同步发电机混沌振荡的模糊滑模变结构控制

为消除周期性扰动下同步发电机中的混沌振荡,使系统输出跟踪给定信号,采用模糊滑模变结构控制方法,设计混沌控制器.采用指数趋近律方法,设计切换控制律,使系统能克服扰动影响,快速到达切换面;在滑动模态,采用模糊控制规则,抑制控制中的高频抖振.仿真结果显示:加入传统滑模变结构控制器后,大约需要12.5 s,系统跟踪上给定信号,在渐近跟踪过程中,控制中出现高频振荡;加入模糊滑模变结构控制器后,在1 s内,系统跟踪上给定信号,在渐近跟踪过程中,控制中无振荡现象.     

基于自适应全局滑模的电力系统混沌振荡控制

对电力系统的二阶模型进行了混沌振荡的动力学行为分析,包括时域波形图、相图的分析。把全局滑模控制与自适应控制结合起来,设计了自适应全局滑模控制器来抑制该二阶电力系统的混沌振荡。设计的控制器克服了滑模控制需要知道系统扰动上界的缺点,同时保留了滑模控制具有良好的鲁棒性的优点。在控制器中,采用了两种不同的自适应率来对系统的扰动进行估计,并对这两种不同的自适应率在控制效果上进行了比较。仿真结果验证了控制器的有效性和良好的鲁棒性。     

电力系统混沌振荡的模糊趋近律滑模控制

在周期扰动条件下,电力系统可能出现混沌振荡现象。对电力系统二阶模型混沌振荡特征进行分析并提出一种模糊滑模控制方法,利用模糊控制对常规滑模控制趋近率参数进行调节,以此抑制滑模控制导致的高频抖振。利用Lyapunov稳定性理论证明了电力系统在控制作用下的稳定性。仿真结果证实了能有效控制系统的混沌振荡并减轻抖振程度。     

同步发电机光控励磁系统模糊控制

自适应调整的模糊控制(Fuzzy Control)应用于同步发电机励磁控制系统,在控制过程中能根据发电机状态瞬时值实时在线修改.调整因子可以调整控制规则.     

同步磁阻电机混沌系统的自适应滑模控制

针对同步磁阻电机系统在特定条件下出现的混沌现象,提出一种自适应滑模控制方法,构建了同步磁阻电动机混沌系统模型.在此基础上,设计了同步磁阻电机混沌系统的自适应滑模控制器,并运用MATLAB仿真对该控制方法进行了验证.结果表明,该控制方法具有良好的稳定性、准确性与快速性.     

基于同步思想的电力系统混沌滑模变结构控制

研究了较大周期性扰动下电力系统的分岔与混沌行为。借鉴混沌同步思想,设计了滑模变结构控制器,将混沌振荡系统同步到稳定的系统,实现混沌振荡抑制。给出了控制器推导方法,采用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。运用Matlab进行数值仿真,结果表明所设计的控制器是有效的,能达到预期效果。     

基于全局滑模时滞的电力系统混沌振荡控制

电力系统易受扰动影响,在一定扰动条件下会进入混沌状态。通过分岔图和李雅普诺夫指数谱分析了扰动Pe与Pk单独作用与共同作用时对电力系统的影响,当Pe与Pk单独作用时,系统状态均随着扰动的增加由周期态过渡到混沌态,当Pe与Pk共同作用时,系统状态均随着扰动的增加由混沌态过渡到周期态再过渡到混沌态。设计了一种全局滑模时滞控制策略,时滞控制采用延时反馈环节,即误差信号中采用上个采样周期的采样值与此时的采样值来对不确定系统项与扰动项进行估计,但由于延时环节存在时滞误差,导致系统收敛速度较慢且扰动抑制能力较差。为此,将时滞控制与全局滑模控制相结合,并设计具有快速收敛特性的时滞补偿项,提高系统收敛速度与抗扰动能力,并且可以抑制上界未知的外部扰动。仿真结果表明,相较于时滞控制,所设计的全局滑模时滞控制收敛速度更快,超调量更小,在系统遭受周期扰动与阶跃扰动时仍能保证收敛。     

基于矩阵不等式的电力系统混沌振荡鲁棒模糊控制研究∗*

互联电力系统正常工作时因增减负荷等引起的混沌振荡是危害电力系统安全稳定运行的重要因素.通过系统相图以及转子角度和角频率的时域状态轨迹图揭露了二阶电力系统混沌振荡的特性.采用 T-S模糊方法对二阶电力系统进行模糊建模,并进一步基于 Lyapunov稳定性定理,设计了相应的鲁棒模糊控制器.施加控制后,系统的混沌 振荡得到有效抑制,转子角度和角频率在经过短暂的超调和衰减过程后恢复到稳定状态,仿真计算结果表明所设计的控制器具有良好的鲁棒性.研究结果可为保障互联电力系统的安全稳定运行提供理论指导.     

虚拟同步发电机次同步振荡抑制策略

针对串补电网条件下虚拟同步发电机(VSG)的次同步振荡问题,建立了包含无功环的VSG序阻抗模型,并基于阻抗比稳定性判据分析了振荡机理.最后,采用一种虚拟电阻方法提高了串补电网下VSG的稳定性.实验结果验证了理论分析及所提方法的正确性.     

微网虚拟同步发电机下的自适应滑模控制策略

虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)通常用作微网逆变器中各种分布式电源的接口,以便使系统具有更大的惯性。负荷中的不平衡和非线性负载会对逆变器输出电压造成的影响。为此,设计了一种电压自适应滑模控制器。以VSG作为基础控制器,然后根据系统在αβ坐标系下的方程,将系统的负载电流作为扰动,设计自适应扰动补偿,使系统能在保持稳定的条件下,减少输出电压的抖振。最后,对控制策略进行仿真,结果验证了控制策略在电压不平衡与谐波抑制方面的有效性与鲁棒性,提高了微网逆变器输出电压的电能质量,减少了并联逆变器之间的环流。     

Buck变换器的积分重构滑模控制

针对常见的滑模控制方案应用于DC／DC开关变换器中存在的问题,将基于积分重构的滑模控制方案用于连续导电模式下的Buck变换器输出电压校正,该方法只需反馈输出电压和开关位置,省略测量电感电流。给出了采用积分重构建立的滑模切换面的滑模存在区域和相平面上吸引区,通过基于平衡点的线性化小信号稳定性分析得到局部渐近稳定的充分条件。仿真和实验结果表明,此方法具有良好的启动性能和动态特性以及对负载大幅度突变具有稳定鲁棒性。     

交流伺服系统的积分模糊滑模控制

针对交流伺服系统，提出一种积分模糊控制方法，把模数控制和滑模型控制有机结合起来，并且引入积分环节，使系统不仅具有很强的鲁棒性和良好的控制性能，而且完全消除了滑模控制的高频库动现象。仿真研究结果表明了这一方法的有效性。     

永磁同步电机新型趋近律滑模控制策略

为了提高永磁同步电机(PMSM)调速系统的动态性能,提出一种新型趋近律滑模控制策略。所提出的新型趋近律在幂次趋近律的基础上加入指数项,并且在幂次项指数中引入系统状态变量使幂次项指数与系统状态关联,解决幂次趋近律在远离滑模面时趋近速度慢的问题,同时使系统能平滑进入滑模面。然后,基于扩张状态观测器观测系统负载扰动,并将观测值前馈补偿至滑模控制器,降低负载扰动对系统的影响,提高系统的鲁棒性。仿真与实验结果表明,所提出的新型趋近律滑模控制策略能够有效地提高系统的动态性和鲁棒性。     

基于无源性的同步电机自适应滑模控制方法

利用本质上是非线性反馈的无源性控制(PBC)策略,实现同步电机的全局稳定和转矩、转速跟踪控制.建立了同步电机的Euler-Lagrange模型;在此基础上利用无源性滑模控制方法构建转矩、转速动态跟踪控制器,在非线性负载时变未知情形下,实现了转子磁链、转速的期望轨迹渐近跟踪;针对实际运行时同步电机参数具有不确定性的问题,...     

永磁同步电动机的无抖振滑模控制系统设计

针对永磁同步电动机位置伺服系统,基于同步旋转坐标系下永磁同步电动机精确的数学模型,利用矢量控制技术,设计了位置/电流双闭环解耦控制结构,以实现转矩线性化控制,简化控制器设计.结合高阶滑模和非奇异终端滑模的控制思想,利用鲁棒微分估计器技术,分别提出了位置环和电流环的高阶非奇异终端滑模控制方案,在保证控制系统全局非奇异和稳定性情况下,可消除控制信号的高频抖振,提高系统的动态响应速度和控制精度,实现系统强无抖振的滑模控制.提出一种自适应负载转矩估计方法,解决了未知负载扰动系统的鲁棒控制问题.仿真结果证明所提控制方法的有效性和可行性.     

坦克炮控系统自适应模糊滑模控制方法

针对坦克炮控系统这一类非线性和不确定性的复杂对象控制问题,提出一种自适应模糊滑模控制方法.采用滑模控制与模糊逻辑相结合的方法,滑模开关函数的绝对值作为输入组成一维模糊逻辑推理器,它的输出用以在线调整一维模糊控制器的输出增益,依据Lyapunov稳定定理获得最终的控制量.系统中的滑模控制器保证了系统的快速跟踪性能;而模糊控制器抑制了闭环系统的各种扰动,在不牺牲系统鲁棒性的同时达到削弱抖振的目的.从理论上证明了系统的稳定性,并且通过仿真验证了该结果.仿真结果表明,该设计方法大大优于经典设计,而且结构简单,易于设计,为炮控系统实际设计提供了一种可行的方法.     

Rotor oscillation damping of a stepping motor by sliding mode control

Stepping motors are used mainly in OA and FA systems due to the merits of their digital driving behavior using switching devices. They are driven by closed‐loop control in systems where special performance such as prevention of out‐of‐synchronism or a high‐speed drive is required. It is well known that rotor oscillation is one of the principal problems in the switched drive of a stepping motor, and nowadays several methods for damping this oscillation have been suggested in which the switching sequence is changed in some manner. In such methods, the excitation time of the stator windings must be tuned appropriately, or the effect of damping is insufficient and oscillation may be even amplified in some circumstances. To resolve this problem, adaptive methods for tuning of the excitation time have been developed. However, they suffer the disadvantage that they require a tuning period for the excitation time to attain the optimal value at the beginning of control or when the machine parameters are varied by changing the driving condition. The authors have developed a new method for rotor oscillation damping of a stepping motor in a closed‐loop system. It is based on a sliding mode control technique and is designed to be robust to variation of rotor inertia which significantly affects the oscillatory characteristic. In this method, a lower‐order dynamical model, obtained by reaching a sliding mode where the angle‐torque characteristic of the motor is bound to a certain linear function, is made non‐oscillatory by pole assignment over a certain region of varying rotor inertia. Applying this method to an experimental system, rotor oscillation is damped excellently in the cases of single‐step and low‐speed multi‐step drive. On the other hand, it is shown deceleration is needed near the last step in the case of a high‐speed drive. © 1998 Scripta Technica, Electr Eng Jpn, 126(1): 42–51, 1999     

自适应补偿器永磁同步电机积分型连续滑模控制

考虑参数不确定、齿槽转矩、谐波反电动势及电压源逆变器非线性畸变等非理想因素,为提高永磁同步电机驱动系统对参数不确定及非线性扰动下的鲁棒性、高动态特性,提出一种带自适应扰动补测器的积分型连续滑模控制策略。连续滑模控制器无抖振且保证了闭环系统在参数不确定和扰动下的有界。滑模面上的自适应扰动补偿器一方面降低了滑模控制器增益,另一方面保证了系统渐进收敛。最后,通过仿真分析验证了所提控制策略的有效性和优越性。