基于PIDSM-AF的智能车辆横向控制研究

路径跟踪精度是智能车辆安全自主行驶的基础.为解决滑模控制系统的抖振问题,提高路径跟踪控制器的控制精度,提出一种引入激活函数的PID积分滑模控制策略(PID Integral Sliding Mode control strategy with Activation Function,PIDSM-AF).首先,以二自由度车辆模型为基础,将车辆的动力学模型拆解为横向偏差模型,建立横向控制模型.然后,采用极值法,建立融合了航向角偏差和横向偏差的积分滑模面.考虑到一般指数趋近律难以消除的系统抖振问题,在改进指数趋近律的基础上引入可调节系统状态接近滑模面时速率的非线性激活函数,设计了一种基于激活函数滑模控制的横向路径跟踪控制器.最后,通过Carsim／Simulink联合仿真对改进的滑模控制器进行双移线路况测试.结果表明,与传统的终端滑模控制器相比,优化后的积分滑模控制器的跟踪精度在低速低附着工况、高速高附着工况下的最大横向偏差分别减少约64％、34.9％,平均横向偏差分别减少约68.4％、59.7％,且优化后的控制器有效地抑制了车辆航向角、前轮转角的抖振超调变化,具有较强的鲁棒性.     

基于长短期记忆网络的电网故障区域定位与故障传播路径推理

为了在发生故障后维持电力系统的安全稳定,有必要实现对故障区域的快速定位并确定故障冲击的传播路径,提出基于长短期记忆网络(LSTM)的故障区域定位和故障传播路径推理方法.首先,利用LSTM建立2个故障诊断模型分别实现在线检测故障时刻和确定故障区域;然后,通过计算故障点附近线路的端口供给能量确定故障冲击的传播路径;最后,以...     

基于二阶滑模的永磁同步电机直接转矩控制研究

为解决传统直接转矩控制系统中存在的定子磁链与电磁转矩波动较大问题,提出了一种基于滑模变结构的控制方案.利用SVPWM空间电压矢量脉冲宽度调制代替滞环控制以及开关表,用转矩与磁链的二阶滑模控制器取代传统PI调节器,加强了转矩和磁链的控制精度,抑制其抖振.用滑模观测器代替传感器,提高了调速系统的控制性能和抗干扰能力.Mat...     

基于改进型负载转矩观测器的永磁同步电机滑模控制

为减少负载转矩扰动对永磁同步电机控制造成的影响,设计了一种改进型负载转矩观测器.以转速和负载转矩为观测对象建立负载转矩观测器,将观测的负载转矩前馈补偿至转矩电流中,并加入可变增益算法,有效抑制了滑模速度控制器输出的抖振问题;采用改进滑模速度控制器替代传统的PI控制,通过改进控制器中指数趋近律函数,提高了系统的响应速度....     

考虑性能约束的航天器近距离悬停控制

本文主要研究了考虑预设性能的航天器交会对接中的近距离悬停控制问题.针对追踪航天器近距离悬停控制问题,首先基于追踪航天器的姿轨耦合模型设计了线性滑模控制器实现了近距离悬停任务.在此基础上,为对系统收敛过程中系统状态的暂态性能进行约束,设计了基于预设性能的滑模控制器.同时,为减少系统状态的收敛时间,针对预设性能中的性能函数...     

基于级联惯性负载转矩观测器的永磁伺服电机复合抗扰控制

针对永磁伺服电机在运行时位置跟踪精度差和抗干扰性能弱等问题,提出一种模型预测位置控制与非奇异快速终端滑模速度控制相结合的复合模型预测控制策略。该控制策略采用非奇异快速终端滑模设计速度控制器,以有效提高响应速度及系统鲁棒性;采用模型预测位置控制提高位置跟踪精度;同时,采用基于转动惯量观测和负载转矩观测器相结合的级联惯性负载转矩观测器观测负载转矩并进行前馈补偿,进一步提高系统的抗干扰性能。通过仿真和实验结果可得,所提复合模型预测控制可有效提高永磁伺服电机的动态响应速度和抗负载扰动能力。     

基于下限模型的临界滑动面理论与数值解法

临界滑动面对岩土工程的加固处理有着重要意义。目前对于临界滑动面的研究多采用上限法,基于下限定理或下限模型的临界滑动面理论与数值解法目前尚未见到。在下限模型的基础上,提出了基于下限模型的临界滑动面理论,给出了相应的数值解法;并以黏性土体直立边坡的临界高度问题为例,验证了临界滑动面理论与数值解法的适用性。     

考虑关节柔性的绳驱动空中机械臂关节空间鲁棒控制

空中机械臂在外部环境交互作业方面表现出很强的研究和应用价值,但当前系统位姿控制性能较弱、负载能力不足以及续航时间短的问题严重制约其作业能力的提升.鉴于此,设计一种带有绳驱动机械臂的新型空中机械臂系统,并将引入绳驱动机制带来的柔性效应等价到关节处,建立考虑关节柔性的刚柔耦合动力学模型.首先,针对系统在集总干扰下的关节空间轨迹跟踪控制,采用线性扩张状态观测器对集总干扰进行估计和补偿,并采用超螺旋算子和分数阶非奇异终端滑模以保证系统在到达阶段和滑模阶段均有较好的控制性能;然后,在Lyapunov稳定性框架下验证所设计控制器的稳定性;最后,通过可视化仿真和地面实验对所设计控制器的有效性进行验证.实验结果表明,所设计的鲁棒控制器比其他两种现有的控制器具有更快的响应速度、更强的抗干扰能力以及更高的跟踪精度,能够满足绳驱动空中机械臂的控制需求.     

自同步型并网逆变器有限时间全阶终端滑模控制研究

由于单台逆变器从离网到并网的切换过程中电网侧信息的获取会延迟,使得经典的虚拟阻抗方法难以实现逆变器自同步电网信息的功能.因此,文中设计一种基于有限时间全阶滑模控制的直流母线电压/无功功率控制器,该控制器与PQ型控制器相比减少了复杂的锁相环(PLL)结构,与虚拟同步发电机(VSG)控制技术相比增加了电网侧频率信息的采样,可实现对对电网信息的自同步追踪,并且有限时间的全阶滑模控制保证了微网系统具有更快的响应速度和较强的鲁棒性.对比的仿真和实验结果表明,所设计的控制策略可以快速跟踪电网电压信息,有效提高逆变器输出电压的动态调节能力.     

基于过零检测的Buck变换器自适应连续滑模控制

为提高Buck变换器的输出电压品质,本文提出一种基于在线过零检测自适应机制的连续滑模控制方法,可有效抑制抖振问题,且可保证系统稳态误差收敛到给定范围.本文建立变换器的数学模型,从滑模面和控制律两方面改进传统滑模控制算法,即有目的地将系统状态的积分项引入到滑模面的设计中,并将其收敛轨迹分成两阶段,实时测量其过零点的个数;将期望的稳态误差纳入到滑模控制律的设计中,引入由系统状态过零点个数决定的自适应变增益,在收敛轨迹的约束下,分阶段推导出其变增益的连续控制律,并给出相应的稳定性分析.最后,通过与传统一阶和二阶滑模的理论和仿真性能对比,证明所提方法在抖振抑制、响应速度和控制精度方面的优越性.