音圈致动快速反射镜的降阶自抗扰控制

为改善航空光电载荷用音圈致动快速反射镜的控制性能,提出一种降阶自抗扰控制方法。首先,对快速反射镜(Fast Steering Mirror,FSM)模型进行了分析并获取了模型参数。根据自抗扰控制理论,设计了FSM的三阶通用自抗扰控制器。将电涡流传感器的测量结果视为已知,提出降阶扩张状态观测器及其对应的自抗扰控制器设计方法。根据控制器带宽设计思想,推导了对于FSM这类二阶欠阻尼对象的控制律,并给出了加入扰动补偿量的控制律的具体实现形式。实验结果表明,降阶自抗扰控制能明显改善FSM的位置阶跃响应动态性能,能实现无超调与振荡的阶跃响应,稳态时间由11.7 ms提升至9.2 ms,同时能够降低FSM对位置斜坡输入跟踪的稳态误差,并改善其速度响应动态过程,像移补偿稳速时间由10.2 ms提升至7.8 ms,提升约24%。降阶自抗扰控制具有实现简单、运算量小的特点,能够明显提升FSM的动态性能。     

基于CPSO算法的风力机变桨距自抗扰控制

为解决风力机控制系统在不同风况下稳定性差的问题,设计了一种变桨距自抗扰控制器,估计和补偿了系统未知环节和外界扰动,实现输出功率在不同风速下稳定输出。针对自抗扰控制器参数多且难以整合的特点,融入混沌粒子群优化(CPSO)算法优化控制器的参数,减少了参数整定的数目,提高了系统控制精度和效率。对额定功率为300 kW的风电机组在不同风速作用下进行仿真,结果表明,该方法可以快速调节风速变化引起的输出波动,能够使控制系统输出平稳且超调量小,具有较好的稳定性和鲁棒性。     

改进PSO算法优化的电液位置伺服系统自抗扰跟踪控制

针对电液位置伺服系统由于参数不确定性、非线性、复杂时变性而导致的响应速度慢、跟踪精度低、抗干扰能力差的问题,提出一种具有更高跟踪精度及抑制抖振能力的改进P SO算法优化的自抗扰控制(Improved?PSO auto disturbance rejection control,IPSO?ADRC)方法.首先,建立电液位...     

光电跟踪系统自抗扰伺服控制器的设计

考虑系统扰动对光电跟踪伺服系统精度的影响,提出了采用自抗扰的控制方案,并分析了实现自抗扰的工作原理。对某型光电跟踪系统进行了结构分析,将目标运动速度视为外部扰动,系统内部参数摄动视为内部扰动,采用扩张状态观测器从系统响应的输入、输出信号中估计出扰动,并进一步用跟踪微分器提取扰动的一阶导数来提高对扰动的估计精度,以最大程度地补偿扰动。实验结果表明,在载体扰动下,跟踪最大角速度为40mrad/s,最大角加速度为8mrad/s2,机动目标的误差0.1mrad,且响应速度快,超调10%。该方案结构简单,控制鲁棒性强;无需额外的传感器对目标运动进行测量、滤波和预测,即可有效提高系统高精度捕获、跟踪快速机动目标的能力。     

基于改进遗传算法的伺服系统自抗扰控制研究

针对传统PID控制不能满足数控进给伺服系统对控制性能的要求,提出将自抗扰控制器引入伺服进给系统的设计方法,采用改进遗传算法对自抗扰控制器参数进行整定优化。仿真结果表明采用改进遗传算法优化的伺服进给系统自抗扰控制器具有良好的控制性能和鲁棒性,所提出的数控伺服系统自抗扰设计方法有效可行。     

非线性自抗扰控制对偶然测量误差的抑制作用

金刚石超精密切削是加工微结构表面的有效方法,其关键技术是快速刀具伺服系统(FTS),控制器性能是FTS的一个重要性能指标。针对电磁驱动原理的快速刀具伺服系统,建立执行机构简化的传递函数模型,引入自抗扰控制器作为快速刀具伺服系统的控制器并介绍自抗扰控制器参数的整定。最后采用非线性自抗扰控制技术,并利用MATLAB仿真非线性自抗扰控制(NLADRC)和线性自抗扰控制(LADRC)对偶然测量误差的抑制作用,得出结论为非线性自抗扰控制相比线性自抗扰控制可以更好的抑制偶然测量误差造成的不利影响。     

无刷直流电机的自抗扰控制

自抗扰控制（ADRO）是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上，通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制技术，性能优良。在分析永磁无刷直流电机特点及使用现状的基础上，建立了基于自抗扰控制器的无刷直流电机控制系统。仿真结果表明，自抗扰控制器对无刷直流电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性，控制器算法简单，工程适用性较强，系统具有良好的动态响应性能。     

压电驱动的快速刀具定位台自抗扰控制研究

针对压电驱动器输入电压与输出位移的动态迟滞特性,采用基于Prandtl-Ishlinskii的压电动态迟滞模型,实现了对刀具定位台的精确控制。实验分别采用逆模型前馈补偿控制和自抗扰控制方法对定位台控制系统进行测试,结果表明在单频输入信号下,采用自抗扰控制算法的系统均方根误差较逆模型前馈控制下降了1.137～1.137 5μm;系统相对误差有明显下降。结论表明自抗扰控制成功减小了定位台的迟滞特性,提高了控制精度,较逆模型前馈补偿控制有更好的优越性。     

大型风电机组自抗扰转速控制

通常情况下,大型风电机组都具备比较大的转动惯量,这直接造成在风速发生变化时机组转速无法快速地跟踪最大功率点。为了提高风电机组在较低风速下对风能的利用效率,从而提出自抗扰转速控制策略。下面将会对风电机组的相关特性和设计要求以及仿真实验的结果进行分析,希望对未来我国的大型风电机组的自抗扰转速的控制提供借鉴和参考。     

基于改进自抗扰的往复式牵引装置速度控制

为解决往复式牵引装置速度波动的问题,分析引起往复式牵引装置速度波动的原因并提出解决方案。首先,对往复式牵引装置的伺服直驱液压系统进行研究,建立永磁同步电机及液压部分的数学模型,在AMESim软件中建立控制系统仿真模型;其次,为提高往复式牵引装置的控制效果,提出一种基于光滑fal(e,α,δ)函数和前馈扰动补偿的改进自抗扰控制器;然后,通过接口将AMESim软件与MATLAB-Simulink软件进行联合仿真研究,以0.2 m/min阶跃速度作为输入信号,得到控制系统响应时间为0.35 s,稳态精度为0.001 5 m/min,相比改进前的控制系统响应速度更快、稳态精度更高;最后,通过实验平台对改进自抗扰控制器进行实验验证,结果表明实验曲线与仿真曲线较为吻合,验证了控制系统仿真模型的正确性,并将改进自抗扰控制器用于往复式牵引装置的速度控制,解决了往复式牵引装置速度波动的问题,提高了牵引出的管材制品的表面质量。     

基于改进遗传算法的高压直流输电系统逆变器定电压自抗扰控制器的设计

换流站中整流器和逆变器具有良好的控制性能是HVDC系统安全稳定运行的保证.自抗扰控制器(ADRC)对系统时变和不确定性干扰具有良好适应能力,但参数不易整定.本文将一种综合考虑控制器动态性能和被控对象输入受限的改进遗传算法应用到ADRC的参数整定中.将其应用到直流输电系统的逆变器控制器的设计中,仿真结果表明所设计的逆变器定电压自抗扰控制器具有良好的控制性能,对系统的外扰和模型参数的摄动具有良好的适应性.     

异步电机自抗扰控制的动态性能分析

异步电机是强耦合的非线性系统,采用传统的PID控制和现代控制理论难以对其进行精确控制。基于自抗扰控制技术设计的矢量控制系统可以解决参数不确定的异步电机鲁棒性差的难题。针对不同控制方案的控制效果存在差异这一问题,将各种控制系统按照所用变频器的类型不同分为控制电压型和控制电流型两大类,通过对比其动态性能,深入分析造成性能差异的原因,得出电流型控制系统更适合用于电机控制系统的结论。     

机载光电吊舱自抗扰控制算法研究

针对机载光电吊舱工作环境不稳定、参数的时变性以及系统的非线性等问题,结合自抗扰控制原理,研究了机载光电吊舱控制系统的数学模型及自抗扰离散控制算法,对机载光电吊舱自抗扰控制器进行了方案设计,经仿真分析并与传统控制算法进行比较,该系统对外部扰动的多变性和参数的不确定性具有很强的适应性和抗扰性能,控制性能可靠。     

改进蜂群算法在风机变桨距控制中的应用

风力发电系统建模过程复杂,具有很强的非线性,受参数变化和外部干扰严重,且运行环境恶劣。因此,在控制器部分提出用自抗扰控制理论解决风力发电系统的变桨距控制问题,实现最大功率跟踪。并采用改进人工蜂群算法对自抗扰控制器的参数进行优化,解决其整定过程繁琐,具有很多不确定性的问题。MATLAB的仿真结果表明,优化后的控制器调整参数减少,简化了调节过程,弥补了人工蜂群算法搜索过程寻优速度慢,迭代后期容易陷入局部最优的不足,提高了优化精度。     

基于小生境粒子群优化的挖掘机器人自抗扰视觉伺服控制

为提高挖掘机器人的自主挖掘能力,设计一种基于图像的自抗扰视觉伺服控制器,对挖掘机器人的动臂、斗杆、铲斗组成的3节机械臂末端位置和姿态在x-z平面进行控制,实现自主挖掘目标任务。针对自抗扰控制器需要整定的参数较多,参数间相互影响,整定困难的特点,引入粒子群算法对控制器参数进行优化。由于原始粒子群算法存在后期易陷入局部最优的缺欠,采用小生境粒子群算法对自抗扰控制器参数进行整定优化。对粒子群及小生境粒子群算法的优化性能进行比较研究的基础上,设计了适合挖掘机器人的自抗扰视觉伺服控制器,采用小生境粒子群算法得到自抗扰控制器整定参数。搭建xPCTarget主机—目标机环境进行试验及仿真,表明小生境粒子群优化的自抗扰视觉伺服控制器控制精度高、鲁棒性强。     

中储式磨煤机制粉系统的自抗扰控制

中储式磨煤机制粉系统是典型的三入三出系统。其具有强耦合。非线性。大惯性的特点。常规的PID很难满足其控制要求。自抗扰控制器是利用非线性控制理论而设计的新型控制器,能实现对被控对象的良好控制。本文利用了自抗扰控制器,设计了基于自抗扰技术的磨媒机制粉系统。仿真结果表明。自抗扰控制器有很强的抗干扰能力和鲁棒性,有很好的使用价值和应用前景。     

光电望远镜伺服系统速度环的自抗扰控制

针对大口径光电望远镜惯量大、存在摩擦非线性的特点,设计了自抗扰控制器以改善伺服系统的速度响应特性.介绍了自抗扰控制器的工作原理和基本结构,给出了控制器参数的选择依据,并仿真分析了各个参数的作用效果.最后,在实际望远镜转台上和常规PID控制器进行了对比实验.结果表明,采用自抗扰控制器,既可以实现大速度阶跃响应快速无超调,...     

基于控制增益实时辨识的BLDCM自抗扰控制

自抗扰控制具有算法简单、性能优良等优点,控制增益b对控制效果的影响较大,高效稳定地在线辨识出该参数对提高控制效果具有重要意义。设计了一种基于模型参考自适应参数辨识的新型自抗扰控制器,核心参数自适应变化使该控制器拥有更好的性能,仿真结果表明参数b辨识准确并且该控制器相对于传统自抗扰控制具有更好的控制效果。     

改进自抗扰控制谐波式电动舵机伺服系统

针对电动舵机系统的非线性、快时变等特点,提出了改进的自抗扰控制器以改善系统的位置跟踪性能。首先,给出电动舵机的系统模型及控制策略,分析了系统中非线性因素的影响;设计了改进自抗扰控制器,并利用现代控制理论给出了控制器参数的选择方法。然后,在舵机系统中进行仿真分析,验证了该控制器的可行性。最后,基于谐波式电动舵机对改进的自抗扰控制器与常规自抗扰控制器及PI控制器进行对比实验。实验结果表明:跟踪10sin(5πt)正弦信号时,改进自抗扰控制器能够消除位置平顶和速度死区,相位滞后为0.087 22rad;跟踪±1°~±15°角位置时,上升时间为9~18ms,超调量为0~7.25%,稳态均方差为0.007 60~0.010 83,性能明显优于常规自抗扰控制器和PI控制器。得到的数据显示该控制器减少了设计参数,位置跟踪超调量小,响应时间快,稳态均方差小,改善了舵机系统的动态和稳态性能。