器能结合传统的角度控制通过调整导通角来调节输出电压。该控制器相对经典的PID控制可以有效地缩短调节时间,减小了超调量和稳态误差,同时也解决了传统滑模控制存在的抖振问题。最后利用搭建的非线性模型进行仿真,验证了设计的控制器能有效地抑制电压脉动,提高了系统动态性能和电压品质。     

永磁同步电机最优滑模控制

为了减少永磁同步电机调速中的动态误差,提出了一种积分性能最优的滑模控制方法。该方法以滑模控制中的动态误差为性能指标,在此基础上建立最优切换函数,并采用最优控制理论对滑模控制器进行设计。用该方法设计的滑模控制系统,通过滑模面斜率的连续变化,能够加速系统状态变量到达滑模面的过程,极大地提高对参数摄动和外部干扰的鲁棒性。仿真结果表明,该时变滑模面控制方法使系统具有无超调、快速、稳定等优点,提高了系统的鲁棒性。     

Robust nonlinear controller based on control Lyapunov function and terminal sliding mode for buck converter

This paper studies the sliding mode control (SMC) and terminal SMC (TSMC) techniques of output voltage regulation in dc–dc buck converters. In this paper, the conventional terminal sliding manifold (TSM), fast terminal sliding manifold, and adaptive terminal sliding manifold are investigated by using hysteresis‐modulated control. In addition, proportional‐integral‐derivative‐shaped TSM, PI‐shaped TSM, and proportional‐integral‐derivative‐integral‐shaped TSM are proposed in order to overcome the problems of conventional TSMs. Furthermore, a new continuous controller based on control Lyapunov function (CLF), with pre‐settable‐fixed switching frequency, is suggested. CLF‐based controller (CLF‐bC) is also adapted to the discontinuous digital input of the buck converter. In the proposed CLF‐bC, the switching frequency is completely independent and pre‐settable. Stabilization, reference tracking, high performance dynamic response, robustness against parameter uncertainties, and rejection of disturbances (e.g., input voltage changes and load variations) are some advantages of the proposed controllers. Impact of the controllers' parameters on the performance of the system is also summarized. Finite‐time stability of TSMs and proposed CLF‐bC, and the robustness of CLF‐bC against parameter variations and disturbances are mathematically proved. Performance of the proposed Adaptive TSMC (ATSMC), proportional‐integral‐derivative‐TSMC, and CLF‐bC has been verified through matlab simulations and compared with the conventional SMC and TSMC strategies. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

永磁同步电机的模糊滑模控制

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速而精确的位置跟踪控制,在滑模控制策略中引入模糊控制算法,设计了基于模糊规则的滑模控制器。通过理论分析和控制仿真,证实了模糊滑模控制很好地解决了抖振问题,对参数变化和负载扰动具有较强的鲁棒性,永磁同步电机可获得优良的位置跟踪效果。     

带恒功率负载的Boost变换器模糊自适应反步滑模控制

恒功率负载的负阻抗特性易导致DC/DC变换器系统输出电压不稳定。该文针对带恒功率负载的Boost变换器,提出一种模糊自适应反步滑模控制策略。首先应用精确反馈线性化将模型转化为布鲁诺夫斯基标准形式。然后在保证大信号稳定的前提下,将模糊自适应控制方法加入到反步滑模控制器的设计中,根据模糊自适应控制系统实时更新系统增益,利用李雅普诺夫理论证明整个闭环系统的稳定性。最后,仿真和实验结果表明,与传统的双闭环PI控制方法相比,该控制策略具有更好的动态调节性能和更强的鲁棒性。     

机载光电稳定平台模糊滑模自抗扰控制

为提升机载光电稳定平台的视轴稳定精度与鲁棒性，提出了一种模糊非奇异快速终端滑模自抗扰控制策略。首先，采用非奇异快速终端滑模面提升系统状态在滑动阶段的收敛速度。其次，通过设计带模糊校正项的快速幂次趋近律来对抖振进行抑制，模糊逻辑的引入能使控制器参数能根据误差变化自整定，在此基础上，结合线性扩张状态观测器来增强系统的扰动抑制能力。然后，利用Lyapunov方法对系统进行了稳定性分析。最后，在扰动及参数摄动下进行了仿真对比实验，仿真实验结果表明，所提方法相较于另外4种控制算法而言，基于本方法的系统具备更强的鲁棒性。     

桥式起重机水平运动系统的模糊滑模控制

针对桥式起重机水平吊运中的小车定位和负载摆动控制问题,提出了一种模糊滑模控制方法.该方法将摆角动态引入到小车位置滑模面设计中,从而在实现小车定位控制的同时,通过对摆动方程角速度项的补偿确保了负载摆动的稳定性,并进一步采取模糊控制方法对滑模趋近率系数进行调节来消除控制力的抖振现象.理论分析与仿真结果证明了该方法是可行的,...     

感应电机模糊滑模控制器的新型设计方法

针对感应电机定子电阻和转子时间常数受外界因素干扰影响其矢量控制系统稳定性和精确度的问题,提出了一种感应电机模糊滑模矢量控制方法。根据感应电机的模型,设计了滑模速度控制器和转子时间常数观测器。利用模糊控制方法改进了滑模切换函数,从而实现切换函数的连续化实时整定,削弱了符号切换函数的高频抖动效果。仿真和dSPACE实验结果表明,控制系统能够稳定运行,动、静态性能良好,抗参数变化和负载突变能力强。     

永磁同步电机的模糊滑模控制

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速而精确的位置跟踪控制,在滑模控制策略中引入模糊控制算法,设计了基于模糊规则的滑摸控制器。仿真结果显示模糊滑摸控制较好地解决了抖振问题,对参数变化和负载扰动具有很好的鲁棒性,永磁同步电机可获得很好的位置跟踪效果。