粒子群神经网络辨识的机器人分数阶滑模控制

研究了一种粒子群算法优化的神经网络分数阶滑模变结构控制方法，并将其应用到工业机器人路径跟踪研究中。首先采用粒子群算法优化的神经网络辨识工业机器人的系统模型，训练得到与系统控制参数解析度最相关的模型；然后基于分数阶理论与滑模变结构理论设计了分数阶滑模变结构控制器，作为系统的主控制器应用到工业机器人轨迹跟踪控制系统中。仿真及实验结果表明，该方法具有良好的跟踪性能和快速性。     

基于分数阶次符号函数的永磁同步电机滑模控制技术

针对永磁同步电机的传统滑模控制技术中趋近速度与抖振程度之间存在矛盾的问题,利用分数阶积分型符号函数的特性,设计了一种基于分数阶的积分时变滑模变结构控制器。在趋近律的设计中引入分数阶,达到了在抖振程度较小的前提下提高系统响应速度的目的。仿真和实验结果证明了所提出的滑模控制方法相比于传统的滑模控制方法能更快、更好地跟踪给定的信号,且对系统外部扰动具有较强的鲁棒性。     

车用PMSM的双闭环分数阶PID控制策略研究

纯电动汽车永磁同步电机（PMSM）控制系统是一种非线性、强耦合的复杂系统,为提高永磁同步电机的整体控制性能以及鲁棒性,文中提出了一种双闭环分数阶PID控制策略,分别对电流内环和速度外环进行相应的分数阶控制。通过建立电机的电流环模型进而得到整体系统的分数阶模型,设计出电流环以及速度环的分数阶PID控制器,并利用粒子群优化算法（PSO）对控制器参数进行寻优,以便于获得更好的控制性能。将所设计的分数阶控制器应用于车用永磁同步电机的控制中,通过与传统PID控制在不同转速、负载突变时的控制性能相对比,验证了文中所设计的分数阶PID控制器具有良好的动态特性和鲁棒性。     

基于扰动观测与分数阶终端滑模转速调节器的永磁同步电机模型预测控制

针对三相永磁同步电机(PMSM)驱动系统,为提高其转速控制精度和响应速度,减小定子电流脉动,结合分数阶控制理论和终端滑模控制技术设计了一种分数阶终端滑模(FOTSM)转速调节器。在提高系统响应速度和精度的同时减小了传统滑模控制的抖振,增强了系统的抗扰动能力和鲁棒性;考虑PMSM在实际运行过程中易受到参数变动及外部扰动不确定性等因素的影响,基于滑模控制技术设计了一种扩展滑模扰动观测器(ESMDO),实现了对系统所受内外扰动的实时观测及前馈补偿;采用分数阶控制理论来设计转速调节器能够更加切合实际的控制过程,使所得到的系统参数和实验数据更加符合电机运行的真实情况;采用模型预测转矩控制(MPTC)算法取代传统的DTC系统,减小了转矩和磁链脉动、提高了系统的运行性能。通过对比仿真验证了所设计的控制策略的正确性。     

基于分数阶全局滑模控制的永磁同步电动机的研究

为了提高永磁同步电动机(PMSM)控制系统的抗干扰能力,在传统双闭环PI控制的基础上,将速度外环采用速度误差的分数阶微积分,设计了分数阶全局滑模控制器。利用分数阶系统随时间变化衰减缓慢的特性来增强系统的鲁棒性,并针对传统滑模控制中存在的抖振问题引入了边界层法,即采用饱和函数代替控制律中的开关函数,从而有效地削弱滑模面的抖振现象,提高了系统的综合性能。MATLAB仿真结果表明,相较于传统的双闭环PI控制,PMSM分数阶全局滑模控制系统对负载扰动和转速突变具有更好的跟踪能力和鲁棒性。     

滑模及分数阶理论在电机控制系统中的应用

为了提高永磁同步电机在运行过程中的抗干扰能力、快速反应能力及对参数变化的不敏感性,对常见的速度环PI控制器进行改进。通过分析多种不同的滑模控制理论的优缺点,设计滑模速度控制器,结合分数阶理论,设计了分数阶混合趋近律,再利用一种具有连续光滑特性的Sigmoid函数代替常见的符号函数,用以削弱滑模抖振。在设计无传感器控制器的过程中,将锁相环的PI控制改为分数阶PI控制,用以观测转子位置,提高系统的稳定性。通过仿真验证得出结论：改进后的电机控制系统鲁棒性较强,系统误差小,且具有较高的响应速度。     

基于复合积分滑模的永磁同步电机硬件在环位置控制

为了提高永磁同步电机位置控制系统在启动阶段位置响应的快速性以及负载扰动时位置响应的鲁棒性,基于分数阶微积分理论,引入状态变量的分数阶积分项,提出一种非线性复合积分滑模面,设计了相应的复合积分滑模控制器,并通过Lyapunov 定理证明其稳定性。采用线性二次型调节器方法设计了控制器的参数,并在基于SIMULINK/QuaRC的PMSM硬件在环实时控制系统中,对所提控制算法做了性能测试与对比试验。实验结果表明,所提方法在位置响应的快速性以及对负载扰动的抑制能力方面,优于传统整数阶积分滑模控制方法。     

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。     

基于分数阶滑模的风力发电机直接功率控制

为了改善双馈风力发电系统的控制性能,将分数阶滑模控制应用于双馈风力发电机的直接功率控制系统中。将分数阶微积分引入到滑模控制中,构成分数阶滑模控制器,利用分数阶的遗传衰减特性削弱滑模控制的抖振。推导了应用于双馈风力发电系统的分数阶滑模控制律,并用李雅普诺夫稳定性定理证明了系统的稳定性。所提出的分数阶滑模控制系统省略了电流环控制,简化了控制结构,实现了有功功率和无功功率的有效控制。仿真与试验结果显示出所用分数阶滑模控制策略的有效性,同时表明该系统削弱了传统滑模控制中存在的抖振。     

分数阶滑模控制策略提高电力系统暂态稳定性研究

电力系统暂态稳定是电力系统遭受大干扰能够恢复稳定运行的能力,是电力系统安全稳定运行的重要基础。电力系统是一个高度复杂的、强耦合的非线性系统,PSS作为线性控制策略不能够有效抑制大扰动。基于滑模控制,分数阶微积分和有限时间稳定,提出了分数阶滑模控制策略来提高电力系统暂态稳定,使系统能够在有限时间内恢复稳定运行。首先,通过输入输出线性化方法解耦非线性电力系统。然后,提出分数阶滑模控制器并给出其设计和证明过程。同时,给出电力系统在所提出的控制策略性下的收敛时间。最后,在3机9节点电力系统中应用分数阶滑模控制器调节发电机的励磁提高电力系统的暂态稳定,验证了所提出的分数阶滑模控制器的有效性和优越性。     

永磁同步电机的模糊滑模控制

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速而精确的位置跟踪控制,在滑模控制策略中引入模糊控制算法,设计了基于模糊规则的滑模控制器。通过理论分析和控制仿真,证实了模糊滑模控制很好地解决了抖振问题,对参数变化和负载扰动具有较强的鲁棒性,永磁同步电机可获得优良的位置跟踪效果。     

基于模糊滑模算法的永磁同步电机无位置传感器矢量控制

针对传统超螺旋算法二阶滑模观测器(STASSMO)在进行永磁同步电机(PMSM)转子位置和转速估算时固定滑模增益导致鲁棒性差的问题,在已有的稳定条件下提出一种模糊超螺旋算法二阶滑模观测器(FSTASSMO)。利用模糊控制器按照模糊规则进行滑模增益的整定,实现了超螺旋算法滑模增益自整定过程,提高了观测精度,拓宽了有效观测范围,增强了PMSM无位置传感器矢量控制系统的鲁棒性。最后,在MATLAB环境下搭建仿真控制系统对所提出的算法进行验证,结果表明所提算法有效可行。     

永磁同步电机交流伺服系统的滑模模糊控制

针对模糊控制器在设计过程中参数难以确定以及滑模控制存在抖动等问题,将滑模控制理论与模糊控制理论相结合,提出了一种基于Sugeno型模糊推理的滑模模糊控制器的设计方法。使每一条Sugeno型模糊推理规则的后件部分为一滑模控制策略,保证了模糊控制系统的稳定性和动态性能。将该方法用于永磁同步电机交流伺服系统位置控制器的设计,并进行了仿真。结果表明,该方法综合了传统的滑模控制和模糊控制的优点,具有很好的动态跟随性和较强的鲁棒性,有效地削弱了抖动。     

永磁同步电机的模糊滑模控制

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速而精确的位置跟踪控制,在滑模控制策略中引入模糊控制算法,设计了基于模糊规则的滑摸控制器。仿真结果显示模糊滑摸控制较好地解决了抖振问题,对参数变化和负载扰动具有很好的鲁棒性,永磁同步电机可获得很好的位置跟踪效果。     

基于新型趋近律的永磁同步电机积分滑模控制

为了提升永磁同步电机(PMSM)调速系统动态品质,提出了一种基于新型混合趋近律的积分滑模控制算法。在传统指数趋近律基础上,引入了双曲正切函数、终端吸引子和基于系统状态变量幂函数的自适应因子,并结合积分滑模面,提高了系统趋近速度自适应调节能力和干扰抑制能力,有效削弱了抖振水平。基于所提出的趋近律,设计了PMSM新型混合趋近律积分滑模速度控制器,通过仿真完成了与传统PI算法控制性能的对比分析。仿真结果表明,新型趋近律速度滑模控制器具有更好的速度跟踪精度,抗负载扰动性能更好,抖振量非常小,鲁棒性强。     

Single-input fuzzy-like moving sliding surface approach to the sliding mode control

A new approach to the sliding mode control of second-order nonlinear systems is introduced in continuous-time. A single-input fuzzy logic controller is used to continuously compute the slope of the sliding surface, with the result that the sliding surface is rotated in such a direction that tracking performance of the system under control is improved. The proposed fuzzy moving sliding surface approach with a one-dimensional rule base (FMSS-1D) reduces huge number of linguistic fuzzy rules significantly. However, it is shown that the input/output relation of the single-input fuzzy rule base is very close to the input/output relation of a straight line. Therefore, a single-input fuzzy-like moving sliding surface (FLMSS) approach using an approximate line function is then proposed. It is shown that the proposed control approaches have better tracking performance than the conventional sliding mode control with fixed sliding surface. The proposed moving sliding surface approaches are applied to balance an inverted pendulum on a cart. Computer simulations are presented to show the effectiveness of the proposed methods and to make a quantitative comparison with the classical sliding-mode controller with fixed sliding surface method existing in literature.     

高阶滑模消抖控制在永磁同步电动机中的应用

针对永磁同步电动机滑模控制系统抖振问题,利用具有消抖作用的高阶滑模控制算法,提出一种永磁同步电动机的高阶滑模控制策略.在对同步电动机非线性模型分析的基础上,进行反馈线性化解耦控制,设计基于高阶滑模算法的永磁同步电动机控制器.进行基于半物理仿真平台dSPACE的任意阶滑模控制的实验研究,并与传统滑模控制方法进行对比分析....     

交流伺服系统的一种新型位置控制器

文章将模糊逻辑控制和滑模变结构控制两者有机结合,为矢量控制交流伺服系统提出并设计一种新型位置控制器.它由一维模糊控制器和一维模糊逻辑推理机构两部分组成,模糊控制规则由滑动模态到达条件得到.该控制器具备模糊控制与滑模控制两者的优点,同时较好地解决了滑动模态的抖动.仿真结果表明:它能明显增强系统的动静态性能.