基于扩张状态观测器的自抗扰滑模导引律

考虑零脱靶量落角约束问题,针对大机动目标,提出一种自抗扰模糊滑模导引律,采用Lyapunov稳定性判据证明其稳定性。通过扩张状态观测器实时估计目标机动,并在自适应神经模糊滑模导引律中进行补偿,提高导引律对大机动目标的导引性能。考虑实际情况的量测噪声,引入一阶低通滤波器,并重新设计带滤波器的扩张状态观测器,通过滤波方程补偿,消除滤波器带来的观测误差。研究结果表明:所设计导引律能够实现对大机动目标的落角约束打击,对于噪声干扰具有良好的鲁棒性。     

浅议AUV深度的自抗扰控制

文章将自抗扰控制技术引入到AUV的深度控制中,分析AUV深度控制的数学模型,并在Matlab中建立AUV深度控制的ADRC模型,进行仿真验证。结果表明,所设计的自抗扰控制器在水下机器人的定深控制方面表现出较好的鲁棒性和适应性。     

凹版印刷机放卷张力模糊自抗扰控制方法

目的提高凹版印刷机放卷系统张力控制的稳定性。方法结合模糊控制和自抗扰控制提出一种放卷张力控制方法。根据放卷系统的工作原理,分别建立料带张力、摆辊动力学、辊筒动力学的数学模型,进而得到放卷系统的非线性数学模型。为了提高控制系统的解耦性能、抗干扰性和内部鲁棒性,基于自抗扰控制的同时引入模糊控制,设计一种模糊自抗扰控制器,并进行相关仿真研究和分析。结果与PID控制器相比,该模糊自抗扰控制器较好地实现了系统解耦,而且具有更好的抗干扰性和内部鲁棒性。结论文中方法可以实现凹版印刷机放卷系统的恒张力控制。     

光电平台伺服系统自抗扰滑模控制

提出一种基于参考模型的自抗扰滑模控制器,它包括一个自抗扰控制器和一个全局滑模控制器.根据参考模型,利用跟踪微分器设计自抗扰控制器,控制参考模型的输出精确跟踪指令输入信号.全局滑模控制器控制伺服系统被控对象的输出高精度跟踪参考模型的输出.光电平台伺服系统的实验结果证明该新型控制器能有效补偿系统的参数不确定性和非线性扰动,提高了伺服系统的跟踪精度.系统具有全局鲁棒性.     

机载摄影稳定平台的自抗扰控制

针对航空摄影稳定平台中非线性、多干扰的控制问题,采用自抗扰控制方法对三框架稳定平台进行分散独立控制。利用拉格朗日定理建立了考虑外部干扰的三框架结构稳定平台的动力学方程。设计独立的扩张状态观测器对每个环架的未知模型动态与外部扰动进行动态估计和补偿,采取非线性状态反馈控制以提高系统的控制性能。通过仿真和实验证明采用该方法设计的控制器不仅能满足系统稳态精度的要求,而且有效抑制了负载变化和不确定性扰动对系统的影响,提高了系统的稳定性和适应性。     

基于改进型自抗扰控制的永磁同步电机伺服控制

目的 解决传统包装机械存在的包装速度慢、包装质量堪忧等问题,满足包装机械的高效率、高精度等要求,提高食品包装的自动化水平和包装企业的经济效益。方法 对具有较大潜力的永磁同步电机,进行控制器和控制方法的研究与改进,并最终选定自抗扰控制器,对自抗扰控制器中非光滑函数fal进行改进得到连续平滑的tal函数,使其减小在原点周围的颤振,并且基于tal函数重新设计非线性状态误差反馈率和扩张状态观测器,以取得对永磁同步电机更好的控制效果。结果 仿真表明,tal函数比fal函数具有更好的平滑性和连续性。基于改进型自抗扰控制的永磁同步电机具有更好的动态性能、稳态精度、抗扰能力和跟踪能力。结论 文中优化后的永磁同步电机伺服控制系统,适用于高精度、负载变动频繁的场合,能够有效地提高包装自动化水平,满足高效率、高精度的包装行业要求。     

机载光电跟踪平台伺服系统自抗扰控制

摩擦非线性造成机载光电跟踪平台伺服系统低速不平稳性,增加了系统的稳态误差.常规PID控制难以满足光电跟踪平台高精度伺服系统的性能要求.采用一种新的二阶离散系统最速控制函数设计自抗扰控制器,将它作为机载光电跟踪平台伺服系统的位置环控制器.实验结果表明,当系统跟踪幅值为0.5°、频率为0.159 Hz的正弦输入信号时,在0...     

基于神经网络优化的交流自抗扰伺服系统控制

目的 为了解决传统交流永磁同步电机伺服自抗扰控制系统中外界扰动、非线性特性和本身自抗扰控制中参数较多且整定难的问题.方法 利用小波神经网络对自抗扰控制中的扩张状态观测器的误差校正系数进行在线整定,设计出基于小波神经网络优化的自抗扰控制器及相关的控制系统,以实现对整体控制系统的性能优化,并通过在Matlab/SIMULINK仿真实验与传统PID伺服控制系统和未进行优化的交流自抗扰伺服系统进行对比验证.结果 仿真结果表明,基于小波神经网络优化的交流永磁同步电机伺服自抗扰控制系统对目标位置动态响应快、稳态误差小、抗干扰能力强,稳态时转矩脉动小.结论 与常规未优化自抗扰伺服系统和传统PID伺服系统相比,基于小波神经网络优化后的自抗扰伺服系统,能有效地提高伺服系统控制性能和鲁棒性.     

光电跟踪系统力矩波动的自抗扰控制

为解决光电跟踪伺服系统受电机力矩波动影响产生的速度波动问题,提出了一种改进的自抗扰控制策略进行力矩波动补偿。该算法主要由两部分组成:通过扩张状态观测器辨识出系统扰动,然后将该扰动前馈到系统控制量中去,构成复合校正系统;反馈通道中采用两参数的比例微分控制器,可以保证系统的稳定性和良好的动态特性。仿真分析和实验结果表明:与同等闭环控制带宽的PI控制器相比,自抗扰控制器可以提高系统对扰动力矩的抑制能力,采用自抗扰补偿时,速度误差的峰值由1.88%降低到0.65%,速度误差的均方根值由0.8%降低到0.2%。实验结果证明提出的方法能够有效降低电机力矩波动的影响,提高速度平稳性。     

基于自抗扰控制算法的麦克斯韦快刀伺服控制系统

使用麦克斯韦力驱动的快速伺服刀具加工自由曲面,可以获得表面质量更优的加工效果.在快刀控制系统中引入适当的控制方式能够改善快刀的频响性能.本文针对麦克斯韦快刀,搭建包括软硬件在内的控制系统,硬件控制结构采用FPGA+DSP嵌入式控制架构,并加入自抗扰先进控制算法实现系统良好的抗干扰性能.为验证闭环控制系统性能,在自主搭建的精密位移测试平台进行系统位移分辨力和闭环带宽的测试,测试结果表明系统位移分辨力为5 nm,对频率108 Hz、峰峰值16μm正弦信号的跟踪误差为0.136μm,对频率540 Hz、峰峰值16μm正弦信号的跟踪误差为0.094μm.快刀系统行程50μm,闭环带宽4 kHz.线下仿真加工实验验证了快刀系统对常规面型的加工能力.     

自抗扰控制技术的原理剖析

本文针对自抗扰控制技术的发展过程及技术核心进行归纳剖析,以单输入单输出系统的自抗扰控制器为基础,对其内部跟踪微分器、扩张状态观测器、非线性误差反馈控制律的结构、功能、特点以及参数整定做了详尽的介绍。同时对单输入双输出系统、双输入单输出系统、双输入双输出系统及多输入多输出系统的自抗扰控制器特点进行剖析,并探讨了未来自抗扰控制研究的方向。     

高速列车谐波转矩振动分析及自抗扰控制

高速列车在实际运行过程中,当路面不平顺、车轮磨耗或者列车由明线运行到突然进入隧道均可能会引起转矩脉动,引起齿轮箱振动加剧。为研究谐波转矩波动幅值对高速列车牵引齿轮箱振动加速度的影响,建立考虑时变啮合刚度、啮合阻尼、啮合误差、齿侧间隙的齿轮传动系统与三相异步动态电机耦合的机电传动系统模型,在Simulink平台上分析牵引传动系统在谐波转矩幅值变化的工况下齿轮箱输入端振动加速度特性。结果表明,谐波转矩增大使齿轮箱振动加速度加大,且横向振动加速度增加最明显。耦合系统叠加混合型自抗扰控制器(ADRC)后,对谐波转矩引起的齿轮箱横向振动具有较好的抑制作用。     

自抗扰控制在航空成像稳定平台上的应用

针对航空成像稳定平台工作过程中的扰动问题,本文提出采用自抗扰控制方法,对力矩波动、传感器误差等不确定因素,进行非线性的估计与动态补偿分析。该方法根据两轴直角速率陀螺平台的系统结构,导出控制系统回路的状态方程,采用跟踪-微分器安排过渡过程,非线性地观测含总扰的扩张状态变化,对反馈误差做开关式的饱和处理。由对设计系统的仿真,基于自抗扰控制模拟了航空成像稳定平台的视轴稳定与像移补偿,并对比其与PID控制在不同幅、频扰动下的跟踪效果,探讨其对不同扰动的适应能力。最后的正弦加扰的引导结果表明,自抗扰控制的影像定位精度较高,在系统受到白噪声与低频波动的干扰时,位置误差较PID控制提高了44.57%;而随输入信号与扰动频段的升高,自抗扰控制的优势有所下降。     

基于自抗扰控制的微电网三相不平衡问题研究

当微电网中三相负载呈现不平衡状态时,会导致三相输出电压不平衡,若采用三相四桥臂逆变器,则可解决此问题。但在dq0旋转坐标系下,三相四桥臂逆变器输出电压和输出电流会相互耦合。同时若系统中出现负载不平衡工况,直接采用开环控制,因不平衡负载导致输出电压中含有二倍频扰动,所以负载端输出电压仍然处于不平衡状态。针对上述2个问题,建立了三相四桥臂逆变器对应的数学模型,推导被控对象开环传递函数,对三相不平衡问题进行了深入分析。同时根据系统模型信息,设计二阶自抗扰控制器,目的是对dq轴电压、电流进行解耦,同时可以减少测量原件的个数。并针对由不平衡负载产生的二倍频扰动引入比例谐振控制器,最后通过Matlab/Simulink仿真,验证了该解决方案的有效性。     

基于自抗扰控制的放卷系统张力控制器设计

目的在印刷机放卷系统中,利用自抗扰控制(ADRC)技术,提出一种张力控制的新方法。方法根据放卷系统的工作机理,首先建立放卷张力系统的非线性数学模型,推导了系统阶数和输入系数。然后针对所建立的放卷张力系统数学模型,利用ADRC技术设计放卷系统的张力观测器和张力控制器。最后通过仿真和实验验证所设计的张力控制器的内部鲁棒性和抗干扰性能。结果在ADRC控制下,张力T2不受辊筒1半径R1和辊筒2角速度ω2变化的影响,能够快速无超调地达到稳定值60 N;随着R1的减小和ω2的增大,ADRC控制下产生的误差无论从数值上还是持续时间上都比PID控制下产生的误差小得多。结论仿真和实验的结果表明,所设计的ADRC控制器较传统PID控制器具有更好的鲁棒性和抗干扰性。     

传导抗扰度测试的信号电平控制方法

通过对传导抗扰度测试的信号电平控制方法进行分析,表明功率放大器增益的不确定度会导致试验电平的误差。为了避免功率放大器增益所引起的误差影响,对信号电平的控制方法提出改进。通过监测功率放大器的输出功率,调整输出信号的大小,提高传导抗扰度测试的准确性。     

基于自抗扰Smith预估补偿方法的超临界机组再热汽温控制研究

为了解决超临界火电机组再热汽温波动大、自动难于投入以及喷水量大造成经济性差的问题,将自抗扰（active disturbance rejection controller,ADRC）控制技术与Smith预估补偿控制有机融合,提出了一种适用于存在大滞后与非线性特性的先进再热汽温优化控制策略。对某600 MW超临界机组再热汽温对象进行仿真研究,结果表明：与传统再热汽温控制系统相比,所提出的先进再热汽温控制策略可以减小再热汽温的波动,设定值跟踪性能与抗扰动能力均得到较大改善,同时可以减小喷水量提高机组经济性。     

激光导引AGV的自动引导系统设计

 激光导引技术是目前AGV系统普遍采用的引导方法，柔性好和精确高是其突出特点．介绍了AGV的基本概念、导引方式、车体结构和运动控制方式，重点介绍了激光扫描车体方位计算原理并结合路径轨迹推算导向法，设计了激光导引AGV的自动引导系统的结构和软件功能。     

混合煤气管道双蝶阀串联系统自抗扰解耦控制研究

针对煤气混合蝶阀串联系统具有强耦合、不确定性、干扰因素多、非线性等特点,首先建立了煤气混合过程双蝶阀串联系统数学模型,应用自抗扰控制（ADRc）静态解耦和扩张状态观测器（ESO）动态解耦技术．给出一种适用于煤气混合蝶阀串联系统的ADRC解耦设计方案。仿真结果表明,该控制方案不仅具有较好的跟踪性能、抗扰动能力,而且解耦效果优良。