基于滑模自抗扰的永磁同步电机电流环控制方法研究

为了提高永磁同步电机控制系统的稳定性，针对滑模控制存在的抖振现象以及系统运行时的扰动问题，给出了一种基于线性滑模自抗扰控制的电流控制器，所谓线性滑模自抗扰控制就是滑模控制与自抗扰控制的结合，其核心为扩张状态观测器，扩张状态观测器可观测系统的状态及扰动并对扰动进行补偿，能有效抑制系统扰动、提高系统的动、静态性能。搭建永磁同步电机滑模自抗扰矢量控制仿真模型，仿真结果表明，与传统滑模控制相比，该方法提高了永磁同步电机控制系统的稳定性，削弱了系统抖振，改善了系统扰动问题。     

基于滑模的神经元网络自适应控制及其应用

提出一种基于滑模的神经元网络自适应控制方法，并把它应用于液压伺服系统的益控制。基于滑模学习策略，根据从一优化了的滑模控制所得到的系统输入／输出信号，设计一神经元网络，离线训练该神经元网络的权值，然后综合一简单的自适应环节，得到完整的基于滑模的神经元网络自适应控制。仿真实验结果表明，相对于纯优化的滑模控制而言，所提出的控制方法能使系统具有响应速度快，控制精度高的特点，综合控制效果明显。     

不确定欠驱动非线性系统的模糊滑模控制

针对一类不确定欠驱动非线性系统，提出了一种模糊滑模控制新方案．该方案在T-S型模糊控制的基础上引入滑模控制，有效避免了T-S型模糊控制可能出现的不稳定情况，同时改善了系统的动态性能。采用吊车系统进行系统仿真，结果表明了该控制方案的有效性。     

一类非线性系统的微分与积分滑模自适应控制及其在电液伺服系统中的应用

针对一类参数不确定的非线性系统，提出了一种微分与积分滑模自适应控制策略。在滑模控制中引入积分控制项，消除了传统滑模变结构控制需要被跟踪信号导数已知的假设，同时基于Lyapunov方法引入参数自适应律，使系统具有优良的抗干扰特点。利用一非线性微分控制减弱了参数自动调整阶段引起的系统抖动。给出了积分滑模控制中切换函数的定义方法，以及非线性微分控制中微分系数的非线性函数表达式。采用该控制方法，对电液伺服系统的液压缸位置进行跟踪控制。仿真结果显示，该方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪性能。     

一种提高交流伺服系统精度和鲁棒性的方案

针对滑差频率型矢量控制的交流伺服系统提出并设计了一处新型控制方案，该方案将滑模变结构理论和两自由度控制思想相结合，以使系统具备更强的鲁棒性，要用积分补偿的方法削弱滑模控制的抖动，以改善系统的定位精度，理论分析和仿真结果表明了该控制方案的优良性和可行性。     

并联型电能质量调节器的模糊变结构控制

运用非线性模糊滑模变结构控制理论，提出了对并联型电能质量调节器进行模糊滑模变结构控制的设计方法，该控制方法能改善系统电能质量的调节，有效地补偿负荷侧谐波电流，无功功率和负序电流，仿真结果表明，该控制规律与常规PI综合控制引比具有较强的实时性和鲁棒性，并能有效改善系统的暂态稳定性。     

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。     

基于扩展滑模扰动观测器的永磁直线同步电机定结构滑模位置跟踪控制

由于永磁直线同步电机位置伺服系统易受参数扰动、外部干扰和端部效应的影响,该文提出一种定结构滑模控制器与扩展滑模扰动观测器相结合的复合式滑模位置控制方法。定结构滑模控制器通过加入限制条件,保证了系统状态都位于滑模面的同一侧,削弱了传统变结构滑模控制器由切换控制产生的抖振现象,提高了滑模滑动运动的品质。扩展滑模扰动观测器可以对定结构滑模控制器中无法精确测量的系统扰动项进行观测并补偿,从而消除了系统扰动项对定结构滑模控制器的影响。最后通过实验验证了该复合式滑模控制方法的有效性。实验结果表明,相比于传统的滑模控制,该复合式滑模控制方法可以实现更高的位置跟踪精度,不仅削弱了抖振现象,而且增强了位置跟踪系统的鲁棒性能。     

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。     

一种新型神经网络滑模控制器的设计

针对滑模控制中存在的抖振问题,提出了一种新型神经网络滑模控制方法,该方法通过BP神经网络逼近系统滑动超平面与指数趋近律之间的函数关系,同时采用双曲正切激活函数代替滑模控制中的饱和函数,从而实现了滑模控制的边界层法设计。仿真实验表明,该方法有效地消除了滑模控制中的抖振现象。     

基于自适应模糊滑模控制的机器人轨迹跟踪算法

针对控制参数的不确定性以及存在未知外部扰动情况下移动机器人的轨迹跟踪问题,提出一种基于光滑非线性饱和函数的自适应模糊滑模轨迹跟踪控制算法。通过建立不确定非线性移动机器人运动控制模型,利用自适应模糊逻辑系统构建自适应模糊滑模控制器。为了增强轨迹跟踪控制算法对随机不确定外部扰动适应能力的同时削弱滑模控制算法中的输入抖振现象,利用有界输入有界输出(BIBO)稳定的方法,通过带有自适应调节算法的模糊系统对滑模控制律中非线性函数项进行自适应逼近,并设计了模糊系统中可调参数的自适应控制律,保证了控制系统的稳定与收敛。实验结果表明,所设计的控制器对系统参数不确定性和外界扰动均具有较强的轨迹跟踪性能和鲁棒性。与传统的滑模控制算法相比,该算法不仅能有效减小输入抖振而且轨迹跟踪控制精度提高了18.89%。     

复合A/C轴永磁环形力矩电机二阶滑模控制

针对高精确度五轴联动数控机床中主轴头复合A/C轴直接驱动永磁环形力矩电机伺服系统易受负载扰动和参数变化影响的特点,设计了二阶滑模速度控制器。二阶滑模控制算法具有一阶滑模控制算法的鲁棒性和动态性能,并能消除一阶滑模控制存在的抖振现象。采用二阶滑模超螺旋算法对系统进行控制,以增强伺服系统的鲁棒性并消除抖振。仿真结果表明,所提出的策略使伺服系统具有很强的速度跟踪性能,并且对负载扰动和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性,同时消除了抖振现象。     

直线倒立摆滑模变结构的稳定控制

本文涉及一种直线倒立摆滑模变结构的稳定控制的算法,该算法包括应用滑模变结构控制理论对直线一级倒立摆的稳定控制的研究,对倒立摆的稳定性和鲁棒性有较好的控制效果。直线倒立摆滑模变结构的稳定控制的算法应用了基于阿克曼公式设计了滑模的切换函数,并且采用比例切换控制规律进行了滑模变结构控制器的设计。     

基于RBF神经网络的电压外环滑模控制的Vienna整流器

以Vienna整流器为研究对象,针对其传统电压外环滑模变结构控制不变性和对系统参数扰动敏感的问题,分析了以逼近率为基础的滑模变结构控制算法,提出了一种基于RBF神经网络的自适应电压外环滑模控制算法。该控制算法通过将RBF神经网络与滑模控制算法有效结合,同时将中点电位平衡控制加入到RBF神经网络自适应电压外环滑模控制算法的设计中,使用RBF神经网络对电压外环非线性系统进行自适应逼近,能够有效降低切换增益,削弱抖振,增强系统的抗干扰能力。最后,通过仿真分析与实验测试验证所提控制算法的有效性。将所提出的控制算法与传统滑模控制算法、PI控制算法进行比较,结果表明采用这种电压外环控制算法能够对直流输出电压目标值进行快速跟踪,平衡中点电位,改善了系统的动静态性能,提升了其抗干扰能力。     

基于步进电机的时变边界层滑模位置控制研究

文章基于两相混合式步进电机控制系统,将滑模控制算法应用于位置控制,以改善系统动态性能和抗干扰性,同时,为削弱滑模控制中的抖振问题,首先设计了一种时变边界层的控制算法,在等速趋近律的基础上将时变边界层算法应用于电机位置控制系统。然后通过Matlab/Simulink进行了仿真实验验证,并进一步完成了实际实验,证明了文中提出的控制算法可以对传统滑模控制中的抖振问题进行明显的削弱,且动态性能较为良好,最后通过对比实验,将文中应用的控制算法与传统的PID控制在突加负载的情况下进行对比,得出应用了时变边界层控制算法的两相混合式步进电机位置控制系统的确具有一定的优势。     

基于奇异摄动方法的同步发电机二阶滑模控制器的设计

通过同步发电机激磁控制，可以增强电力系统稳定性。该文首先利用奇异摄动方法将同步发电机解耦为两个不同时标的子系统。根据奇异摄动系统的复合控制原理和滑模变结构控制的鲁棒性，然后采用次最优二阶滑模控制算法实现每个子系统的控制，得到每个子系统的控制算法，再由每个子系统的算法得到同步发电机的复合控制。该文采用二阶滑模控制算法消去了颤抖现象并保证了系统的鲁棒性；采用奇异摄动算法使系统降维。仿真结果证明了该算法的有效性。     

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。     

感应电机滑模变结构控制系统的半实物仿真

滑模变结构控制非常适用于高阶非线性系统,但如何快速而有效地验证此类先进控制算法是开发人员面临的主要问题。基于此,针对大功率高性能调速控制系统,提出了快速验证的半实物仿真方案。首先,设计出基于滑模变结构控制的感应电机电流内环控制策略,在分析半实物仿真机理的基础上,搭建了滑模变结构控制系统的实时仿真模型,实现了系统硬件在环仿真,并分别对PI控制和滑模变结构控制的电流控制效果进行了对比实验。结果表明,滑模变结构控制策略在动态性能和抗负载扰动性能方面具有明显优势,半实物方案对先进控制算法的有效验证和应用具有重要意义。     

同步发电机混沌振荡的积分滑模模糊控制

针对一类不确定的非线性系统,把自适应模糊控制和积分滑模控制相结合,提出了一种新的自适应积分滑模模糊控制策略。利用模糊逻辑逼近系统中的未知非线性函数,在滑模控制中引入了积分项,消除了常规滑模控制器被跟踪信号导数已知的限制;并且为了消除外界扰动的影响,引入扰动估计器的设计方法;同时基于Lyapunov方法导出了参数的自适应律,有效地克服了系统固有的抖振问题。理论分析证明了闭环系统的稳定性和跟踪误差收敛于零。用该控制器对同步发电机混沌振荡控制系统进行仿真研究,结果表明:与常规的滑模控制器相比,该控制器具有较强的鲁棒性和较好的跟踪性能。     

基于单维离散滑模的模型参考自适应转速辨识方法

针对感应电机无传感器直接转矩控制下的速度辨识问题,在模型参考自适应方法的基础上,提出并实现了一种单维离散滑模模型参考自适应速度观测方法。算法首先采用传统模型参考自适应算法获得辨识磁链,然后依据波波夫定理求得的误差函数作为滑模面函数,以离散时间滑模控制策略替代模型参考自适应中的比例积分环节完成对转速的估计。通过与传统模型参考自适应算法的仿真比较研究,说明该方法在直接转矩控制系统中的速度动态辨识能力得到提高。实验结果验证了本文提出的方法是有效的,具有实际应用价值。