电动汽车IPMSM滑模观测器速度控制方法

增程式电动汽车在实际运行中容易产生驱动电机内部参数不确定性和外部扰动的问题,制约了控制系统性能的进一步提升,针对此问题开展电动汽车内置式永磁同步电机速度跟踪控制的研究。为电动汽车驱动电机设计了常规的基于扰动上下界的滑模速度控制器。为了抑制抖振,采用滑模观测器对扰动进行观测,将观测结果前馈至控制器内部,对驱动电机中扰动进行补偿,以降低滑模控制器中的抖振。在ECE工况下对基于上下界的滑模控制和基于观测器的控制方案进行了仿真和实验,对速度的跟踪性能和抖振的削弱性能进行了对比,结果显示负载不发生变化时速度跟踪误差由±0.08 km/h缩小到±0.01 km/h,负载发生变化时,速度跟踪误差由11.3 km/h缩小到1.6 km/h。     

电动汽车驱动防滑控制系统(ASR)的研究

本文介绍了一种新型电动汽车的驱动防滑控制系统(ASR)、对所建立的简化电动汽车驱动模型,采用模糊PD控制算法对左右两侧驱动轮单独控制,应用此算法可使各车轮的滑转率控制在最佳滑转率附近。此系统已在Matlab上进行仿真试验,仿真结果证明,在电动汽车高速直线行驶在不同附着系数的路面的情况下,按此算法设计的驱动防滑控制系统,能显著提高汽车的安全性和稳定性。     

汽车线控转向系统的模糊滑模控制研究

针对汽车线控转向系统结构复杂、模型参数具有不确定性以及存在多种干扰源的问题,设计了一种模糊滑模控制方法。基于滑模控制算法,设计了标称控制器和滑模补偿控制器。通过滑模补偿控制器,消除了系统参数的不确定性和路面条件变化对转向性能的影响。采用模糊逻辑设计滑模边界层,削弱了滑模控制中的抖振问题。仿真结果表明,当路面条件发生变化时,模糊滑模控制能有效削弱滑模控制的抖振现象,具有较好的响应速度和鲁棒性。     

永磁同步电机伺服系统的自适应滑模最大转矩/电流控制

为了增强永磁同步电机(PMSM)伺服系统的抗干扰能力,本文设计了一种基于最大转矩/电流(MTPA)原理的自适应滑模控制器.控制器根据MTPA控制方法确定定子直轴和交轴电流,并利用滑模控制增强了系统的抗干扰能力,但同时给系统带来抖振.为了削弱系统抖振,设计了一种改进的自适应滑模趋近律用于位置控制.为了增加控制器的实用性,MTPA控制采用函数曲线拟合法.仿真结果表明,所提出的控制器有效增强了系统的动态性能、稳态性能及鲁棒性,并有效削弱了滑模控制带给系统的抖振.     

二阶动态滑模控制在移动机械臂输出跟踪中的应用

针对移动机械臂的输出跟踪问题,结合高阶滑模控制和动态滑模控制的设计思想为其设计了一种二阶动态滑模控制器.首先给出了包括驱动电机动态特性的移动机械臂的简化动态模型,然后通过微分同胚和输入变换将其分解为四个低阶子系统,并给出了其输出跟踪的二阶动态滑模控制器的设计方法.仿真结果表明,所设计的二阶动态滑模控制器不仅能很好地跟踪给定轨迹,而且能有效地削弱滑模控制系统的抖振.     

超声波电动机自适应滑模控制器设计

超声波电动机作为控制系统的执行器,被广泛应用于精密制造的驱动设备中。首先,为选择的超声波电机控制系统建立了近似的时域数学模型,使用最小二乘方法辨识了该系统模型的参数;然后,设计了一种连续切换自适应滑模控制器,并应用于超声波电机系统的控制,给出了超声波电机控制系统的稳定性检测方法,以及所设计控制器的参数选择方法;最后,采用传统滑模控制方法和所设计的控制方法跟踪相同的位置信号,取得了较好的控制效果。结果表明,对于跟踪幅值为40mm的位置信号,在较小抖振的前提下,传统滑模控制方法的最大跟踪误差为0.896 5 mm,连续切换自适应滑模控制的最大跟踪误差为0.164 6 mm,且无抖振。     

考虑载荷分布的移动机器人滑转率自适应滑模控制

针对在野外环境下,地形变化以及移动机器人的重心位置变化都会影响机器人载荷分布,从而使滑转率控制精度下降的问题,提出了考虑载荷分布的滑转率自适应滑模控制.首先,考虑地形及重心位置的影响,通过空间力系关系建立机器人载荷分布的具体表达.其次,在滑转率控制中,采用带积分的滑模面以避免滑模控制的抖振影响;并且切换增益采用自适应调节规律以减弱不确定因素的影响.最后,由仿真结果说明控制方法的有效性.     

基于滑模控制的光伏系统MPPT控制方案

结合光伏系统的工作原理和滑膜控制的特点,提出一种最大功率点跟踪(MPPT)控制方案。将滑模控制应用于该系统最大功率点的跟踪,包括改进变换电路,设计滑模变结构控制器。实验结果表明,该方案能快速跟踪太阳能电池的最大功率点,使系统稳定地工作在最大功率点附近,减小输出功率和电压的波动以及超调量,削弱滑模控制的稳态抖振。     

基于改进PSO算法的拖拉机驱动防滑PID控制策略

为提高拖拉机等非道路车辆在正常行驶和工作阶段的通过性,针对拖拉机ASR控制策略进行了研究。基于Carsim和MATLAB/Simulink联合建立了拖拉机仿真模型,结合新提出的路面识别方法,实时更新目标滑转率,并利用改进的粒子群算法自适应的调整PID控制参数。针对不同路面进行一系列仿真实验,结果表明,目标滑转率随车辆行驶不断更新并最终达到所处路面的最优滑转率;基于改进PSO算法的PID参数自适应调整迅速,拖拉机滑转率收敛至目标值的响应较快,平均约1.5 s;在对接路面上行驶时,能有效的抑制拖拉机从高附着系数路面刚进入低附着系数路面时滑转率骤升情况,在高、低附着系数路面的稳定时间分别为2.63 s和1.55 s。     

基于制动控制的汽车驱动防滑系统

基于MC9S12DP256微处理芯片,开发了由制动控制的汽车驱动防滑控制系统,详细描述了该系统的工作原理、硬件电路和软件控制逻辑.试验表明,该系统能够将驱动轮的滑转率控制在理想范围内,有效地提高汽车在低附着路面的加速性和安全性.     

基于自回归小波神经网络的感应电动机滑模反推控制

为了提高感应电动机控制的鲁棒性, 提出了一种新颖的感应电动机解耦模型. 基于感应电动机的解耦模型, 利用滑模控制和反推控制设计电动机的虚拟转矩和磁链电压控制器. 滑模开关增益的大小是造成系统抖振的关键, 采用自回归小波神经网络(Self-recurrent wavelet neural networks, SRWNN)在线估计滑模开关增益的大小可以有效降低滑模控制造成的抖振. 仿真结果表明基于SRWNN在线估计滑模开关增益的滑模反推控制方案可以有效提高感应电动机控制的鲁棒性, 同时降低了滑模控制造成的抖振.     

串联机器人的双模糊自适应滑模控制

提出了一种串联机器人的改进控制算法。采用一自适应模糊控制器,根据滑模到达条件对滑模切换增益进行估算,消除滑模控制中输出力矩的抖振现象,增强其对不确定性因素的适应能力。采用另一自适应模糊控制器对指数趋近律系数进行修正,改善由于大范围初始位姿产生的偏差而引起的大力矩和速度跳变问题。该方法无需确定被控对象的具体数学模型,具有强鲁棒性和高跟踪精度。基于Lyapunov方法进行了稳定性证明,保证控制系统的稳定性与收敛性。实验结果表明,该方法应用于串联机器人,跟踪效果良好并产生了平滑的力矩输出和速度输出。     

基于RBF神经网络滑模控制的车辆横向控制研究

针对车辆横向控制系统中滑模控制器存在的抖振现象对转向机械结构带来的损耗问题,提出了一种基于RBF神经网络的滑模控制算法。利用RBF神经网络较强的自学习能力实时在线调节滑模控制器的切换项增益参数,增强系统的抗干扰能力与动态性能。将车辆实际参数代入仿真数学模型中,在Simulink仿真环境中进行对比仿真实验,仿真结果表明:该控制算法跟踪性能好,能够有效降低滑模控制器的抖振,满足车辆横向控制要求。     

基于模糊扰动观测器的PMSM积分滑模控制研究

为了克服传统永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)的滑模控制增益大容易产生抖振的问题,提出基于模糊观测器的PMSM积分滑模控制策略。采用新型趋近律设计积分滑模控制器取代传统的滑模控制器,提高系统的动态响应性能。结合模糊控制与自适应控制的特点,设计模糊扰动观测器,能够迅速有效地观测系统内部参数变化和外部扰动,并对积分滑模速度控制器进行前馈补偿,削弱系统抖振的同时提高了系统的鲁棒性。通过李雅普诺夫理论证明了该控制系统的稳定性。仿真及实验结果验证了该方法具有较强的鲁棒性,可以实现良好的跟踪效果并且无抖动。     

改进的等效滑模控制器在异步电动机矢量控制系统中的应用

针对异步电动机矢量控制系统常规等效滑模控制存在扰动稳态误差大、抖振大、跟踪快速性差的问题,设计了一种改进的等效滑模控制器。该控制器采用改进的切换控制函数,提高了电动机的动态控制性能。仿真试验结果表明,与传统的PI控制器和常规的等效滑模控制器相比,该控制器能有效降低系统抖振,提高了系统的动态响应速度,增强了系统的鲁棒性。     

无刷直流电动机积分反演模糊滑模控制

针对普通的无刷直流电动机控制策略受电动机本身因素影响,难以达到理想效果的问题,介绍了一种积分反演自适应滑模变结构控制和模糊控制相结合的控制器。该控制器在滑模面中加入积分项,实现了对速度信号的无静差跟踪,提高了系统的稳态精度;用模糊控制器来解决切换控制增益设定只能靠经验的问题;采用模糊控制算法对不确定性进行估计,有效地减小了滑模控制方法带来的抖振;为了进一步提高控制性能,重新设计了趋近律。仿真结果表明,该控制器能够大幅提升无刷直流电动机控制系统的性能。     

不同维分数阶混沌预设时间有限时间投影同步

对于不同维分数阶混沌系统的投影同步问题,设计了一种自适应滑模控制器。这使得带有内部不确定量和外部扰动的驱动,响应系统能够在任意预设的时间完成同步,自适应律可以逼近未知量的上界。并针对自适应滑模控制器由于干扰产生抖振的问题,提出了两种解决方案。首先是设计二维滑模控制表,将模糊控制方法加入滑模控制器组成模糊自适应滑模控制器...     

Improving asynchronous motor speed and flux loop control by using hybrid fuzzy-SMC controllers

This paper presents a new method combining sliding mode control (SMC) and fuzzy logic control (FLC) to enhance the robustness and performance for a class of non-linear control systems. This fuzzy sliding mode control (FSMC) is developed for application in the area for controlling the speed and flux loops of asynchronous motors. The proposed control law can solve those problems associated with the conventional control by sliding mode control, such as high current, flux and torque chattering, variable switching frequency and variation of parameters, in which a robust fuzzy logic controller replaces the discontinuous part of the classical sliding mode control law. Simulation results of the proposed FSMC technique on the speed and flux rotor controllers present good dynamic and steady-state performances compared to the classical SMC in terms of reduction of the torque chattering, quick dynamic torque response and robustness to disturbance and variation of parameters.     

模糊滑模控制和负载转矩补偿的异步电动机直接转矩控制

针对异步电动机(IM)转矩脉动以及抗干扰能力差的问题,设计了基于模糊滑模控制(FSMC)与负载转矩补偿的新型直接转矩控制(DTC),取代传统PID速度调节器的是一种滑模控制器.为解决滑模控制器中负载转矩脉动的问题,用模糊逻辑控制器取代了传统滑模控制律中的不连续部分,可以明显降低异步电动机在低速运转时的转矩脉动.提出了一种负载转矩观测器来估计未知的负载转矩.负载转矩观测器用来估计负载转矩扰动,估计作为速度环的前馈补偿.仿真结果表明:在低速负载转矩扰动时,该设计具有更好的动态响应和速度性能、更高鲁棒性和更强的抗干扰能力.