基于复合积分滑模的永磁同步电机硬件在环位置控制

为了提高永磁同步电机位置控制系统在启动阶段位置响应的快速性以及负载扰动时位置响应的鲁棒性,基于分数阶微积分理论,引入状态变量的分数阶积分项,提出一种非线性复合积分滑模面,设计了相应的复合积分滑模控制器,并通过Lyapunov 定理证明其稳定性。采用线性二次型调节器方法设计了控制器的参数,并在基于SIMULINK/QuaRC的PMSM硬件在环实时控制系统中,对所提控制算法做了性能测试与对比试验。实验结果表明,所提方法在位置响应的快速性以及对负载扰动的抑制能力方面,优于传统整数阶积分滑模控制方法。     

基于积分滑模控制的单Buck逆变器

针对单Buck逆变器提出了一种新颖的积分滑模控制策略。给出了单Buck逆变器的三阶动态模型,并详细阐述了三阶系统积分滑模控制器的设计思路,最后进行了实验验证。实验结果表明采用积分滑模控制,逆变器具有较小稳态终值误差、强鲁棒性和良好动态性能。     

Buck变换器的电压电流双闭环终端滑模控制

针对传统单闭环线性滑模控制Buck变换器中存在的响应速度慢、稳态精确度低等问题,提出一种电容电压/电感电流双闭环终端滑模控制方法。考虑负载电阻未知情况,设计负载估计器,限制负载电流在额定范围内以实现过流保护;基于基尔霍夫定律建立Buck变换器在开关导通和关断两种情况下的统一微分方程模型。针对外环电容电压环和内环电感电流环,分别设计终端滑模控制器和线性滑模控制器以满足其不同的控制性能要求,实现电容和电感非线性器件的瞬态性能控制,并在有限时间内输出期望的直流电压。基于滑模存在条件,推导出保证Buck变换器在开关导通和关断两种情况下的统一稳定条件。与传统单闭环线性滑模控制方法的仿真对比证明所提控制方法的有效性和可行性。     

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。     

基于双三相PMSM车载充电器的双环滑模控制

为了提高车载充电器动静态性能,以双三相PMSM集成车载充电器模型为研究对象,设计了一种采用积分趋近律的电压电流双环滑模控制策略.该控制策略中电压环快速跟踪直流侧给定电压,电流环稳定交流侧电流,并结合SVPWM技术控制系统在单位功率因数下运行.当系统参数发生变化时,积分趋近律能使电压电流平滑地过渡到稳态,减小稳态误差,削...     

单相电压源逆变器离散积分滑模控制仿真研究

本文将电感电流和输出电压瞬时值双环控制策略用于单相全桥逆变器设计中。电压环采用了离散积分滑模控制用来提高系统的动态响应和减小负载扰动的影响。参考电感电流根据输出电压的跟踪误差经过滑模控制器调节得到。电流环采用PI控制器对电感电流进行调节。文章在建模的基础上对系统进行了仿真分析,仿真结果证明系统有良好的动静态性能,该控制方法是可行的。     

电液伺服系统的积分滑模自适应控制

针对一类参数不确定的非线性系统,提出了一种积分滑模自适应控制策略.在滑模控制中引入积分控制项,消除了传统滑模变结构控制需要被跟踪信号导数已知的假设,同时基于Lyapunov方法引入参数自适应律,使系统具有优良的抗干扰特点.本文采用该控制方法,对电液伺服系统的液压缸位置进行跟踪控制.仿真结果显示,该方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪性能.     

基于新型趋近律的永磁同步电机积分滑模控制

为了提升永磁同步电机(PMSM)调速系统动态品质,提出了一种基于新型混合趋近律的积分滑模控制算法。在传统指数趋近律基础上,引入了双曲正切函数、终端吸引子和基于系统状态变量幂函数的自适应因子,并结合积分滑模面,提高了系统趋近速度自适应调节能力和干扰抑制能力,有效削弱了抖振水平。基于所提出的趋近律,设计了PMSM新型混合趋近律积分滑模速度控制器,通过仿真完成了与传统PI算法控制性能的对比分析。仿真结果表明,新型趋近律速度滑模控制器具有更好的速度跟踪精度,抗负载扰动性能更好,抖振量非常小,鲁棒性强。     

三相PWM电压型逆变器的积分滑模控制

提出一种三相PWM电压型逆变器的积分型滑模控制方案.首先分析并建立了三相逆变器的dq模型,针对dq模型设计控制器,控制器分为内外两个环,外环为伺服补偿控制器,保证系统具有期望的动态特性并补偿负荷扰动;内环为滑模控制器,消除系统参数摄动产生的影响.在内外环共同作用下,系统对参数摄动以及时变的负荷干扰具有良好的动静态性能.仿真结果表明,当系统参数摄动和负荷突变时,系统输出电压能够很好的跟踪参考电压.     

基于自适应积分滑模约束控制的 电池储能系统能量管理

针对电池储能系统中的能量管理问题,提出基于输入输出数据的无模型自适应积分滑模控制策略。首先设计自适应观测器对动态线性化方法中的伪偏导数进行估计,然后构造离散系统下的积分滑模面,设计反馈控制律和等效控制以跟踪期望输出功率。为了解决控制系统中的积分饱和与执行器饱和问题,在抗饱和控制算法中增加补偿信号,并对控制算法的稳定性进行了证明。最后通过仿真以及与无模型自适应控制策略对比,验证了控制方法在非线性离散系统上的有效性和优越性。     

永磁直线同步电机插入式积分滑模控制

永磁直线同步电机(PMLSM)因具有高速、高动态响应等优点而备受关注。参数变化、端部效应和摩擦力等不确定因素将会降低直线电机控制系统应有的性能。为了提高系统的鲁棒性,提出了一种插入式积分滑模控制。该滑模控制将原有控制器的输出量加入到所设计的滑模面中,使得控制系统在不改变原有控制器结构和性能的情况下,获得较强的鲁棒性。同时,以连续的超螺旋控制替换积分滑模控制中原有的不连续部分,削弱了滑模固有的抖振。MATLAB/Simulink仿真结果证实了所提方法的有效性。     

基于趋近律的互补积分终端滑模音圈电机控制

音圈电机（VCM）主要应用于小范围直线定位场景,需保证其拥有高精度及高鲁棒性,并且由于电机参数及摩擦力等影响,VCM是非线性且时变的。本文从VCM工作原理分析并建立对应二阶系统模型。控制策略上采用滑模控制和状态观测器的结合,针对滑模控制的抖振问题分别从滑模面和趋近律方向分别提出对应解决方案。滑模面采用互补积分终端滑模控制（CISMC）,在减小抖振的基础上,采用齐次理论设计的积分终端滑模实现了有限时间的收敛性;趋近律采用幂次趋近律和非线性函数的结合,可以更快的到达滑模面;在滑模控制外采用状态观测器（ESO）对系统扰动等进行前馈补偿,提出了一种基于趋近律的互补积分终端滑模控制（CISMC）。根据推导的数学模型在MATLAB/simulink中建立系统仿真模型,通过仿真实验表明CISMC+ESO的方案,在跟踪正弦信号相较于互补滑模控制（CSMC）+ESO方案,稳定误差最大减少75%,完全跟踪时间最大减小28.5%;在跟踪斜坡信号时,稳态误差明显减少较大,完全跟踪时间最大减小84%。实验表明其在系统控制精度和鲁棒性方面都有明显提高。     

一种基于积分重构的开关变换器滑模控制方法

分析了常见的滑模控制方案的特点及其在实际应用于DC/DC开关变换器中存在的问题, 提出了将基于积分重构与滑模控制相结合的控制方案用于连续导电模式下的Buck开关变换器的输出电压稳定控制, 构建了相应的滑模面和控制规律。该方法只需要反馈输出电压和开关位置作为控制输入量, 省略测量电感电流, 具有降低成本和方便电路实现的优点。同时给出了采用基于积分重构的滑模控制方案建立的滑模切换面上的滑模存在区域和在相平面上该切换面的吸引区域, 并通过基于平衡点附近的小信号线性化进行稳定性分析, 得到系统局部渐近稳定的充分条件。仿真结果给出了启动和负载变化时的输出电压和电感电流的波形, 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然变化具有稳定鲁棒性等特点。     

基于积分滑模控制的广域阻尼鲁棒控制策略

采用混合H2/H∞鲁棒控制设计积分滑模面的过程中,由于仅使用一个公共的Lyapunov矩阵而产生了一定的保守性;与此同时,该方法也未充分考虑由于系统结构未知以及运行点变化造成的不确定性.针对这些问题,提出一种降低保守性和不确定性的广域阻尼积分滑模控制方法.该方法设计了积分形式的滑模切换函数,并通过边界层方法削弱抖振.在设计滑模面的过程中,首先将H2/H∞控制理论中的Lyapunov矩阵与系统矩阵分离,并对H2控制和H∞控制分别计算能使多面体各个顶点的约束条件均成立的矩阵,并将该矩阵取为积分滑模控制中的反馈增益矩阵,进而获得基于降低保守性且降低不确定性的积分滑模控制器.IEEE 4机2区域系统仿真结果验证了该方法的正确性和有效性.     

位置伺服系统的自适应积分滑模控制研究

以直流伺服系统为对象,研究了一种自适应积分滑模控制方法。该方法采用积分滑模函数推导出滑模控制器的等效控制器,并提出一种具有自适应规律的切换控制器。理论证明该控制方法控制稳定,分析了控制器的抖振效应。采用模块化的直流电机位置伺服系统MS-150,对该控制方法的有效性和可实现性进行实验研究。实验结果表明该控制方法有良好的控制性能,且能有效降低控制的抖振效应。     

基于AC-DC-AC的异步电机系统积分反步和滑模控制

为了实现基于AC-DC-AC的异步电机系统四象限运行、能量双向流动、网侧单位功率因数、直流母线电压可控,采用了积分反步与滑模控制。当负载转矩较大范围变化时,直流母线电压发生较大的波动,网侧子系统电流内环采用电容电流控制,直流母线电压快速恢复恒定。针对起动时电压超调问题,提出电压软给定的方法,抑制了较大超调。针对负载转矩未知,采用滑模观测器。仿真结果表明,该方案下的系统性能较好。     

基于滑模电压控制的PWM整流器研究

建立了同步旋转坐标下三相电压型PWM整流器的非线性数学模型,针对目前三相PWM整流器动态性能较差的特点,对电压外环提出了一种基于同步旋转坐标系的滑模控制算法,电流内环采用前馈解耦控制.最后建立了仿真模型并与传统PI控制进行了对比仿真,结果表明基于该方法能实现无功电流和有功电流的解耦控制,系统能保证很高的功率因数,输出电压恒定,能适应负载的扰动和非线性变化,具有很好的静动态性能.     

比例积分滑模控制Buck变换器分析与实现

分析了采用比例积分滑模控制方案的Buck 变换器,其中包括切换面参数的选取、到达条件的证明和稳定性分析。实验结果表明,相对于传统的PW M 控制方式,比例积分滑模控制方法可有效改善系统动态特性和增强其对外部大负载干扰的稳定鲁棒性。     

基于负载观测器的永磁同步电机伺服系统积分终端滑模控制

为了优化永磁同步电机(PMSM)伺服系统控制性能,提出了基于负载观测器和积分终端滑模控制器的复合控制策略。首先,建立了考虑负载扰动的PMSM模型。然后,基于滑模面和趋近律设计了积分终端滑模控制器;为了抑制负载扰动,引入负载转矩观测器,并通过李雅普诺夫定理证明了系统具有稳定性并可在有限时间内收敛。最后,仿真结果表明该控制策略的位置跟踪精度更高,响应速度更快,抗负载能力更强。     

基于扩张状态观测器的PMSM积分时变滑模控制

为了实现永磁同步电机(PMSM)驱动系统的高精度跟踪控制,提出了新型积分时变滑模控制策略,该策略考虑到系统的非线性和耦合特性对动、静态性能的影响,首先采用反馈线性化原理将系统模型线性化,然后为了加快动态响应过程,采用单回路结构取代串级结构设计积分时变滑模控制器。针对负载扰动的问题,设计了一种以负载转矩为观测对象的扩张状态观测器,并将观测值反馈到控制器中以克服扰动对性能的影响。最后在永磁同步电机实验平台上开展了对比实验研究,通过实验结果可以看出,积分时变滑模控制器使系统具有无超调、快速性的优点,提高了系统的动态和稳态性能,扩张状态观测器能够快速跟踪负载的变化,增强了控制器对负载扰动的鲁棒性。