基于非线性干扰观测器的风电机组自适应反演滑模控制

为了提高风力发电系统最大功率跟踪控制的工作性能,根据大范围风速波动运行条件的特性,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应反演滑模控制器。针对风力机单质量动态模型中气动转矩不容易获取的特点,利用非线性干扰观测器进行气动转矩的实时估计。基于最佳转速法,设计了一阶滑模控制器和反演滑模控制器。结合不确定项的自适应控制,进一步抑制滑模控制器的输出抖振、平滑转矩输出。通过与传统PI控制和一阶滑模控制的仿真比较,验证了该文所述控制器的正确有效性。     

燃气锅炉主汽压的RBF神经网络滑模控制策略设计

针对燃气锅炉主汽压控制的非线性、干扰大和模型参数易变的特点,常规比例积分微分(PID)控制方法难以取得满意的控制效果.利用滑模控制对系统参数变化和扰动不灵敏的优点,提出一种基于神经网络和滑模控制相结合的主汽压优化控制策略.采用径向基函数(RBF)神经网络调节滑模控制器的切换增益以降低其在平衡点的抖振,并通过在系统中设计干扰观测器实现对扰动的补偿.结果表明:与常规滑模控制和常规PID控制相比,不同工况下本文提出的控制策略超调量最多减少6.62％,调节时间最多减少57.45 s,且系统抖振小,跟随性能、抗干扰能力和鲁棒性能良好;工程实例表明,采用所提控制策略后,系统抖振比常规滑模控制降低33％,主汽压波动范围在-0.04～0.1 MPa,控制系统抗干扰能力得到显著提高.     

带负载观测的感应电机动态分数阶滑模控制

为提高感应电机矢量控制性能,根据积分滑模控制和分数阶微积分理论,提出动态分数阶滑模控制方法。针对负载扰动问题,设计负载转矩滑模观测器,将负载观测值反馈到动态分数阶滑模控制中。通过Lyapunov定理证明所设计的控制器和观测器的稳定性和收敛性。仿真实验表明:负载观测器能准确观测负载转矩,带负载观测的动态分数阶滑模控制具较好的动态性能,对负载扰动有较强的鲁棒性,并有效抑制了滑模控制的抖振。     

无速度传感器DFIG最大风能捕获Backstepping终端滑模控制

以双馈风力发电机(DFIG)为研究对象,将两相同步旋转坐标系下的转子磁链定向数学模型看作两个子系统,分别设计Backstepping终端滑模控制器,实现最大风能捕获。设计一种基于非奇异终端滑模的DFIG转速和磁链观测器,采用高阶终端滑模面有效抑制抖振。仿真结果表明所设计的观测器和控制器均具有强鲁棒性,能实现无静差跟踪,系统响应快,稳态精度高。     

基于改进滑模观测器的永磁风力发电机无传感器控制策略

为了获得准确的发电机转速和转子位置信息,提高无机械传感器永磁风力发电机系统驱动性能,针对传统滑模观测器高频抖振与谐波误差问题,采用Sigmiod函数代替不连续符号函数的方法,建立一种基于改进滑模观测器的永磁风力发电机无传感器控制模型,并依据噪声消除原理,提出一种自适应陷波滤波器结合正交锁相环的方法。该方法能自适应补偿估计电动势中的谐波,消除相应的位置估计误差;根据所估计的位置信息,利用最小均方算法,对自适应陷波滤波器的谐波系数进行连续自整定。最后,利用1.2 MW永磁风力发电系统进行仿真,结果表明,所提方法不仅能有效抑制系统抖振与谐波,而且能提高转子位置与转速动态跟踪精度,保证观测器鲁棒性。     

比例积分型线性超螺旋算法滑模观测器的感应电机无传感器控制

在无速度传感器感应电机调速系统中,针对滑模观测器存在滑模抖振与观测精度间的平衡问题,设计一种强鲁棒性的比例积分型线性超螺旋算法滑模观测器。首先,利用李雅普诺夫理论证明线性超螺旋算法的稳定性。然后,通过设计转子磁链观测器的中间变量,建立基于定子电流误差项的比例积分滑模面,构造出新的滑模磁链观测器。仿真与实验表明,该观测器有效抑制了滑模抖振,提升了电机的磁链观测与抗扰动能力,在电机运行时有较高的观测精度,提高了系统的动稳态性能。     

垂直轴永磁同步风力发电机侧整流器的终端滑模控制

滑模控制在提高滑模面速度时会有较大抖振。文章设计了一种新型滑模控制器,该滑模控制器不需要微分估计器及额外的滤波装置,就可抑制系统的抖振。结合矢量控制技术,采用文章方法分别设计永磁同步发电系统的速度外环和电流内环的滑模控制器,保证转速和电流在有限时间内跟踪相应的给定参考,实现最大风能捕获。仿真结果表明:与PI控制器和线性滑模控制器相比较,该控制策略实现风力发电机侧的最大风能捕获的同时,提高了系统的动静态性能。     

Study on the control strategy for a boost converter used in hybrid energy storage system of electric vehicles

升压型直流变换器采用滑模变结构控制策略存在收敛速度较慢、抖振剧烈等导致的动态响应品质差问题。本文提出一种双幂次滑模趋近滞环控制策略,在电流跟踪误差估计值的基础上定义滑模面以实现电流跟踪控制,依据系统的未知扰动和负载变化建立自适应状态观测器,结合李雅普诺夫函数设计自适应律,并计算自适应占空比。提出一种双幂次趋近律,根据系统不同趋近过程的特点制定参数选择标准,对系统的动态响应品质进行目的性调节,并设计滑模滞环控制器以削弱由符号函数项所引起的抖振。对以上方法进行了仿真验证,结果显示可有效改善系统的动态特性和电流控制鲁棒性。     

三相PWM整流器高阶积分端末滑模控制策略

针对目前三相PWM整流器中PID控制器控制精度不高、鲁棒性较差,且传统积分滑模控制器滑模面抖振现象仍较大等问题,提出了一种三相PWM整流器电流内环高阶积分端末滑模控制策略。该控制策略结合了积分滑模面和端末滑模面,形成一种积分端末滑模面,从而获得有限的收敛时间,降低了稳态误差。并通过结合高阶滑模控制思想和传统P控制策略,提出一种高阶滑模趋近率,使得开关函数出现在控制量高阶方程中,有效降低了滑模面的抖振现象。最后,通过仿真试验证明了该策略的正确性和可行性。     

基于ISTSMC和改进EKFSMO的PMSM无传感器矢量控制

在采用内环矢量控制(Field orientation control,FOC)和外环经典比例积分(Proportional integral,PI)控制的永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)驱动系统中,容易出现外部扰动检测精度低、抖振、速度环超调大等不确定性缺陷。为了解决PI控制的抖振缺点,提高系统抗干扰性,提出了一种积分超螺旋滑模控制(Integral super twisting sliding mode controller,ISTSMC)。为了实现无位置传感器控制以及电机转速与位置的在线估计,采用基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalmanfilter,EKF)的滑模观测器,并且设计了一种分段正弦型函数代替传统的基于sgn函数的滑模观测器降低抖振现象。在Matlab/Simulink仿真下,分析了该系统在各种故障扰动、反转运行和负载扰动下的速度响应和检测精度能力。结果证明了所提系统的可行性以及优越的动态性能。