自抗扰控制器在超机动飞行快回路控制中的应用

提出了一种利用自抗扰控制器算法设计超机动飞行快回路控制律的新方法．根据自抗扰控制器能够动态补偿系统模型扰动和外扰的特性,在超机动飞行的快回路中引入自抗扰控制器。实现了快变量的动态解耦控制．控制律设计直接依据超机动飞行的强耦合、强非线性模型。在较大的包线范围内不需要改变控制器参数．简化了设计过程．仿真结果表明,系统具有良好的动态和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性．     

不确定非仿射系统的引入动态逆的自抗扰控制器设计

针对一类不确定非仿射严反馈非线性系统, 提出一种引入动态逆的线性自抗扰控制器设计方法. 首先, 利 用微分同胚映射将严反馈非线性系统变换为积分串联型系统, 然后针对积分串联型系统设计线性自抗扰控制器. 提出的线性自抗扰控制器将闭环系统划分为3个时间尺度, 其中线性扩张状态观测器位于最快的时间尺度上, 用来 估计系统的状态和总和扰动, 动态逆位于次快的时间尺度上用以求解非仿射情况下的控制律, 系统动态位于最慢的 时间尺度上. 利用奇异摄动理论分析了闭环系统的稳定性和性能. 提出的自抗扰控制设计方法同样适用于控制增 益不确定的仿射非线性系统. 仿真和实验结果验证了提出的线性自抗扰控制器的可行性.     

凹印机套色系统的自抗扰解耦控制

无轴凹印机套色系统的运行过程中存在各种形式的扰动,且各色组的套色误差通过张力传递相互耦合,严重影响系统的套准精度,必须进行解耦和抗扰控制.本文在建立了凹印机套色系统的近似数学模型的基础上,将扩张状态观测器与前馈相结合,提出了一种新的自抗扰控制策略.把一个强耦合、大扰动、模型不确定的复杂非线性系统动态补偿为近似的二阶线性系统,降低了系统的控制难度,改善了系统的动态性能,并使系统具有自抗扰的能力.仿真结果表明,与传统的前馈控制和非线性控制相比,该算法使系统控制误差的收敛速度加快,动态响应性能更优越,实现了色组间的解耦并使系统具有良好的抗扰性能.     

自抗扰控制在陀螺伺服稳定系统中的应用

为了克服传统设计方法在抗干扰性和鲁棒性上的不足,在陀螺伺服稳定系统中引入了自抗扰控制方法。建立受控陀螺伺服稳定系统位置环伺服回路的数学模型,并介绍具有非线性结构的自抗扰控制器（ADRC）的基本理论。根据系统的动态指标要求,设计伺服回路的自抗扰控制器。     

BP神经网络自抗扰控制器在套印系统中的应用

针对凹版印刷机套印纠偏系统参数变化范围大的特点,将神经网络嵌入到自抗扰控制器中,提出基于神经网络的自抗扰控制策略,并应用于凹版印刷机套印纠偏系统的控制中。对该控制器的结构及应用神经网络的训练样本、方法进行了分析和讨论。并得出了有益的结论。仿真结果表明,应用基于神经网络的自抗扰控制器较单一的自抗扰控制器具有参数适应性更大、动态特征更好等优点。     

强抗扰恒值系统的逆LQ设计

本文着重讨论标量恒值系统在物理约束下的动态抗扰控制问题,提出一种能有效提高系 统动态抗扰能力的控制装置--瞬态补偿器;介绍了一种基于LQ最优控制逆问题的强抗扰 (指在一类外扰作用下动态误差小,且具有输出调节性质)控制器设计方法.通过对一调速系 统的实例研究,表明这种控制器可以大幅度地改善动态速降;无静差且稳定性充裕;物理实验 结果满意.     

基于自抗扰技术的网络化无刷直流电机控制系统时延补偿

采用自抗扰控制技术解决网络化无刷直流电机转速控制系统的时延补偿问题. 首先, 建立含有时变网络诱导时延的无刷直流电机控制系统模型, 并将时变时延引起的不确定动态描述为系统模型的不确定性; 然后, 设计自抗扰控制器, 对时延引起的不确定动态进行动态线性化补偿, 从而消除时变时延对系统性能的影响; 最后, 通过仿真研究表明了所设计的自抗扰补偿方法的有效性和优越性.

     

一种抑制扰动的最优化设计方法

对于多输入系统,配置一组闭环极点所需的状态反馈阵并非唯一。本文研究了怎样利用这种非唯—性提供的自由度来提高系统的动态抗扰能力,提出了一种动态抗扰-最优极点配置法。该方法使极点配置和参数优化能在两个独立的步骤中完成,计算工作量较小。     

永磁同步风电系统转速环自抗扰控制器设计北大核心CSCD

转速环调节器是永磁同步风力发电系统的核心控制环节。将自抗扰控制器引入永磁同步风力发电系统转速环,对自抗扰控制器的跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性误差反馈控制律3个组成部分进行了研究和设计,提出了一种结合抗抖振因子函数的改进型Gfal函数来提高自抗扰控制器的性能,将风力发电系统的各项扰动纳入新增状态变量进行了估计与补偿。仿真和实验结果表明,与传统PI调节器相比,转速环采用自抗扰调节器的永磁同步发电系统直流母线电压动态建立过程无超调、更接近稳态运行控制所需目标,系统发电性能得到了提高。     

二阶非线性系统自抗扰控制的全局渐近稳定性

自抗扰技术应用已十分广泛,但其稳定性和收敛性分析仍是一个核心问题.因此,基于二阶非线性动态系统,设计了线性自抗扰控制器,并利用李雅普诺夫函数方法,通过理论分析和数学证明得到了系统大范围渐近稳定时的控制参数可行域.当被控对象的动态模型已知时,只要系统总扰动的导数满足利普希茨条件,控制参数可以从得到的可行域内任意选择.当被控对象的动态模型未知时,还需满足总扰动关于输入和外扰的二阶导数等于零这个条件.然后针对不同的利普希茨常数绘制了参数可行域,并对系统进行了数值仿真,体现了自抗扰控制技术的强鲁棒性.这些分析都建立在扩张状态观测器和控制器相结合的基础上.     

一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制

为解决一类轻载电液位置伺服系统线性自抗扰控制器设计过程中面临的阶次选择问题,本文从系统特性、频域等角度,分析自抗扰框架中“积分器串联结构”与轻载电液位置伺服系统之间的内在联系,得到轻载电液位置伺服系统在自抗扰控制框架下是本质“一阶”系统的结论,从而合理设计了1阶线性自抗扰控制器.在此基础上,提出了有效的控制器参数整定方法,并分析了闭环系统的稳定性.仿真和试验结果表明,与高阶相比1阶线性自抗扰控制器可以更好地控制动态过程较快、负载较轻的惯性负载电液位置伺服系统,为自抗扰控制在液压伺服领域的工程应用提供了参考.     

抄纸过程水分定量自抗扰控制仿真研究

针对抄纸过程水分定量系统控制中的强耦合、时滞、不确定等特点,在常规PID控制的基础上提出了自抗扰控制这种新的法,方法的特点是可以动态补偿系统模型扰动和外扰,即克服了常规PID控制中存在的快速性与超调之间的矛盾.自抗扰控制器由微分一跟踪器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈三部分组成.最后对自抗扰控制和PID控制算法分别进行了仿真.并分析比较了这两种不同控制算法的仿真效果,结果表明自抗扰控制系统具有良好的动态性能,控制器具有很强的鲁棒性.     

基于时间尺度的Boost变换器自抗扰控制

以Boost变换器的控制策略为研究对象,将自抗扰控制技术应用到Boost变换器的控制策略中,使被控系统不但具有良好的动态特性,而且对参数变化具有较强的鲁棒性.同时针对自抗扰控制参数难以整定的特点,介绍了自抗扰控制的参数整定基本原则,对Boost变换器进行自抗扰控制仿真,并和PID控制进行对比.最后,用时间尺度概念对Boost变换器的自抗扰控制进行参数整定.仿真结果验证了该方法确实可行.     

测试转台的输出改进自抗扰控制器设计

当电机存在低频大力矩扰动时,使用经典方法控制测试转台很难达到期望的测量精度,为了有效抑制扰动达到期望精度,提出一种输出改进的自抗扰控制器设计方法。在控制的起始阶段采用普通自抗扰控制器,系统进入稳态后引入非线性饱和环节限定自抗扰控制器的输出幅值。仿真结果表明,系统既具有良好的动态特性,又有很好的抗扰性,达到了较好的输出精度。最后与经典控制方法相比较进一步验证了其良好的控制效果。     

自抗扰控制器在平面电机控制系统中的应用

针对平面电机调速系统在PID控制下控制性能差的问题,文章提出了自抗扰控制方案,在突加负载或扰动时,用自抗扰控制器进行估计、补偿和控制,解决了PID控制中产生的"快速性"与"超调量"之间的矛盾;文章详细描述了自抗扰控制器组成、平面电机速度控制器的搭建,最后在突加负载和摩擦力突变的情况下,通过比较自抗扰控制和PID控制,结果表明:自抗扰控制具有良好的动态性能和鲁棒性。     

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。     

结晶器多变量耦合系统的自抗扰控制

主要研究新颖实用非线性自抗扰控制算法,在结晶器多变量耦合系统中的应用.自抗扰控制主要特性是实时估计对象模型摄动和外扰的总和作用量,并在控制信号中补偿掉,实现不确定性强非线性对象的实时动态反馈线性化.结合控制对象,建立了结晶器多变量耦合自抗扰控制系统.数值仿真试验表明自抗扰耦合控制的协调性、自适应跟随性和抗干扰性优于传统的PID解耦控制.     

永磁同步直线电动机自抗扰控制算法研究

针对永磁同步直线电动机对于外界扰动以及系统参数变化敏感的特点,在传统自抗扰控制技术的基础上,结合前馈和反馈控制,提出一种改进型自抗扰控制算法,利用该算法可有效观测并补偿永磁同步直线电动机速度及位置控制系统中的动态耦合扰动。仿真结果表明,与经典PID控制及传统自抗扰控制算法相比,改进型自抗扰控制算法具有更好的动静态特性。     

半导体温控系统的自抗扰控制器设计

针对半导体温控系统大时间常数、时滞较大且易受参数扰动影响的问题,提出了自抗扰控制(ADRC)技术。针对自抗扰控制器待调节参数多、参数整定较为困难的问题,从fal函数特性及扩展状态观测器(ESO)设计出发,确定了自抗扰控制器的参数,并探讨了如何准确估计建模误差与外扰。仿真试验表明,系统在半导体致冷器件优值系数、冷热端温差发生变化及受到电压纹波干扰时均具有良好的鲁棒性能和动态性能。     

液位温度时滞耦合系统自抗扰控制仿真研究

将自抗扰控制技术(ADRC)应用于冷热水混合系统来仿真工业过程系统,进而研究对该类耦合时滞系统的控制策略。传统的方法是用双通道PID控制器进行仿真。通过Matlab平台搭建实验进行比较,自抗扰控制器能够有效地对冷热水混合系统进行解耦控制。相比于双通道PID控制器,自抗扰控制器的控制效果具有更优的动态性能与鲁棒性,证明自抗扰控制器能够适应环境的变化。仿真结果可为一类具有时滞耦合特性的复杂工业过程提供控制参考。