基于ESO的三相PWM整流器电流滑模控制研究

为解决三相PWM整流器在电流滑模控制下的高性能与电流抖振之间的矛盾,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的新型电流滑模控制方案.采用扩张状态观测器观测系统的总扰动,构建新的滑模控制趋近律,将扰动观测值补偿进滑模控制律中,采用空间矢量脉宽调制的方法产生开关信号,提高系统抗扰动能力的同时削弱电流抖振.仿真和实验结果表明,...     

Boost变换器的PID型滑模控制

以实现Boost变换器良好的动静态控制特性为目的,研究了变换器的PID型滑模控制策略。给出了PID型滑模电压控制状态表达式,并建立了该滑模控制变换器系统模型;设计了滑模切换面函数形式,推导出系统等效控制表达式;采用光滑函数方法降低滑模控制系统的抖振现象,得出了增加去抖振措施的控制表达式;给出了滑模切换面参数的选择方法。通过仿真与实验,验证了基于PID型滑模控制的Boost变换器系统理想的启动和扰动调节特性。     

三相PWM整流器滑模控制系统设计

三相PWM整流器和不控整流器的差别是其具备十分强的非线性特点,鉴于此,在对PWM整流器的控制系统进行设计的过程中,实现比较理想的控制效果难度非常大,并且动态性能不理想,参数的调节也非常复杂.与传统的PI调节器不同,滑模控制在对非线性系统进行控制时可以得到比较理想的动态效果,而且整个系统的鲁棒性也得到了加强.因此,文中在...     

滑模控制永磁同步电动机的矢量控制技术

本文为了解决传统PI控制器鲁棒性差、系统抗扰能力弱和动态响应的问题,针对永磁同步电动机矢量控制系统,设计了一阶滑模变结构速度环控制器。分析滑模转速控制器抖振产生的原因和影响,利用饱和函数设计了边界层滑模控制器,削弱了滑模控制器的抖振。搭建了在Matlab/Simulink环境下的仿真模型,并进行了仿真分析。仿真结果表明该控制策略减小了系统的超调与振荡,使系统具有较好的鲁棒性和动、静态性能。     

压电悬臂梁振动模糊滑模控制

针对压电悬臂梁的振动问题,该文提出了一种模糊滑模主动控制策略,以在抑制悬臂梁振动的基础上减小抖振。根据均质梁单元和压电梁单元运动方程引入状态向量,建立了压电悬臂梁的状态空间方程。通过平衡截断法对压电悬臂梁模型进行降阶,以提高计算效率,并以降阶模型为对象设计了模糊滑模控制器。运用模糊规则调节切换增益,饱和函数替换符号函数,有效地减小了滑模控制的抖振现象,利用Lyapunov函数证明其稳定性。结果表明,基于饱和函数的模糊滑模控制不仅能控制压电悬臂梁的振动,还能降低抖振现象。     

基于改进型PR调节器的三相PWM整流器控制

应用三相PWM整流器在两相静止坐标系下电流矢量αβ分量的可解耦控制,解决了传统的基于两相旋转坐标系下三相PWM整流器控制系统电流矢量dq分量无法解耦控制的问题,提高了系统的控制性能。且采用改进型PR调节器控制代替传统的PI调节器控制能够对指定频率的交流信号实现稳态无静差跟踪控制,有效抑制低次谐波和高次谐波;相比于传统PR调节器对于系统波动过于敏感的特点,改进型PR调节器在能够保持谐振频率处的敏感度和高增益的基础上,可以增强系统稳定性。对此系统进行Matlab/Simulink仿真分析,验证了该方法的可行性。     

机械臂变指数趋近律滑模控制律设计

针对机械臂滑模控制中存在抖振的问题,采用改进趋近律的思想来设计滑模控制律,以达到有效抑制抖振的目的。在对滑模控制的特点和常用的指数趋近律进行分析的基础上,提出了一种变指数趋近律,并对其趋近性能进行了分析;结合机械臂动力学模型和改进的趋近律设计了相应的滑模控制策略,对其控制效果进行了验证。仿真结果表明,该控制策略不仅有效地抑制了系统的抖振,而且保证了机械臂系统对期望轨迹的快速跟踪性,进而提高了机械臂的工作性能。     

光电跟踪系统的区间2型模糊滑模控制方法

为了提升高精度光电跟踪系统(ETS)的跟踪精度和其处理不确定性的能力,设计了一种1型模糊滑模控制方法,模糊控制用于在线自适应调整滑模控制(SMC)切换项参数;并采用区间2型模糊滑模控制(IT2FSMC)方法来提高系统处理不确定性的能力,进而提升跟踪精度,同时降低SMC抖振;此外,用粒子群优化算法来保证选取的SMC参数相对最优,并对提出的各种控制方法进行了理论分析和实验对比。结果表明,IT2FSMC能在降低SMC抖振的同时将SMC的稳态误差降低54.43%。仿真和实验分析验证了所提出控制方法在ETS中的有效性。     

具有攻击角约束的无抖振滑模导引律设计

为了提高拦截器弹头的杀伤力,带攻击角度约束的导引律一直是学术界研究的热点。因此,制导律的设计既要保证较小的脱靶量又要保证以相应的攻击角度打击目标,目前已有很多的控制方法应用在拦截器制导设计中,包括最优制导律,滑模制导律,PN制导律,等等。我们知道滑模控制方法对外界扰动和参数不确定性有较好的鲁棒性,但是滑模控制的抖振缺陷普遍存在于传统的线性滑模和终端滑模中。因此,本文提出了一种新的无抖振终端滑模控制方法用于制导律的设计中,该方法不仅对外界有界扰动有较好的鲁棒性,还有效的消除了抖振的产生。最后数字仿真验证了该方法的有效性。     

桥式吊车智能降抖振滑模控制

针对桥式吊车的快速定位及抑制摆动问题,以滑模控制为基础,在Matlab仿真中采用粒子群算法对滑模控制器中的重要参数进行优化。同时,由于在传统的滑模控制当中,状态轨迹到达滑模面后,几乎无法严格按照滑模面向着平衡点滑动,而是在其两侧来回穿越,由此产生颤动即抖振,因此引入模糊控制来降低滑模控制中存在的抖振。结果表明:系统在快速定位及抑制摆动的同时也降低了控制量的抖振幅度,可见,经过粒子群算法及模糊规则优化后的桥式吊车滑模控制器具有良好的控制效果。     

基于滑模变结构的重复控制VIENNA整流器研究

对于传统VIENNA整流器开关器件少、功率因素高且无需设置驱动死区时间等优点VIENNA型整流器受到国内外研究者广泛关注,然而其动态响应速度慢、电流谐波大易产生电网污染、抗干扰能力差等问题,成为学者研究突破的方向.目前最广泛使用的VIENNA整流器的PI控制,在鲁棒性和动态性能及上述问题中存在不足。为实现整流器性能的优化调节,本文提出一种基于滑模变结构的控制策略,即采用滑模变结构控制作用于电压外环、采用重复控制应用于电流内环,通过仿真得到电路参数对比图,验证该控制策略的显著优势,证明内模控制采取重复控制策略的VIENNA整流器具有良好的鲁棒性及动态性能。     

三相电压型PWM整流器控制新技术的研究

根据电压型PWM整流器在同步旋转dq坐标系中建立的整流器电流控制数学模型,基于电流前馈解耦,解决了有功电流和无功电流互为耦合问题。为克服直流电压响应较慢、抗扰性较差的不足,提出了采用电流内环、基于滑模控制的电压外环电压型PWM整流器的新控制策略。由于采用滑模控制的电压外环,提高了整流器直流电压跟踪和电流跟踪能力,使系统具有响应快、稳定性好、抗负载扰动能力强的优点。文中给出了系统控制器的设计方法。通过正常负载及负载扰动情况下的计算机仿真,证明了新控制策略的可行性。     

Buck变换器的幂次函数指数趋近律滑模算法研究

在指数趋近律的基础上,设计一种新型的幂次函数指数趋近律。利用幂次函数的智能特性,使轨迹的运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,实现自适应调节,克服了指数趋近律在穿越滑模面时的剧烈切换,抑制了抖振现象。将此幂次函数指数趋近律应用于Buck变换器,并给出具体的Matlab/Simulink仿真模块,仿真验证了此方法的有效性。     

三相PWM整流器前馈与滑模变结构控制研究

在两相旋转坐标系下对三相电压型PWM整流器进行建模分析。针对双闭环PI控制策略抑制负载扰动及电网电压波动能力差,以及系统动态响应慢等问题,提出了负载电流前馈策略来提高系统抗负载波动能力。并且电流环采用基于PID趋近率的滑模变结构控制策略来满足前馈控制策略对内环响应速度的要求,并提高系统动态性能以及鲁棒性,PID趋近率可以有效抑制传统变结构的抖振问题。应用Matlab/Simulink软件进行仿真,并以DSP TMS320X2812为核心搭建优化控制器的三相VSR实验平台,进行仿真及实验验证。结果显示本文所提出控制方法可有效抑制负载变化、电网电压波动以及其它干扰所对直流电压稳定性的影响,具有很强的鲁棒性,动态响应速度快且性能稳定。     

新型三相三线制并联有源滤波器的滑模控制方法

为了提高有源滤波器的谐波补偿效果,设计了一种新型滑模控制器,用于三相三线制并联有源滤波器的参考电流跟踪控制.谐波电流检测方法采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法,能快速、准确的检测出负载电流中的谐波分量.直流侧电压控制方法采用PI控制方法实现.Simulink仿真结果显示,与传统的滞环比较控制方法相比,所设计的新型滑模控制方法能够有效的降低跟踪误差,提高有源滤波器的谐波补偿效果.     

基于滑模矢量控制的异步电机调速系统

由于异步电机是高阶、非线性、强耦合的多变量系统,难以实现高性能的调速,为此本文在矢量控制基础上,建立了滑模矢量控制异步电机调速系统。首先对系统进行矢量变换,构建电流滞环跟踪PWM矢量变频调速系统,使系统的响应速度增快;其次加入滑模控制,增加系统的鲁棒性和抗干扰能力。最后对异步电机调速系统的模型进行仿真实验,结果表明,增强了滑模矢量控制调速系统负载的抗干扰性,减少了超调量,提高了系统的响应速度。     

基于趋近律滑模最优控制的无人机撞网回收轨迹控制

针对舰载无人机撞网回收过程的下滑轨迹跟踪控制问题,在设计基于α β滤波器的轨迹控制外回路的基础上,着重设计了趋近律滑模控制与最优控制相结合的姿态控制内回路,提高了系统的稳定性并改善了系统的动态性能。以某小型无人机为例进行了撞网回收全过程三维数值仿真,仿真结果表明,该撞网回收着舰轨迹控制系统能够实现下滑过程飞行姿态及轨迹的精确控制,且能够在舰船甲板运动情况下实现较精确的撞网回收。     

基于DSP控制的电压型PWM整流器

根据PWM整流电路的工作原理,分析了PWM整流控制方式,采用滞环电流控制方式,以TMS320F2812为控制器组建了电压型PWM整流器双闭环自动控制系统。实验结果表明,该系统具有良好的静态、动态性能。为设计PWM整流器提供了一定的理论依据。     

机载光电稳定平台滑模自抗扰控制方法研究

针对机载光电稳定平台受扰动影响而导致的视轴稳定精度降低问题,在对线性扩张状态观测器(LESO)进行扰动估计分析及带宽受限分析的基础上,对快速幂次趋近进行了修正,进而提出了一种基于快速幂次趋近律的滑模自抗扰控制器,并进行了基于Lyapunov方法的系统稳定性分析。仿真结果表明,在扰动及参数摄动下,相较于传统滑模控制器和PID而言,使用新型控制器设计的系统具备更高的稳定精度,且抖振抑制效果显著;与趋近律未修正时的控制器相比,新型控制器能使系统维持高精度输出,另外,新型控制器的设计几乎不依赖系统模型信息。故所提方法能提高机载光电稳定平台控制系统的性能。     

基于谐波陷波器改进HMLD的呼吸心跳分离算法

针对毫米波雷达生命体征信号检测存在的呼吸谐波及心跳信号提取精度低的问题,本文提出了基于谐波陷波器改进的谐波倍数循环检测(HMLD)的呼吸心跳分离方法。首先,设计了单通道的毫米波雷达信号采集系统,采集人体胸廓雷达回波信号,并进行相位信号提取、相位解缠、滤波等预处理提取胸廓微动信号;其次,通过HMLD方法提取呼吸基波频率、高次谐波频率,并采用陷波器消除呼吸谐波;最后,根据HMLD方法提取心跳基波频率,提取的心跳频率误差率在11.5%以内,并与变分模态分解算法(VMD)提取结果对比,心跳信号信噪比平均提高了2.66 dB。实验结果表明,基于谐波陷波器改进的HMLD方法能够有效的分离呼吸心跳。