基于改进幂次趋近律的Buck变换器滑模控制方法研究

为进一步提高Buck变换器输出电压的快速性和稳定性,在幂次趋近律和变速趋近律基础上,提出一种基于改进幂次趋近律的滑模控制方法.该控制方法不仅提高系统动态性能,而且可以根据系统状态自适应调节滑模抖振,直至收敛于平衡点.当系统受到有界外部扰动时,滑模面及其导数能够收敛至平衡点附近的邻域内.将该滑模控制方法应用于Buck变换...     

DC-DC变换器新型趋近律滑模控制

针对DC-DC变换器中传统等速趋近律趋近时间长、抖振严重的问题,提出了一种新型趋近律控制方法,用于提高滑模变结构控制系统中趋近滑模面的速度、抑制滑模固有的抖振问题。同时,在传统的滑模电压控制(SMVC)的Buck变换器数学模型基础上,增加了电感电流状态变量,给出了Buck变换器数学模型。最后,利用新型趋近律对Buck变换器滑模控制器进行了设计,并且与PI控制器、等速趋近律方法进行了比较。仿真结果表明,所提的控制方法能够有效地提高系统的静态、动态特性与鲁棒性。     

Buck变换器多幂次趋近律滑模控制研究

为使Buck变换器输出电压响应速度快、增强系统鲁棒性及控制精度,削弱传统滑模控制的抖振现象,提出了一种基于多幂次趋近律的滑模控制策略。根据Buck变换器工作模式,利用状态空间平均化法建立了数学模型,并基于多幂次趋近律设计了对应的滑模控制器。仿真和实验结果表明,相对于传统PI控制策略,采用基于多幂次趋近律的滑模控制策略可使Buck变换器动态响应更快,鲁棒性更好。     

一种离散全局滑模控制Buck变换器设计

为了保持离散指数趋近律法设计的全局滑模控制系统的良好瞬态特性,削弱全局滑模控制系统的抖振,简化离散全局滑模控制律结构和设计,提出了一种结构更简单的离散全局衰减律.理论分析了离散全局衰减律下准全局滑动模态的收敛性和稳态特性,给出了全局衰减控制律的设计方法.仿真研究了离散全局衰减律用于离散全局滑模控制Buck变换器设计的正确性和有效性.仿真结果表明,全局衰减律适用于离散全局滑模控制,削弱了系统抖振.离散全局衰减控制Buck变换器较离散指数趋近控制具有更小输出电压纹波.     

DC/DC变换器时不变滑模控制与单周期控制性能比较研究

本文在分析DC／DC开关变换器滑模控制方法的基础上,针对以往开关变换器滑模控制器抖振现象严重的缺点,通过引入趋近律的方法,以Buck变换器为例,给出了一种适合PWM控制方式的时不变滑模控制器的设计方法。仿真结果表明,该控制方案可以减少系统超调,动、静态特性较好,并能有效削弱滑模运动的抖振现象。     

基于幂次混合趋近律的Buck变换器滑模控制方法研究

针对基于传统指数趋近律的Buck变换器滑模控制方法存在收敛速度慢、动态响应不平滑等缺点,提出一种基于幂次混合趋近律的滑模控制方法.引入幂次项,提高系统收敛速度;引入反双曲正弦函数项,减少超调量,随系统状态调节滑模抖振.系统平衡点附近的抖振由反双曲正弦函数参数决定,给出切换带详细计算方法.幂次混合趋近律具有二阶滑模特性,...     

板球系统的最优组合趋近律滑模控制

针对板球系统轨迹跟踪精度低、震荡大以及实时性差的问题,提出了一种基于遗传算法优化的组合趋近律滑模控制方案。首先运用Ackermann公式设计的滑模面来表达不连续的超平面;其次,在滑模前期采用指数趋近律来减小抖振幅度,后期运用变速趋近律使抖振收敛;最后,运用遗传算法来进行参数选定。实验结果表明,组合趋近律相对变速趋近律起始输出振幅降低了2.2,遗传算法优化后收敛时间较优化前减少了0.4 s。采用Lyapunov理论证明了控制器的稳定性,仿真验证了控制策略具有良好的动态品质和稳态性能,满足板球系统轨迹跟踪要求。     

永磁同步电机滑模调速系统新型趋近律控制

基于传统指数趋近律的滑模控制(SMC)系统在永磁同步电机(PMSM)调速系统中应用广泛。但是该算法在SMC系统做趋近运动时,存在明显抖振,控制精度无法应对复杂情况。为了抑制系统抖振,提高PMSM调速系统的动态和稳态性能,在传统指数趋近律的基础上引入加权积分型增益,提出了一种新型趋近律。加权积分型增益的引入使系统在滑动模态阶段滑模面函数和积分结果可以同步趋近于零,从而有效抑制系统抖振。依照所提出的新型趋近律,设计了速度控制器,并应用到PMSM矢量控制系统中。分别利用软件仿真和硬件试验与传统指数趋近律控制进行了比较,验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

永磁同步电机幂次变速趋近律积分滑模控制

为了提高永磁同步电机转速伺服控制性能,针对伺服系统模型参数不确定和外部扰动强的特点,利用基于趋近律设计方法的滑模控制理论,设计了一种永磁同步电机转速伺服积分滑模控制器。滑模面函数中的状态偏差积分项,确保了转速跟踪稳态无静差;通过引入非线性幂次组合函数构造的基于跟踪偏差的变速趋近律,使得切换增益具有随系统偏差自适应调整的特性,并可有效抑制滑模控制输出的抖振。经与转速伺服PI控制器对比实验表明,变速趋近律积分滑模控制器具有更好的动、静态特性和鲁棒性。     

感应电机电流环非线性积分滑模控制策略

滑模控制器能有效提升感应电机电流环鲁棒性,然而传统滑模控制存在严重的抖振问题,虽然通过引入趋近律能有效降低系统抖振,但仍无法实现系统在有限时间内收敛.为此,该文提出一种感应电机非线性积分滑模电流控制器,在削弱系统抖振的同时,实现了定子电流误差在有限时间内收敛.首先,设计非线性积分滑模面,有效避免了传统积分滑模面中初始误差大而导致的积分饱和问题.其次,通过将滑模面的信息引入幂次趋近律,实现控制器对系统状态的自适应收敛,有效地削弱了系统抖振.最后,对比实验结果验证了所提出算法的有效性.     

基于新型滑模算法的永磁同步电机转速控制研究

针对永磁同步电机调速系统中PI控制器无法满足高精度控制要求的问题,提出了一种基于新型趋近律的滑模变结构控制方法。该趋近律在指数趋近律和幂次趋近律的基础上,加入了系统状态变量,有效地抑制滑模控制器在滑动阶段的抖振;等速趋近项与滑模面切换函数关联,保证其在s=0附近有效地稳定趋近,削弱抖振;指数趋近项与系统状态变量x_1关联,提高趋近速度。采用李雅普诺夫函数对其进行稳定性分析。经过与PI速度控制器以及传统的滑模控制器进行仿真比较,分析了空载起动、突加负载和变速运动3种情况下的控制效果,结果表明:采用新型滑模控制器可实现快速稳定趋近,并具有稳定性高、抗负载扰动能力强的优点。     

混杂系统DC/DC变换器的自适应滑模控制

DC/DC变换器在工作时,输入电压或负载因外界不确定因素的影响,将导致系统出现运行工作不稳定等情况。在此采用混杂系统理论构建DC/DC变换器的观测器模型,设计自适应律观测输入电压和负载的变化,结合滑模控制响应速度快的优点,提出一种新颖的自适应滑模控制(ASMC)方法。通过Lyapunov函数证明得出输入电压以及负载变化的自适应方程并将其应用于滑模控制,利用滑模等效控制恒定开关频率,同时采用一种新型指数趋近律,相比传统指数趋近律具有更快的收敛速度。最后,搭建仿真实验平台,通过与传统比例积分(PI)算法进行比较,验证所提自适应滑模控制算法的可行性。     

基于新型趋近律的永磁同步电机调速控制

为了改善基于PI控制的永磁同步电机（PMSM）调速系统转速超调大和抗扰动能力差的问题,研究一种自适应能力较强的新型指数趋近律。该趋近律在传统指数趋近律的基础上将等速项系数改进为时变量,能让系统更快地收敛到给定值,解决了传统指数趋近律系统收敛速度过慢的问题,并且采用可变边界层的饱和函数来替代传统开关函数从而削弱了滑模抖振现象。采用Lyapunov函数对新型指数趋近律的稳定性进行分析,并以此趋近律设计了速度环滑模控制器。采用MATLAB建模仿真,将其与PI控制结果比较,仿真结果表明基于新型指数趋近律的速度环滑模控制器能有效地提高PMSM调速系统的鲁棒性。     

电动汽车充电系统滑模控制方法研究

该文将电动汽车充电系统分为整流系统和降压系统。整流系统集充电、驱动与一体,根据磁场抵消原则,使电机在充电过程中保持静止。针对降压系统输出电压动态响应速度慢,稳态精度不高等缺点,提出一种基于改进幂次趋近律的滑模控制方法。改进幂次趋近律使系统在一定时间内到达滑模面。在受到有界外部扰动时,滑模面与其导数收敛到平衡点附近邻域内。定义降压系统输出电压误差和误差变化率作为状态变量,设计二阶滑模控制器,并给出控制器参数选择范围。搭建控制器仿真模块和实验平台,仿真和实验结果表明,整流系统直流侧电压稳态性能较好,基于改进幂次趋近律的降压系统能较好提高系统动态性能,增强稳态精度,减小抖振     

基于改进型滑模观测器的永磁同步电机分数阶微积分滑模控制

为了提高永磁同步电机调速系统的控制性能,结合滑模控制与分数阶微积分理论,设计了分数阶积分滑模转速控制器和改进型滑模观测器。针对转速控制器,采用基于反双曲正弦函数的新型趋近律削弱系统抖振,同时分数阶控制为系统提供了更多的控制余度,可以增强系统鲁棒性并进一步减小系统抖振。针对观测器,设计了采用新型趋近律fal函数的滑模观测器来获取反电动势估计值,利用分数阶锁相环技术提取反电动势中的转速和位置信息,有效提高了转子速度和位置的估计精度。通过仿真验证了所提出方法的可行性与有效性。     

基于双幂次趋近律的感应电机控制设计与仿真研究

为了提高感应电机矢量控制转速环中转速控制的跟踪性能和抗干扰性能,提出一种用于转速控制的基于双幂次趋近律的滑模控制器设计方法。采用比例积分滑模面减小转速稳态静差。通过双幂次趋近律实现快速跟随转速指令。用双曲正切函数来减小抖振现象。同基于传统比例速度控制器的对比仿真表明,所提出控制器使转速控制不仅获得了较快的跟踪性能和较好的抗干扰性能,而且没有明显抖振现象。     

高精度数控机床永磁同步电机复合滑模控制算法研究

为满足数控机床高精度驱动要求,本文针对现有滑模变结构控制算法的固有抖振及抗干扰差的问题,提出了一种适用于永磁同步电机的新型复合式滑模变结构控制算法.该控制算法在现有滑模变结构算法的基础上,构建了一种新型混合趋近律函数滑模控制器,并加入了改进的扰动观测器,其中混合式趋近律函数引入了终端吸引子、指数项及系统状态变量,以降低固有抖振,改进的扰动观测器加入了饱和函数,以提高系统的抗干扰性.仿真结果表明,与现有滑模变结构控制算法相比,该算法可大幅削弱固有抖振及外部干扰,提高PMSM速度控制系统的快速性和鲁棒性.     

基于非线性积分滑模补偿的永磁同步电机无差拍预测控制

无差拍预测电流控制能为电流环提供良好的动态性能,但电机模型参数与电机实际参数失配时会产生电流静差,使电机无法输出准确额定转矩。设计了一种非线性积分滑模电流静差补偿算法,将参数失配导致的电流静差转化为电压补偿量添加到预测控制中,相比于常规积分滑模补偿算法,该控制算法既能有效补偿存在的电流静差,又能改善误差过大而导致的积分饱和、调节时间过长等问题,改善了系统的暂态性能;采用改进的幂次趋近律可保证滑模面的可到达性,又能抑制抖振。最后通过仿真验证了该算法能够有效、快速地消除电流静差。     

永磁同步电动机电流环分数阶滑模控制研究

针对等速趋近律滑模变结构在永磁同步电动机电流环控制中的抖振问题,提出了变阶次分数阶等速趋近律滑模变结构控制。利用分数阶微分方程对等速趋近律增益系数进行"放大"和"缩小",远离滑模面时对趋近律增益进行放大以加快响应速度,靠近滑模面时对趋近律增益进行缩小从而对滑模中的抖振进行抑制。仿真结果表明变阶次分数阶等速滑模控制器在保证传统等速趋近律滑模控制器控制效果的同时,可以有效降低系统的抖振现象。     

Buck变换器的新型非奇异固定时间滑模控制

针对Buck变换器中电压收敛速度慢、抗负载干扰能力差的问题,提出了一种快速非奇异固定时间终端滑模控制方法.基于固定时间稳定理论,构造了一种新型固定时间滑模面和滑模趋近律,与传统固定时间控制方法相比提高了远离系统原点时的收敛速率,保证系统能在固定时间内稳定.结合Buck变换器电路模型设计了新型非奇异固定时间控制器,通过仿...