基于自抗扰控制的永磁同步电机调速系统的研究

永磁同步电机(Permanent Magnetic Synchronous Motor, PMSM)因结构简单、尺寸灵活多样、效率高、可靠性强、易于控制等优点,已在航空航天、武器随动系统、船舶动力定位等领域广泛应用。自抗扰控制作为一种新型的非线性控制技术,可以有效克服PID控制在复杂、高效控制领域的缺点。设计一种自抗扰控制器取代速度、电流环的PI控制器,在MATLAB/Simulink中搭建系统模型。仿真结果表明,运用自抗扰控制可以有效解决超调与抗扰问题,提高控制性能。     

基于离散控制的光伏并网系统自抗扰控制器设计

针对光伏发电系统中存在的未知扰动,本文提出了基于离散化的线性自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller,ADRC)设计方法,并将其应用于非隔离型并网光伏发电系统中。首先,分析了非隔离型光伏并网发电系统的工作原理和扰动来源;其次,采用离散型自抗扰控制算法的数学模型分析各个参数对系统的影响作用;第三,将离散型自抗扰控制算法应用在非隔离型光伏并网发电系统中,以抑制发电系统中的不确定性扰动;最后,在MATLAB/Simulink搭建仿真模型,验证所提控制策略的真实性和有效性。仿真结果表明:基于离散化的线性自抗扰控制策略能够抑制非隔离型光伏并网发电系统中的扰动,提高并网电流的质量。     

针对多变量抗扰的改进分散控制器设计

提出了一种改进的分散控制器结构来加强多变量系统的抗扰性能。首先,基于相对标准增益矩阵得到一个最佳的回路配对,然后用相对干扰增益确定耦合作用对哪些回路的干扰抑制有积极作用,最后用一个指标确定需要增加哪些控制器来抵消不利于抗扰的耦合作用。确定控制器结构以后,用等效传递函数设计控制器。2个仿真实例证明,本方法对于提高多变量系统抗扰性能是有效的。     

自抗扰控制器的建模与仿真分析

为提高自抗扰控制器仿真工作效率,解决程序建模的难度及耗费时间的问题,通过对自抗扰控制器结构及控制原理进行研究,以跟踪微分器建模为例,引入最速控制综合函数,利用Matlab中的Simulink模块对跟踪微分器进行建模、封装并建立自定义库,进行实验分析研究。结果表明:采用Simulink模块搭建的系统模型,能够很好地跟踪输入信号的同时还便于调节参数,可以直观地观察仿真结果并进行参数综合调整以达到最优控制效果。利用此方法对自抗扰控制器的各控制部分进行建模并建立自定义库,能够提高仿真实验的效率,其操作效果要优于利用建立函数文件的方法。     

灭火机器人火源追踪抗扰算法研究和应用

为实现灭火机器人利用热成像仪对火灾热源快速跟踪，对二维云台进行了水平回转和垂向俯仰方向的动力学建模，采用自抗扰控制器进行了跟踪控制仿真实验并对控制器进行了参数整定。在仿真实验基础上，对云台追踪系统进行了传统PID和ADRC自抗扰算法的实物对比验证。实验结果表明，所研发的自动追踪抗扰算法具备超调量小、调节时间短和抗扰动性能强等优势，为提高灭火器人定点灭火功能提供依据。     

带双模态控制器的异步电机矢量控制

针对比例积分控制抗干扰性差和模糊滑模变结构控制存在模态抖动的问题,采用双模态控制器对异步电机矢量控制系统的转速进行控制,设计了模糊滑模变结构控制器。将模糊滑模变结构控制器与比例积分控制器相结合,得到双模态控制器并给出其阈值选取原则。仿真结果表明:该方法不仅提高了系统的抗负载干扰性,而且基本消除了模态抖动,验证了双模态控制在异步电机矢量控制系统中的可行性。     

水泥分解炉温可拓智能控制策略

针对新型干法水泥生产过程中,分解炉出口气体温度的控制,提出了一种基于可拓学理论的智能控制策略。仿真结果表明相比传统的PID控制策略和模糊控制,该控制策略有响应速度快、控制准确、抗扰性能好、鲁棒性强的优势,有广泛的应用前景。     

基于自抗扰控制技术的电子节气门控制

为解决传统线性控制器无法满足汽车电子节气门控制要求的问题,利用自抗扰控制技术进行了电子节气门非线性控制器研究。首先根据博世公司的电子节气门性能指标,给出了参考过渡过程和采样时间的选取准则;然后通过将建模误差等不确定性看作加性外部扰动,利用扩张状态观测器实时估计出作用于系统的扰动总和,并给予补偿。仿真表明,基于自抗扰控制技术的控制方法能够很好地实现电子节气门的快速跟踪控制,而且具有较强的鲁棒性。     

基于RBF网络逆辨识的LF炉电极系统控制策略

针对LF炉电极控制系统存在的非线性、模型不确定性、多输入多输出耦合的现象,通过可逆性分析,构造了网络辨识的逆模型;由于三相电极电流存在强耦合,因此通过逆控制器将其解耦成三个相互独立的伪线性控制回路。通过实验仿真,结果表明该控制策略对电弧炉电极的解耦性能、跟踪性能和抗干扰能力起到较好的作用,能达到预期的效果。     

线性ADRC在永磁同步电机DTC系统的应用研究

永磁同步电机直接转矩控制系统中存在定子磁链和电磁转矩脉动较大问题,为此将采用线性自抗扰技术中的扩张状态观测器对定子磁链和转速进行估计,提高观测精度并实现控制系统的稳定运行.将线性自抗扰控制器(LADRC,Linear Active Disturbance Rejection Controller)取代PI调节器用于速度环调节,以提高系统的抗干扰性.将基于超螺旋算法的滑模控制器(STSM,Super-twisting Sliding Mode)代替传统的开关表和滞环比较器,使功率器件开关频率恒定,减少系统的磁链和转矩的脉动.仿真结果表明,设计的调速系统与传统的直接转矩控制系统相比,具有更优的动态性能、稳态精度和抗干扰能力.