基于遗传算法的HVDC整流器自抗扰控制器设计

针对自抗扰控制器(ADRC)参数不易整定的不足,在ADRC的参数整定中应用了一种综合考虑了控制器动态性能和被控对象输入受限两方面的改进遗传算法,该算法应用到直流输电系统的整流器控制器的设计中可提高HVDC的鲁棒性。仿真结果表明所设计的整流器定电流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,所提出的整流器自抗扰控制器设计方法有效可行。     

基于改进自抗扰控制的永磁同步电机无传感器系统研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制无速度传感器系统的速度辨识问题,分别在系统的速度环、电流环设计自抗扰控制器替代传统的PI调节器。通过自抗扰控制(ADRC)中的扩张状态观测器(ESO)对扰动的准确估计进行速度辨识,实现系统的无传感器运行;对典型自抗扰控制器进行改进,简化模型结构并引入模糊控制算法对控制器参数进行优化。仿真结果表明:改进ADRC比PI调节更能满足PMSM系统的高性能控制要求;与模型参考自适应相比,采用ESO观测方法在电机低速运行时的转速估计效果更好,且对电机参数变化不敏感,鲁棒性更强。     

基于最小二乘支持向量机优化自抗扰控制器的永磁同步电机直接转矩控制方法

针对传统PI调节器的缺陷,提出一种基于最小二乘支持向量机(least squares support vector machine,LSSVM)优化自抗扰控制器(active-disturbance rejection control,ADRC)的永磁同步电机直接转矩控制方法。以给定转速和实际转速作为输入信号,以给定电磁转矩作为输出信号,设计了ADRC速度调节器;在此基础上,在回归模型中选取高斯径向基核函数,深入分析了将LSSVM回归模型有效嵌入ADRC调节器的实现方法,实现对ADRC控制器的优化,以提高ADRC观测精度及系统动态响应速度,很大程度上降低了电机参数变化和负载扰动对系统的影响,进一步改善了系统的抗干扰能力。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

LLC谐振变换器自抗扰控制研究

LLC谐振变换器采用PI控制器对环路补偿时存在带宽设计受限、动态性能不佳、抗扰能力较差问题。本文将自抗扰控制(ADRC)等效为二自由度系统,提出利用PID与ADRC之间的等效关系,通过频域法对ADRC参数进行预设计,并采用粒子群算法(PSO)对ADRC参数进行优化,通过多次迭代得到ADRC参数最优解。最后设计并制作一台额定功率为300 W的样机,仿真和实验证明,ADRC控制策略有效解决了传统PID控制器在负载扰动较大情况下系统的调节时间较长问题,加载过程调节时间缩短了3.4 ms,减载过程调节时间缩短了2.5 ms,所设计控制器有效提高了LLC变换器的动态性能。     

ADRC与转矩前馈补偿算法在永磁同步电机控制中的研究

由于永磁同步电机传统矢量控制系统速度PI调节器存在超调量与快速性难以协调、抗干扰能力和鲁棒性差等问题,提出一种运用自抗扰(ADRC)与转矩前馈补偿复合控制的新方法。该方法采用简化的ADRC取代速度调节器中传统的PI算法,同时采用负载转矩前馈补偿对电流环进行优化,全面提高PMSM矢量控制系统双环的抗干扰能力,实现动态和稳态特性的优化;通过Simulink搭建控制系统模型并进行仿真,结论表明,运用自抗扰与转矩前馈补偿复合控制可有效提高PMSM调速系统的抗负载抗干扰能力,同时解决了传统PI控制器快速性与超调量之间的矛盾,验证了该方法的可行性。     

基于改进PSO的LLC谐振变换器自抗扰控制优化

针对传统比例积分微分(PID)控制LLC谐振变换器存在抗干扰能力差、动态性能不佳等问题,提出采用改进粒子群算法优化(PSO)自抗扰控制(ADRC)模型参数,达到优化LLC谐振变换器控制目的。为解耦自抗扰系统参数,对LLC谐振变换器进行小信号建模,将拟建ADRC模型视为二自由度系统,利用PID与ADRC传递函数存在的等效关系,使用频域法获得ADRC模型参数初始值。针对传统粒子易在全局最优位置周边产生振荡现象,采用线性递减惯性权重(LDIW)的粒子群在扩展范围内对ADRC模型参数进行优选重组,提升整定效度。实验证明优化后LLC谐振变换器ADRC动态性能明显改善。启动时电压到达标值减少5 ms,负载突变时电压恢复稳态减少2 ms。     

基于永磁同步电机模型辨识与补偿的自抗扰控制器

在用1阶自抗扰(active disturbance rejection controller,ADRC)控制的永磁同步电机(permanent magnetic synchr- onous motor,PMSM)调速系统中,当扰动变化大时,扩张的状态观测器(extended state observer,ESO)难以保证对扰动的估计精度。为了使ESO对扰动有更好的估计,提高1阶自抗扰控制器的性能,提出了PMSM调速系统的模型补偿自抗扰控制器方案。辨识出系统的部分模型,利用部分模型信息在一阶自抗扰控制器对扰动进行部分补偿,从而减小了ESO对扰动估计的压力,使得扰动估计精度提高。仿真结果表明,该算法具有更好的抗负载扰动能力。     

基于自抗扰控制器的无刷直流电动机速度控制

无刷直流电动机作为一个多变量强耦合非线性系统,采用经典PID控制难以得到满意的控制效果.采用自抗扰控制器来提高无刷直流电动机控制系统的动态性能和鲁棒性,自抗扰控制器设计过程中不需要对象模型结构和参数的精确信息.实验比较了PI控制器和自抗扰控制器的控制效果,结果表明自抗扰控制器(ADRC)对外部扰动和电动机参数的变化具有较强的鲁棒性.     

单轴稳定平台的自抗扰控制器设计

制导火箭弹中，常采用永磁同步电动机（PMSM）直驱稳定平台的控制方式实现稳定平台的解旋控制。自抗扰控制器（ADRC）算法中的扩张状态观测器（ESO）不依赖于控制系统的精确模型，能够实时估计载体转速和一些不确定的扰动。依据自抗扰控制技术，设计了单轴稳定平台的ADRC，对控制器优化处理，并进行了Matlab仿真以及实验验证。结果表明，该系统具有较强抗干扰能力及较高的控制品质。     

自抗扰控制器优化设计及其应用

自抗扰控制器(ADRC)是针对非线性不确定系统提出的一种新型非线性控制器。在深入研究自抗扰控制技术理论的基础上,通过非线性系统的线性化和参数整合等方法设计出了优化ADRC,并给出了新的参数整定方法。MATLAB仿真表明,优化后的ADRC需调整的参数大大减少,调节过程也得到简化,但性能并未受到影响,对被控系统的不确定性和外扰有很强的适应性和鲁棒性。     

基于矢量控制的异步电机自抗扰控制

针对异步电机矢量控制系统在负载变化和电机参数变化时转速易受较大影响的问题,研究了采用自抗扰控制器(ADRC)对负载扰动和电机参数变化进行估计和补偿的方法。根据自抗扰控制器的数学特征和异步电机的数学模型,采用扩张状态观测器(ESO)对电机模型的参数摄动和变量耦合项进行观测并补偿,确定了矢量控制系统中自抗扰转速环控制器、自抗扰磁链环控制器、自抗扰d轴电流环控制器和自抗扰q轴电流环控制器的形式。仿真和实验结果表明,与传统的比例积分控制器(PI)相比,ADRC控制器对系统负载扰动和电机参数变化具有较好的鲁棒性和动态性能。     

基于BAS-PSO优化自抗扰的高速列车速度跟踪控制

针对高速列车自动驾驶系统,采用基于天牛须粒子群（BAS-PSO）优化自抗扰控制（ADRC）的算法,设计速度跟踪控制器。基于列车动力学模型设计自抗扰控制器,并以ITAE作为目标函数,利用BAS PSO实现参数整定。选用CRH380A型动车组参数,通过MATLAB进行仿真验证,对比BAS-PSO、PSO以及改进鲨鱼优化ADRC算法对列车目标速度曲线的追踪效果,其中基于BAS-PSO优化ADRC算法的列车目标速度曲线跟踪误差保持在±0.4 km/h的范围内,相比另外两种算法更加紧密地贴近目标速度曲线。结果表明,基于BAS-PSO优化ADRC具有跟踪误差小、抗干扰能力强的优点。     

直流固态变压器自抗扰控制

直流固态变压器(DCSST)是高压直流配网与低压直流微网互连的关键设备,为了提高输出电压的抗扰能力,提出基于自抗扰控制(ADRC)的输出直流电压控制方法。通过DCSST电路模型分析进行控制器的设计,并基于线性自抗扰控制(LADRC)结构通过极点配置给出依赖于增益带宽的参数整定方法,并将此得到的参数应用于非线性ADRC的状态反馈增益以及状态观测增益,可实现系统快速无超调响应。实验结果表明文中所提控制策略及ADRC参数整定方法可行,DCSST输出电压采用ADRC控制比采用传统PI控制具有更快的响应速度及更强的抗扰能力。     

改进天牛须算法优化自抗扰APF直流侧电压控制

针对有源电力滤波器(active power filter,APF)的直流侧电压控制问题,基于传统比例积分(proportional integral,PI)控制方法控制精度低,存在超调和快速性这一矛盾,自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)因引入干扰补偿,大大提高其抗干扰能力。但目前单一的优化算法整定ADRC参数不能提高控制精度及响应速度,现提出通过改进天牛须算法(beetle antennae search,BAS)来优化自抗扰控制器参数的方法,将变异环节引入天牛须算法,使其跳出局部搜索,更快搜索得到全局最优解,并提高精度的同时兼顾响应速度,搭建MATLAB/Simulink仿真以及充电桩谐波治理的APF实验平台进行验证,通过实验验证,该算法优化后能够减少超调,实现电流的精确跟踪,其谐波率从3.32%降低到1.34%,证实算法的有效性。     

一种基于自抗扰的永磁同步电机复合控制策略

为进一步提高永磁同步电机自抗扰控制器(ADRC)的调速控制性能,简化控制器参数整定的复杂程度,提出了一种复合ADRC控制策略。首先,速度环采用模糊参数整定的滑模自抗扰控制器,并分析了主要参数的整定方法。其次,设计了滑模转矩观测器,来估计实时的负载转矩。最后,设计电流环,采用有限集模型预测控制(FCS-MPC),对三相两电平电压源型逆变器的8种开关序列遍历寻优,并抑制转矩的脉动。仿真结果表明：该复合控制策略能有效提高永磁同步电机ADRC的控制性能,增强系统的抗扰动能力以及鲁棒性,控制性能优于传统的ADRC控制和PI控制。     

BP神经网络补偿ADRC在PMSM控制中的研究

本文采用一阶简化ADRC作为永磁同步电机矢量控制系统的速度控制器,并针对传统ADRC的稳态稳定性和抗干扰能力难以实现双优的问题,提出利用BP神经网络补偿ADRC的新方法,在保证系统具有良好的稳态稳定性的前提,进一步强化ADRC速度控制器的抗干扰能力,实现系统的稳定性和抗干扰能力的双优化。最后通过Simulink搭建控制系统模型并进行仿真,得出结论,BP神经网络补偿自抗扰速度调节器能有效提高调速系统的稳定性和抗负载抗干扰能力,验证了该方法的可行性。     

双级矩阵变换器的自抗扰闭环控制

自抗扰控制是一种基于过程误差来减小误差的非线性鲁棒控制技术,适用于不确定性系统的控制.针对双级矩阵变换器(TSMC)系统的非线性强耦合特点,将自抗扰控制技术应用于TSMC的闭环控制中,建立了dq坐标系上TSMC的数学模型.根据模型的耦合、不确定性,引入自抗扰控制器,对系统内外扰进行观测和补偿.文中分析了自抗扰控制器ADRC各环节的功能原理、设计方法及参数整定规律.仿真结果表明,基于ADRC的闭环控制可保证TSMC系统在各种扰动下具有良好的动静态性能,验证了该控制策略的优越性.     

一种永磁同步电机直接转矩控制无传感器运行优化方法

为了改进自抗扰控制器(active-disturbance rejection control,ADRC)性能,同时解决永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)传统直接转矩控制(direct torque control,DTC)中存在的磁链和转矩脉动大以及机械速度传感器的使用降低系统可靠性等问题,提出一种PMSM DTC无传感器运行优化方法。设计了ADRC速度调节器,阐述了将最小二乘支持向量机(LSSVM)最优回归模型有效嵌入ADRC调节器的实现方法,对ADRC进行优化,以提高ADRC观测精度及系统动态响应速度,改善系统的抗干扰能力;同时,在两相静止坐标系下提出基于扩张状态观测器同时对定子磁链和转速进行估计的方法,以降低磁链和转矩脉动,同时实现无传感器运行。仿真和实验结果验证了该方法的可行性和有效性。     

复合自抗扰在三电机同步控制系统的应用

针对自抗扰控制器(ADRC)算法复杂、参数多且调节耗时耗力的问题,对ADRC结构进行优化的基础上,设计了基于径向基函数(RBF)神经网络的复合ADRC。该控制器利用RBF神经网络实现对被控对象的在线跟踪,获得ADRC参数的在线调整信息,从而实现ADRC参数的在线自调节功能,并将此方法运用于三电机同步控制系统,结合西门子S7-300 PLC构建实验平台,在PLC上实现基于RBF神经网络的复合ADRC控制算法进行速度控制实验,实验结果表明该方法不仅能实现部分参数的自调节功能,而且能使超调量降到最低甚至实现速度的无超调调节,提高了系统的动态性能和稳态精确度。实验结果证明了该方法具有实际应用性。     

基于免疫克隆选择算法的无刷直流电动机速度自抗扰控制器优化设计

针对无刷直流电动机速度自抗扰控制器的参数设计问题,提出采用免疫克隆选择算法对自抗扰控制器参数进行离线优化.利用器件模型在SIMULINK中建立无刷直流电动机驱动系统仿真模型,在MATLAB的脚本文件中运行免疫克隆选择算法,调用SIMULINK仿真模型实现个体性能评价,完成自抗扰控制器参数的离线优化.实验比较了基于经验设计的自抗扰控制器和优化后的自抗扰控制器的控制效果.结果表明,经过优化的自抗扰控制器具有更好的动态性能和抗扰能力.