基于预测自适应律的PMSM滑模控制

针对永磁同步电机在系统参数摄动和外部负载扰动下鲁棒性差的问题,设计了一种基于预测自适应律的滑模速度控制器。通过预测自适应律在线估计系统扰动变化值,并据此进行实时电流补偿,从而抑制转速波动,提高系统的抗扰动能力。仿真结果显示,该控制方法可实现快速、准确跟踪1000r/min的速度指令,调节时间为0.02s,稳态误差为0.9r/min;加入10N·m的负载扰动时,基于预测自适应律滑模控制的转速波动最大值为18r/min,与PI控制相比减小了81%。仿真分析表明,基于预测自适应律的滑模控制方法能有效抑制由系统扰动引起的转速波动,使系统具有更好的速度控制精度和鲁棒性。     

基于新型趋近律的PMSM反演滑模控制

在永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中,针对传统的PI控制器控制精度不足、超调量大、易受外界扰动影响的问题,本文提出了一种反演滑模控制器替换传统的PI控制器,该反演滑模控制器是由反演法与滑模控制理论相结合产生的,且在趋近律设计方面引入双曲正切函数和系统状态变量,从而形成一种新型趋近律,代替传统的指数趋近律,提高系统的收敛速度,减小滑模抖振现象。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明,该方法使系统对电机的转速有着良好的控制效果,与PI控制、传统滑模控制以及变指数滑模控制相比较,具有较好的动态响应性能,转速超调量分别减少了22.15%、18%和2.75%,系统抗扰动能力提高,具有较强的稳定性。     

异步电动机复合滑模直接转矩控制方法研究

针对传统直接转矩控制系统低速时电机转矩和转速波动大的不足,设计了复合滑模直接转矩控制器,该控制器由一积分切换的自适应滑模控制器并联积分环节构成.在Matlab/Simulink下分别建立了传统直接转矩圆形磁链轨迹控制模型和复合滑模直接转矩控制模型.仿真结果验证,与使用传统直接转矩控制算法相比较,该方法能提高系统鲁棒性,在相同仿真条件下转矩和转速的波动明显减小,从而证明了该方法的可行性.     

基于dSPACE的PMSM反演滑模控制

研究了变参考转速及负载条件下永磁同步电动机(PMSM)的转速跟踪控制问题,结合反演和滑模控制算法设计了一种PMSM的速度控制器.该算法综合了反演控制动、静态特性好以及滑模控制鲁棒性强的特点,有效提高了PMSM控制系统的转速动态跟踪特性.仿真和dSPACE实验结果表明,相比于反演控制器,反演滑模变结构控制器具有更好的转速动态响应以及更强的鲁棒性.     

基于ACA-BFA算法的PMSM自适应模糊滑模控制

为研究永磁同步电机(PMSM)在无速度传感器工况下的速度跟踪估计,以PMSM的工作原理为基础,建立内埋式PMSM的数学模型。基于自适应模糊微分积分滑模(AFDI-SMC)鲁棒性强的优点,提出了在蚁群-细菌觅食(ACA-BFA)融合算法优化滑模控制器参数条件下采用旋转高频电压注入法对电机转速进行估计的无速度传感器控制方案,并分析了电机在高低速运行时的特点。实验结果表明,采用ACA-BFA融合算法优化滑模控制器参数并结合高频电压注入法的自适应模糊滑模控制系统在加载高速(2 000 r/min)运行时的绝对误差为60 r/min,转速相对误差为3%,稳定运行时转子位置最大误差约为4°(电角度)合2°(机械角度);加载低速(50 r/min)运行时的绝对误差为8 r/min,转速相对误差为16%,稳定运行时转子位置最大误差约为5°(电角度)合2.5°(机械角度)。     

基于GSO-BFA算法的PMSM自适应模糊滑模控制

为研究永磁同步电机(PMSM)在无速度传感器工况下的速度跟踪估计,以PMSM的工作原理为基础,建立内埋式PMSM的数学模型。基于自适应模糊微分积分滑模(AFDI-SMC)鲁棒性强的优点,提出了在萤火虫-细菌觅食(GSO-BFA)融合算法优化滑模控制器参数条件下采用旋转高频电压注入法对电机转速进行估计的无速度传感器控制方案,并分析了电机在高、低速运行时特点。实验结果表明,采用GSO-BFA融合算法优化滑模控制器参数并结合高频电压注入法的自适应模糊滑模控制系统在高速(2000 r/min)负载工况下的绝对误差为60 r/min,转速相对误差为3%,稳定运行时转子位置最大误差约为4°电角度(合2°机械角度);低速(50 r/min)负载工况下的绝对误差为8 r/min,转速相对误差为16%,稳定运行时转子位置最大误差约为5°电角度(合2.5°机械角度)。     

双馈电机系统滑模变结构反演控制的研究

应用滑模变结构理论和反演控制方法设计了双馈感应电机的非线性控制器.该控制器结合反演法的动、静特性优良和滑模变结构控制鲁棒性强的优点,可以良好地实现电机转速的跟踪控制.针对电机转矩给定控制,提出了一种复合控制算法,有效地提高了系统动态性能和静态精度.对于所提出的控制策略予以详细推导,并在Matlab/simulink环境下进行了仿真试验.仿真结果表明,该控制策略能够实现双馈电机转速的有效跟踪,系统具有良好的动、静态性能和较强的鲁棒性.     

SCR脱硝系统的反演积分滑模控制方法研究EI北大核心CSCD

由于选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)脱硝系统具有大惯性、非线性以及不确定性的特点,使得常规PID控制方案不能较好地实现SCR脱硝系统的控制。为此,该文提出将基于反演算法的积分滑模控制方案应用于SCR脱硝控制系统的内回路中,同时采用果蝇算法改进的粒子群寻优算法获得反演积分滑模控制器的最优参数。在不同机组负荷情况下的设定值跟踪和抗干扰实验表明,所提控制方案的控制效果优于常规PID控制及积分滑模控制。由蒙特卡洛仿真结果可知:相比于常规串级控制结构,基于反演积分滑模控制的SCR脱硝控制响应速度更快、抗干扰能力更强、鲁棒性更好,且具有很好的动态性能与稳态性能。     

基于优化滑模观测器的无刷直流电机变结构直接转矩控制

本文提出一种由一个优化滑模观测器及一个变结构控制器组成的直接转矩控制系统,应用于永磁无刷直流电机。滑模观测器用来获取绕组反电动势,为减小系统抖振,引入连续光滑的反正切函数,并且证明了观测器的收敛条件及稳定性。然后以转速误差为基准建立滑模切换面,构造出变结构控制器,得到转矩控制的参考值。最终通过转矩误差并参考霍尔位置信号选择合适的空间电压矢量,完成直接转矩控制。该方案的控制效果能够不受制于电机参数变化及干扰影响,具有很强的鲁棒性。实验结果证明了该方案的正确性及有效性。     

基于改进二阶滑模控制器的PMSM控制策略研究

永磁同步电机矢量控制系统中,PI控制器对永磁同步电动机参数变化敏感,严重影响控制性能。对传统滑模观测器(SMO)进行改进,使得增益随电机参数自适应变化,将SGN函数改成连续函数SIGN函数,设计Super_twisting控制器,在实现转速估计的同时,进一步减小系统的误差。仿真表明,自适应增益观测器能够准确地观测转速和位置,与PI控制相比,基于Super-twisting滑模控制器的电机转矩和转速脉动减小,响应速度更快。     

永磁直线同步电机自适应反推滑模控制

针对高速高精数控机床直线伺服系统,考虑参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响,设计反推滑模控制器(ABSMC).实际应用中不确定确界未知,通过设计自适应率修正不确定确界观测值.经分析验证,并与反推滑模控制相比,自适应反推滑模算法在保证系统全局一致渐进稳定情况下,能很好抑制不确定因素对系统性能的影响,位置跟踪鲁棒性强,同时抖振得到明显削弱.     

PMSM位置伺服系统的自适应反步滑模控制

针对PMSM位置伺服系统参数和负载的不确定因素,借助于反步设计思想与自适应控制和滑模控制相结合,研究该系统的位置跟踪自适应反步滑模控制器.利用Lyapunov理论,获证该系统在所获控制器作用下是全局渐近稳定的.数值实验显示,该控制器能有效抑制系统参数和负载转矩的变化,系统的鲁棒性强,位置输出能有效跟踪参考信号.     

永磁同步电机最优滑模控制

为了减少永磁同步电机调速中的动态误差,提出了一种积分性能最优的滑模控制方法。该方法以滑模控制中的动态误差为性能指标,在此基础上建立最优切换函数,并采用最优控制理论对滑模控制器进行设计。用该方法设计的滑模控制系统,通过滑模面斜率的连续变化,能够加速系统状态变量到达滑模面的过程,极大地提高对参数摄动和外部干扰的鲁棒性。仿真结果表明,该时变滑模面控制方法使系统具有无超调、快速、稳定等优点,提高了系统的鲁棒性。     

永磁同步电机调速系统的快速幂次趋近律控制

针对在采用PI控制器的永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统中,PI控制器无法满足高精度控制要求,且易出现积分饱和的问题,提出一种基于快速幂次趋近律的滑模变结构控制器。该趋近律是在幂次趋近律的基础上,加入指数项以及系统状态变量。其中,指数项具有较快的收敛速度,可以解决幂次趋近律在远离滑模面时趋近速度慢的问题,系统状态变量可抑制由于引入指数项带来的抖振。基于该改进趋近律设计永磁同步电动机滑模速度调节器,并采用李雅普诺夫函数对其进行稳定性分析。经过与PI速度控制器进行仿真实验比较,结果表明采用该控制器的系统可实现速度无超调跟踪,并具有稳定性高、抗负载扰动强的优点。     

基于新型积分自适应滑模控制策略的永磁同步电机控制

设计了一种永磁同步电机(PMSM)参数扰动和负载扰动的新型控制策略。通常PMSM控制是通过PI控制设计的,控制效果不佳,因此提出一种新型积分滑模控制(SMC)策略进行转速控制器设计。积分SMC具有较强的抗干扰性,不仅可以抑制控制系统的高频微分扰动,而且可以降低系统稳态误差,使控制更精确。设计趋近律函数对滑模控制器进行优化,使SMC参数自适应调节,提高系统响应速度。考虑到系统参数和负载扰动对控制性能的影响,将自抗扰环节引入SMC,提高了系统的抗扰性。最后通过仿真试验验证了控制系统良好的控制性能。     

无速度传感器的永磁同步电机滑模控制

基于模型参考自适应系统(MRAS)方法,完成了永磁同步电机(PMSM)无传感器控制中的速度估计,节约了成本,并提高了驱动系统的可靠性。在此基础上应用滑模控制理论,采用积分滑模面及滑模等效控制,对PMSM驱动系统速度跟踪控制进行了研究,提高了系统的鲁棒性和快速性。建立了PMSM驱动无传感器矢量控制系统的仿真模型,设计了速度滑模控制器。仿真结果验证了该方法的有效性,系统具有较好的动、静态特性。     

An improved adaptive backstepping approach on static var compensator controller of nonlinear power systems

The transient stability problem of a single‐machine infinite‐bus system with static var compensator is solved in this paper, where the static var compensator controller is designed by an improved backstepping method combining error compensation, adaptive backstepping control, and sliding mode variable structure control. Crucially, the error compensation term, which chooses in the step of virtual control by the adaptive backstepping method, is introduced to ensure that the system states are bounded, maintaining the nonlinearity of the power systems while also improving the speed of parameter identification. Meanwhile, the Lyapunov function is constituted step by step to achieve stability of the subsystem. In addition, a parameter updating law and a nonlinear control law are explicitly given to asymptotically stabilize the closed‐loop system. Finally, a simulation is used to illustrate the effectiveness and the practicality of the proposed control approach.     

基于改进滑模趋近律和非线性干扰观测器的PMSM位置跟踪

针对永磁同步电机（PMSM）在实际运行过程中会受到参数摄动和外界不确定干扰等非线性因素影响,导致电机控制性能下降,位置跟踪精度降低。提出将滑模控制（SMC）与反演控制(Backsteeping Control)结合设计非线性控制器,对反演滑模控制中的趋近律做出改进,提出一种基于指数趋近律的双幂次趋近律,并利用非线性干扰观测器（NDOB）观测和估计干扰,对其进行补偿。最后利用Matlab/Simulink进行仿真,结果显示：该方法在一定程度上提高了电机位置控制精度,减小了位置跟踪误差,同时增强了系统抗干扰能力。     

基于积分时变滑模控制的永磁同步电机调速系统

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统,设计了一种积分时变滑模变结构的速度环控制器,解决了传统PID控制器鲁棒性差、系统抗扰能力弱和动态响应性能不佳的问题。在滑模面的设计中引入误差信号的积分项,避免控制量中对加速度信号的要求,增强系统的抗干扰能力;同时引入时变项,在保证系统全局稳定的前提下提高了滑模面的收敛速度。在基于DSP的PMSM实验平台上进行实验,结果表明,所提出的积分时变滑模控制方法能够实现精确的速度控制,与传统的PID控制方法相比,能够更好、更快地跟踪给定速度信号。     

永磁直线电机自适应反推滑模鲁棒跟踪控制

针对高速高精伺服系统,考虑永磁直线同步电机(PMLSM)参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响,设计自适应反推滑模控制器(ABSMC).由系统位置、速度误差建立滑模面,利用反推理论推导出反推滑模控制律.实际应用中不确定确界未知,通过设计自适应律修正不确定确界观测值.经分析验证,并与反推滑模控制相比,自适应反推滑模算法在保证系统全局一致渐进稳定情况下,能很好抑制不确定因素对系统性能的影响,对参考指令位置跟踪鲁棒性强,同时抖振得到明显削弱.