基于内插式永磁同步电机的新型滑模观测器设计

传统滑模观测器用于永磁同步电机无位置传感器矢量控制中具有很多缺陷,如提取转子位置信息存在较大误差、在反电动势估计信号中引入高频谐波分量、采用低通滤波器会带来信号相位延迟等。为此,本文从数学模型上分析造成这种情况的原因,研究了滑模观测器用于内插式永磁同步电动机(IPMSM)无位置传感器矢量控制系统中的一些关键问题,进而通过引入IPMSM的扩展反电动势模型,对适用于IPMSM的新型滑模观测器进行建模与设计。     

基于安全性考虑的五自由度外骨骼式上肢康复机器人自适应控制

针对一类具有特殊安全性要求的五自由度外骨骼上肢康复机器人,研究了一种自适应控制策略。该机器人协助患者的肩、肘、腕关节进行关节运动,以达到上肢运动功能康复的目的,因此,在整个康复训练中如何保证患者安全是机器人控制策略的重点。为确保良好的跟踪性能,所提出的控制策略具有在模型不确定条件下的鲁棒性;为进一步提高系统在大参数变化以及执行器故障时的安全性能,提出了一种在线更新的自适应控制器。该控制器仅需要进行位置测量实现输出信息反馈,而速度和加速度通过观测器估计得到,不需要依靠其他传感器信息。设计了一个参数可调和有界误差的轨迹跟踪实验,仿真结果验证了本控制方案的有效性。     

基于滑模变结构控制的有源电力滤波系统研究

针对三相三线制并联有源电力滤波系统中存在时延、负载突变等不确定因素,建立改进的有源电力滤波器离散数学模型,提出直流侧电压控制方案。设计滑模变结构控制器,采用自适应速度函数,提高系统收敛到滑模面上的速度。提出高精度滑模观测器,提高系统的控制精度并减小系统的抖振幅度。分析了控制系统的稳定性,证明了所设计的趋近函数和滑模观测器的收敛性。仿真结果表明,所提出的控制方法有较好的效果,可以提高系统的控制精度。     

含齿隙离散时间系统的模糊自适应控制

为解决离散时间非线性系统的输入端含齿隙问题,提出了一种基于精准扰动观测器的自适应模糊控制策略。给出了含输入端齿隙的离散时间系统,采用线性项、类扰动项的线性组合对模糊齿隙模型进行消模糊逼近;基于扰动观测器提出了自适应模糊控制策略,证明了系统的闭环控制稳定性,与线性控制进行了仿真比较,佐证了该方案的控制精度与鲁棒性。     

IPMSM低速工况下的转子位置估计方法

在内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)低速工况下,不同于传统的将高频方波信号注入估计的同步旋转坐标系d轴的方式,本文提出一种将高频方波信号注入静止坐标系α轴的无位置传感器方法,并考虑逆变器非线性对高频信号注入精确度的影响,提出一种新的信号解调方式,在转速环信号解调过程中无需使用低通滤波器(low pass filter,LPF),提升了转速环的带宽。仿真实验结果验证了所提出的转子位置估计方法的有效性。     

串行选择式自适应卡尔曼算法及其在变形监测中的应用

传统的sage自适应法在稳态条件下能够实现系统状态统计信息的良好自适应估计,却不能有效抵御系统的扰动。抗差自适应法能有效抵御系统的扰动,但在稳态条件自适应估计效果不佳,所以本文根据二者的特点设计一种串行选择自适应滤波器。在数据模拟计算中,本文所提出的方法能够有效地抑制观测噪声,抵抗系统状态模型误差和扰动,并起到很好的预测效果。     

岩体节理平均迹长估计

分析总结岩体节理平均迹长的估计方法后，扩展了测线法节理平均迹长估计的理论基础。扩展后的测线法在相同的现场节理调查数据下，可更加准确地估计岩体节理的平均迹长。同时指出，采用圆形窗口法平均迹长估计时，假设迹线中点在窗口中均匀分布与实际情况偏差很大，为避免迹线中点不均布的情况必须保证窗口的尺度足够大。随着圆形取样窗口的增大，迹线中点密度在窗口中的变化减小，估计所获得的节理平均迹长的准确度较高。通过现场节理调查获得丰富的节理数据，采用扩展的测线法和圆形窗口法分别估计岩体节理的平均迹长。当圆形窗口的直径与测线法删节长度相等时，扩展测线法和圆形窗口法估计所得的岩体节理平均迹长比较接近，由此可确定研究区域的岩体节理平均迹长。     

基于地杂波扩展的机载相控阵雷达干扰方法

本文针对机载相控阵雷达地面采用空时自适应处理(STAP)后能够有效抑制地面杂波,实现运动目标检测,提出了一种基于地面杂波扩展的自卫式欺骗干扰方法,该方法采用数字射频存储(DRFM)方式,以欺骗式干扰的方式实现对地面杂波的扩展,同时能够根据被保护目标的速度以及距离大小来控制干扰的范围。该干扰方法不需要向传统的方法那样干扰整个雷达的多普勒检测区。仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

未知大负载机械臂自适应变结构控制

本文提出了一种自适应变结构控制方法。采用自适应控制器估计动力学参数偏差,保持机械臂末端速度跟踪的精度,滑模变结构控制实现机械臂末端位置跟踪。通过Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性并进行了计算机仿真。仿真结果表明,该方法参数辨识收敛,在位置与速度上均有较高的跟踪精度。     

基于滑模观测器的高速磁浮无传感器控制

本文对滑膜观测器模型的构建方式进行分析,并阐述了观测器的计算方法,旨在对PMSM转子滑膜观测器的抖振进行有效抑制。最后,通过仿真分析的方式,对电机转子的位置与转速进行估计和验证。