四轮轮毂电动汽车航向跟踪自抗扰控制

设计了一种用于四轮轮毂电动汽车航向跟踪的高性能控制策略,采用双层控制结构,包括直接横摆力矩制定层和转矩分配层.在直接横摆力矩制定层,分析了汽车航向的动态模型,并通过数学变换,创新性地设计了两个串联起来的自抗扰控制器,计算出了跟踪设定航向角所需的附加横摆力矩;在转矩分配层,设计了转矩分配算法.通过Matlab/Simulink仿真验证了所设计控制策略的有效性.     

基于转矩分配的电动汽车横摆稳定性控制

四轮驱动电动汽车在行驶过程中,行驶姿态与轨迹仅靠差速控制难以准确跟踪司机指令,路面变化及轮胎非线性会使汽车出现过大摆动、侧滑、过度或不足转向等不稳定问题。针对可能出现的问题,分析了横摆角速度与车辆稳定性的表征关系,提出了基于转矩分配的直接横摆控制策略,轮毂电机均采用直接转矩控制（DTC）,实现高动态牵引,并在稳定性分析...     

基于自抗扰控制的载人潜水器动力定位仿真研究

针对载人潜水器(MSV)在不确定海洋环境中的动力定位问题,提出了一种线性扩张状态观测器与离散二阶系统最速反馈控制律相结合的线性自抗扰控制(LADRC)方案;先根据动力学原理,建立了带海流干扰的载人潜水器六自由度运动模型,然后再引入虚拟控制量,对模型进行了部分解耦,最后运用MATLAB软件,针对某载人潜水器进行了四自由度动力定位系统仿真实验,结果表明,使用该方法能快速且有效地抵御强海流干扰,满足了载人潜水器高精度悬停定位的要求。     

四旋翼无人机时延模糊自抗扰容错控制

针对四旋翼无人机系统执行器故障问题,为改善飞行控制系统性能,提出一种时延模糊自抗扰容错控制。首先,根据四旋翼无人机系统非线性数学模型和执行器故障模型,选择模糊自抗扰控制器作为基准控制器,在未发生执行器故障的情况下,使飞行控制系统保持稳定;其次,在发生执行器故障的情况下,利用时延控制技术估计故障信息,并与模糊自抗扰控制相结合,实现容错控制;最后,对所研究的容错控制算法进行数值仿真分析,仿真结果表明:把时延控制与模糊自抗扰控制相结合,能有效调节执行器故障,使飞行控制系统对故障产生的干扰具有良好的鲁棒性。     

四旋翼飞行器的自抗扰飞行控制方法

针对四旋翼飞行器参数不确定性和外部干扰敏感的问题,本文提出一种基于自抗扰控制器的控制系统设计方法.在为期望姿态和高度安排过渡过程的基础上,设计了扩张状态观测器对内扰和外扰进行估计并实时补偿,能够很好地克服飞行器的强耦合性、模型不确定性以及风速变化等外部干扰问题.此外本文还设计了非线性状态误差反馈控制律来有效抑制跟踪误差.在仿真平台上对自抗扰控制系统进行稳定控制、姿态跟踪、高度控制、抗扰性及鲁棒性实验,并与串级PID控制系统进行定量对比分析.仿真结果表明,本文所设计的自抗扰控制器不仅能够很好地估计并补偿系统所受内外部干扰,而且对四旋翼飞行器参数的不确定性具有较强的鲁棒性,能够满足飞行器姿态调节快速和高稳定度的控制要求,性能指标明显优于串级PID控制器.     

四旋翼飞行器的自抗扰控制方法研究

为了检验自抗扰控制方法是否可以应用在四旋翼飞行器飞行控制系统。介绍了自抗扰控制器的原理以及基本组成。针对四旋翼飞行器低速飞行或悬停状态,提出了一种基于自抗扰控制器的控制系统设计方法并在仿真平台上进行稳定控制、高度控制实验,以及与PID控制系统进行对比分析实验。仿真结果表明：基于自抗扰的四旋翼飞行器控制系统具有较好的动态品质、稳态精度以及较强的鲁棒性,本文所设计自抗扰控制器可应用在四旋翼飞行控制系统。     

主动变形四旋翼自抗扰飞行控制方法

为了获得更好的环境适应性,研究设计了一种主动变形四旋翼飞行器.飞行器的变形主要分为两种:机臂伸缩和折叠.为抑制系统所受内外扰动影响,设计了基于自抗扰控制(ADRC)技术的飞行控制器.首先对主动变形四旋翼结构进行设计,使用牛顿欧拉法建立风扰下系统动力学模型,然后分析阵风对系统影响以及动态变形时重心位置、惯性张量等参数的变化,接着将主动变形四旋翼系统解耦成6个SISO系统的组合并设计位姿自抗扰控制器,最后分别利用扩张状态观测器和非线性状态误差反馈律对系统所受扰动进行观测和补偿.仿真结果表明,本文所设计的基于ADRC飞行控制器的主动变形四旋翼具有优秀的位姿控制能力,在飞行过程中可以良好地进行变形,能够有效地观测变形的扰动和紊流风扰,具有较强的稳定性和抗扰性,同时对系统部分动力失效故障有较强的鲁棒性.     

四旋翼飞行器飞行姿态的自抗扰控制研究

四旋翼飞行器具有四个对称分布的螺旋桨,其在军事、国防、民用等领域都有着巨大的潜在应用前景。但同时因该系统的欠驱动、非线性等特性,故实现对其的稳定控制存在一定的难度。本文对于四旋翼飞行器的姿态控制问题,根据牛顿第二定律和欧拉方程建立了它的数学模型。并利用自抗扰技术对所建立的模型进行了研究,分别通过对偏航、俯仰、滚转三个角度的控制设计控制器以实现姿态控制,最后通过仿真实验验证了控制器的有效性。     

单轮电机失效时四轮轮毂电动汽车各驱动模式转向特性研究

文章在对轮胎侧偏特性和轮胎力研究的基础上,提出了四轮轮毂电动汽车四种驱动模式的转向力矩分配问题;通过数学分析,将此问题转化为一个有约束条件的最优化求解问题,接着使用MATLAB优化工具箱,并采用有效集算法对此优化问题进行求解,最终解决了单轮电机失效时四种驱动模式的选择问题,为改善单轮电机失效时四轮轮毂电动汽车的转向特性,防止车辆侧滑失稳提供了理论依据;最后采用汽车动力学仿真软件TESIS DYNAware对所提理论的正确性进行了仿真验证。     

四旋翼无人机的自抗扰控制研究

四旋翼无人机的未建模动态、内扰和外扰,会对飞行控制产生影响,使控制复杂度增加。为提高控制系统的动态性能和鲁棒性,提出基于自抗扰的四旋翼无人机控制方案。先用扩张状态观测器对未知干扰进行观测,然后利用非线性反馈控制律进行补偿,简化了复杂的控制过程。本研究完成了飞行试验,飞行试验表明,基于自抗扰控制器的控制系统对系统的未建模动态具有较好的控制效果,对内扰和外扰有较强的抑制能力。表明该控制系统具有较好的适应性、鲁棒性和动态性能。     

电机驱动驻车系统的非线性自抗扰控制

电机是电动汽车的动力源,能快速启动,并通过矢量控制技术精确控制输出转矩.本文针对电动汽车电子驻车系统制动问题,提出了一种采用自抗扰控制技术驱动电机实现驻车制动的有效方法.为此分析了车辆在坡道上的纵向运动学模型,结合电机数学模型和整车模型,设计了电动汽车电子驻车非线性自抗扰控制器,并搭建了闭环仿真模型.仿真结果表明,自抗扰控制系统响应性能明显优于PID控制,最后通过实验,验证所设计的控制方案对驻车过程内外扰动具有较强的鲁棒性,能够实现驻车过程快速有效制动.     

基于自抗扰控制技术的发电机励磁控制系统

采用合理的发电机励磁控制方案对改善电力系统小扰动及大扰动稳定性有着重要的作用。介绍了自抗扰控制器的原理;分析了传统的PID励磁控制器无法实用的原因;针对其固有的缺陷,提出了一种基于自抗扰控制技术的新型励磁控制策略,并分析了其动态性能较PID控制器优异的原因。仿真结果表明,所提出的励磁控制策略能快速抑制发电机端电压的大幅振荡,有效地改善系统的动态品质,提高系统的稳定水平。     

基于自抗扰技术的四旋翼飞行器视觉伺服控制器设计

基于自抗扰控制技术的四旋翼飞行器视觉伺服控制器克服了惯性传感器无法获取位置信息的缺点,提高了飞行器的灵活性,能够胜任更复杂的任务;文章主要针对基于四旋翼无人飞行器的视觉伺服控制技术问题展开相关研究;选用基于HSV颜色空间的颜色特征提取的方法实现目标跟踪,再通过三角形法则确定飞行器与目标在世界坐标下的相对位置,最后引入自抗扰控制技术设计了水平位置控制器与姿态控制器;通过实验结果分析,文章设计的飞行器视觉伺服控制器可以准确地跟踪目标并实施高精度定位,并且控制系统鲁棒性强,跟踪误差小,能够有效地完成视觉伺服控制任务。     

基于线性自抗扰控制技术的四旋翼无人机控制系统

针对四旋翼无人机飞行控制系统存在非线性、强耦合、欠驱动和对扰动敏感等问题,设计了串级控制系统.在该控制系统中,外环位置环采用线性自抗扰控制器(ADRC),内环姿态环采用一种改进的线性自抗扰控制器.在位置和姿态控制中,将所设计的控制器与线性自抗扰控制器和PID控制器做仿真分析对比.仿真结果表明:在一定外部干扰下,所设计的...     

滑模控制和自抗扰控制的研究进展

本文概括了滑模控制和自抗扰控制的研究进展,进一步给出了复合控制的思想.滑模控制和自抗扰控制都有它们各自的优点,但是也都有它们各自的局限,例如:滑模控制中的抖振问题和自抗扰控制中的估计能力受限问题.复合控制结合了滑模控制和自抗扰控制的优点,并能提高闭环系统的性能.     

车辆加速度自抗扰控制

高性能的加速度控制是先进车辆动力学和主动安全系统的一项关键技术,其实现的难点在于车辆加速度系统存在有强非线性和不确定性,本文为此提出一种基于自抗扰控制（ADRC）的车辆加速度控制新方法.首先建立车辆纵向运动动力学模型,设计面向加速度控制的发动机–制动器间的协调策略.然后分别导出发动机–车辆加速度、制动器–车辆加速度两个动力学子系统的仿射模型,使用线性离散算法设计车辆加速度自抗扰控制器.最后进行仿真,结果表明自抗扰控制方法能够实现快速、高精度的车辆加速度控制.     

三相电压型PWM整流器自抗扰控制

针对三相电压型PWM整流器本身的非线性特点,提出一种非线性控制策略.采用自抗扰控制技术设计了电压和电流控制器,具有鲁棒性强的特点.通过电压控制器对负载扰动进行补偿,消除了负载扰动带来的输出直流电压稳态跟踪误差.三相电压型PWM整流器的开关信号利用空间矢量脉宽调制方法生成.仿真结果表明,本文所提控制策略是有效的     

具有输入死区与扰动的四旋翼无人机自抗扰控制

研究了具有输入死区与扰动的四旋翼无人机的姿态控制问题。由于输入死区普遍存在于四旋翼无人机的执行机构,并且易受到扰动的影响。针对具有输入死区与扰动的四旋翼无人机系统,设计基于自抗扰的动态面控制器。采用自抗扰控制算法设计扩张状态观测器估计系统的总扰动,采用动态面方法设计控制律。所设计的控制器使四旋翼无人机实现对期望姿态角跟踪。仿真结果验证了该方案的有效性。     

无人直升机航向自抗扰控制

针对无人直升机系统航向通道扰动大等问题,本文设计了一种自抗扰控制算法来实现其高性能控制.首先分析了航向通道的动态模型,并通过数学变换,将其转化为一类二阶系统;在此基础上,本文设计了适用于无人机航向通道的自抗扰控制策略,它由跟踪微分器、扩展状态观测器、控制器3个环节构成.本文对所设计的自抗扰控制策略进行了仿真和实验测试,并与常见的串级控制方法进行了对比分析.仿真与实验结果表明:这种自抗扰控制策略具有对扰动抑制能力强、控制精度高等优点,其控制性能明显优于常规的串级比例–积分–微分控制方法.