光储一体化变流器改进滑模自抗扰控制

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作者 周杰 皇金锋 黄红杰 《电工技术学报》 北大核心 2025年第2期504-516,530,共14页

由于光照强度等不可控因素的影响,光伏模块输出功率具有较大的随机性,容易降低光储并网系统的暂态性能。为此,该文在光储一体化变流器中提出了一种改进滑模自抗扰控制(SM-ADRC)策略以降低暂态时的直流母线电压波动并加快功率响应速度。... 由于光照强度等不可控因素的影响,光伏模块输出功率具有较大的随机性,容易降低光储并网系统的暂态性能。为此,该文在光储一体化变流器中提出了一种改进滑模自抗扰控制(SM-ADRC)策略以降低暂态时的直流母线电压波动并加快功率响应速度。首先,针对传统扩张状态观测器(ESO)对状态变量和扰动观测精度不足的问题,引入新的误差作为ESO的调节依据以提升跟踪能力;其次,将反步设计和互补滑模控制相结合运用到状态误差反馈律中,以提升控制系统的鲁棒性,并通过改进指数趋近律减小滑模固有的抖振现象;再次,从理论上证明了基于改进指数趋近律的反步互补滑模(BCSMC)和改进ESO的稳定性以及改进ESO的误差范围;最后,通过仿真和StarSim实验平台对比在不同工况下的直流母线波动情况和功率响应速度,验证了所提改进SM-ADRC策略相比于传统SM-ADRC策略和PI控制策略的优越性和可行性。 展开更多

关键词 光储一体化变流器 自抗扰控制 反步设计 互补滑模控制 改进指数趋近律

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基于互补滑模观测器的永磁同步电机无感速度控制

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作者 潘嘉鑫 何栋炜 +3 位作者 蒋学程 王佩 刘丽桑 陈健 《福建理工大学学报》 2025年第1期80-85,94,共7页

传统永磁同步电机无传感器控制方法中,常用的滑模观测器因存在抖振问题会导致转子位置及转速观测准确度下降,针对该问题提出一种基于互补滑模的改进观测器。基于永磁同步电机的数学模型设计了互补滑模观测器,基于Lyapunov理论证明所设... 传统永磁同步电机无传感器控制方法中,常用的滑模观测器因存在抖振问题会导致转子位置及转速观测准确度下降,针对该问题提出一种基于互补滑模的改进观测器。基于永磁同步电机的数学模型设计了互补滑模观测器,基于Lyapunov理论证明所设计观测器的稳定性。并引入卡尔曼滤波器消除传统反电动势滤波所产生的相位误差,以进一步提升转子位置及转速的观测性能。通过仿真实验对不同的运行工况进行了验证,结果表明所提方法能够有效消除抖振问题,提高观测精度。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无传感器控制 互补滑模 卡尔曼滤波器

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输电线路点云数据采集的四旋翼无人机自抗扰控制

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作者 柳骏 刘光 +1 位作者 赵枫帆 孙劼 《航天控制》 2025年第1期22-28,共7页

针对四旋翼无人机携载激光雷达进行输电线路点云数据采集过程中的位置与姿态控制问题,提出一种基于互补滑模的自抗扰控制器设计方法。考虑到四旋翼无人机复杂环境下存在强耦合、非线性和外界扰动影响的问题,采用一种有限时间收敛的扩展... 针对四旋翼无人机携载激光雷达进行输电线路点云数据采集过程中的位置与姿态控制问题,提出一种基于互补滑模的自抗扰控制器设计方法。考虑到四旋翼无人机复杂环境下存在强耦合、非线性和外界扰动影响的问题,采用一种有限时间收敛的扩展状态观测器估计四旋翼无人机动力学系统的状态和集总扰动,以便将观测得到的集总扰动引入自抗扰控制器进行前馈补偿,同时构建互补滑模流形,并用指数幂函数和符号函数的积分形式来保证自抗扰控制器的连续性。最后基于Lyapunov分析方法给出了位置与姿态跟踪误差渐近收敛的严格证明,而且仿真结果对比证明,所提方法具有更高的控制精度且能够充分抑制不同形式的外部时变扰动。 展开更多

关键词 四旋翼无人机 自抗扰控制 互补滑模控制 位置与姿态控制

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垂直起降系统的互补滑模与情感神经网络控制

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作者 贾超 高诗鉴 +1 位作者 高铭 谷海青 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第3期113-121,共9页

针对具有未知扰动的垂直起降机双闭环控制系统,提出一种基于连续径向基情感神经网络的互补积分滑模控制策略。建立了包含未知扰动项的垂直起降机的数学模型,为系统内外环分别设计滑模控制器和互补积分滑模控制器,基于对系统鲁棒性的考量... 针对具有未知扰动的垂直起降机双闭环控制系统,提出一种基于连续径向基情感神经网络的互补积分滑模控制策略。建立了包含未知扰动项的垂直起降机的数学模型,为系统内外环分别设计滑模控制器和互补积分滑模控制器,基于对系统鲁棒性的考量,利用连续径向基情感神经网络逼近系统未知扰动项,给出神经网络权重的自适应律,形成一套新型的复合控制策略,利用Lyapunov方法分析了系统的稳定性。通过对垂直起降机的仿真实验与实物实验进行分析对比,证明了所设计的控制器具有更快的收敛速度、更高的跟踪精度和更佳的鲁棒性。 展开更多

关键词 垂直起降机 互补积分滑模 情感神经网络 偏角控制

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基于滑模自抗扰的储能变流器控制策略

5

作者 皇金锋 周杰 黄红杰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期2171-2181,共11页

为了提高储能变流器(PCS)的动态性能,设计基于降阶级联扩张状态观测器(ESO)和互补滑模控制(CSMC)的改进自抗扰控制(ADRC)策略,将改进ADRC策略应用于PCS的双向DC/AC变流器电压外环.改进ESO为降阶级联ESO以提高状态变量和系统总扰动的估... 为了提高储能变流器(PCS)的动态性能,设计基于降阶级联扩张状态观测器(ESO)和互补滑模控制(CSMC)的改进自抗扰控制(ADRC)策略,将改进ADRC策略应用于PCS的双向DC/AC变流器电压外环.改进ESO为降阶级联ESO以提高状态变量和系统总扰动的估计速度,增加扰动估计能力;更改PD控制为CSMC以设计状态误差反馈律,提升PCS的系统鲁棒性;设计改进指数趋近律以抑制抖振现象.为了证明改进ADRC策略相较于PI控制和传统ADRC的优越性,建立仿真模型并搭建相关实验平台.仿真与实验结果表明,改进ADRC策略减小了PCS暂态时直流母线电压波动,提高了PCS交流侧功率响应速度,改善了交流侧的输出电能质量. 展开更多

关键词 储能变流器(PCS) 自抗扰控制(ADRC) 降阶级联扩张状态观测器 互补滑模控制(csmc) 改进指数趋近律

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多智能体系统固定时间一致性的多永磁同步电机转速协同控制

6

作者 侯利民 兰骁儒 +1 位作者 赵世杰 李政龙 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期6345-6356,共12页

为了提高多电机转速协同控制精度,该文提出一种多智能体系统固定时间一致性的多永磁同步电机转速协同控制新思想。首先,将多永磁同步电机调速系统视为一个多智能体系统,设计了基于无向通信拓扑图的固定时间一致性协议;同时,设计了固定... 为了提高多电机转速协同控制精度,该文提出一种多智能体系统固定时间一致性的多永磁同步电机转速协同控制新思想。首先,将多永磁同步电机调速系统视为一个多智能体系统,设计了基于无向通信拓扑图的固定时间一致性协议;同时,设计了固定时间滑模观测器估计扰动并在一致性协议中引入前馈补偿,从而得到期望的q轴电流。然后,在矢量控制调速系统的框架下设计了固定时间互补滑模电流控制器,用于跟踪q轴参考电流。利用李雅普诺夫函数分别证明了控制器和观测器可以在与系统初始状态无关的情况下实现固定时间内收敛。最后,在三台永磁同步电机调速系统实验平台上与传统偏差耦合控制算法进行了对比实验验证,证明了所提控制算法的可行性和鲁棒性。 展开更多

关键词 多永磁同步电机 多智能体系统 固定时间滑模观测器 固定时间互补滑模控制

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倾转四旋翼无人机自适应RNN互补滑模控制 被引量：1

7

作者 李晨 熊晶晶 《航天控制》 CSCD 2024年第1期30-36,共7页

针对倾转四旋翼无人机(TQUAV)在未知扰动下飞行的轨迹跟踪问题,提出了一种自适应循环神经网络(RNN)互补滑模控制(CSMC)方法。首先,将倾转四旋翼无人机动力学系统分为位置子系统和姿态子系统并分别设计互补滑模控制器。考虑到无人机在飞... 针对倾转四旋翼无人机(TQUAV)在未知扰动下飞行的轨迹跟踪问题,提出了一种自适应循环神经网络(RNN)互补滑模控制(CSMC)方法。首先,将倾转四旋翼无人机动力学系统分为位置子系统和姿态子系统并分别设计互补滑模控制器。考虑到无人机在飞行过程中受到外部扰动的影响,由滑模控制方法得到的理想控制器包含未知的干扰项,因此使用循环神经网络来估计未知扰动。然后,为降低循环神经网络组合估计误差的影响并削弱控制器抖振,引入超螺旋滑模控制(STSMC)设计切换控制器。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 倾转四旋翼无人机 互补滑模控制 自适应控制 循环神经网络

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基于互补滑模控制的四旋翼姿态自抗扰控制

8

作者 何栋炜 王佩 +1 位作者 陈炜 陈健 《福建理工大学学报》 CAS 2024年第4期363-370,共8页

针对受模型不确定性和外界干扰等因素影响的四旋翼无人机的姿态控制问题,提出了一种基于互补滑模控制的自抗扰姿态控制方法。基于自抗扰理论,首先将四旋翼无人机动力学模型改写为标准二阶积分型形式,设计了扩张状态观测器,对总扰动进行... 针对受模型不确定性和外界干扰等因素影响的四旋翼无人机的姿态控制问题,提出了一种基于互补滑模控制的自抗扰姿态控制方法。基于自抗扰理论,首先将四旋翼无人机动力学模型改写为标准二阶积分型形式,设计了扩张状态观测器,对总扰动进行在线观测以补偿总扰动对系统的影响。其次,将广义滑模面与互补滑模面相结合,并引入sig函数替换切换函数,提出改进型互补滑模控制律并通过Lyapunov理论证明所提出控制器的稳定性。最后,通过仿真算例,从收敛时间、均方误差、最大误差等指标考察了所提出的控制器的性能。研究结果表明,与互补滑模控制、传统自抗扰控制及反步滑模控制相比,所提改进方法的控制品质更好。 展开更多

关键词 四旋翼无人机 自抗扰控制 互补滑模控制 姿态控制

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永磁同步电机的神经网络滑模与预测控制

9

作者 丁豪 于海生 +1 位作者 孟祥祥 满忠璐 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第10期1823-1832,共10页

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统转子位置跟踪问题,提出了一种基于Elman神经网络的互补滑模控制方法。首先,考虑系统的不确定性建立PMSM数学模型,利用Elman神经网络来估计系统的不确定性,以实现对P... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统转子位置跟踪问题,提出了一种基于Elman神经网络的互补滑模控制方法。首先,考虑系统的不确定性建立PMSM数学模型,利用Elman神经网络来估计系统的不确定性,以实现对PMSM高度的位置跟踪。然后,提出了一种PMSM无差拍预测电流控制方法,该方法相当于高增益的比例控制方法,从原理上增加了电流环的带宽,从而改善电流环的性能。计算机仿真和半实物仿真的结果表明,与传统的矢量控制相比,无差拍预测电流控制有效提高了电流环的动态性能和稳态精度,基于Elman神经网络的互补滑模控制有更好的跟踪性能。 展开更多

关键词 永磁同步电机 无差拍预测电流控制 ELMAN神经网络 互补滑模控制

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滞环调制全局滑模控制Buck变换器设计 被引量：25

10

作者 倪雨 许建平 +1 位作者 王金平 于海坤 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第21期1-6,共6页

研究Buck变换器的瞬态特性与全局滑模系数的关系,分析滑态移动参数的选取方法,给出一种实现全局切换函数的方法。分析Buck变换器稳态工作时的输出电压纹波,提出全局滑模控制Buck变换器的瞬态情形的判定条件。利用Matlab/Simulink实现全... 研究Buck变换器的瞬态特性与全局滑模系数的关系,分析滑态移动参数的选取方法,给出一种实现全局切换函数的方法。分析Buck变换器稳态工作时的输出电压纹波,提出全局滑模控制Buck变换器的瞬态情形的判定条件。利用Matlab/Simulink实现全局滑模控制器并进行仿真研究。仿真和实验结果表明,全局滑模控制Buck变换器的瞬态情形判定条件和瞬态初值赋定方法正确有效,全局滑模系数和滑态移动参数的选取方法合理,全局滑模控制较传统滑模控制具有相近的负载瞬态特性和更好的鲁棒性。 展开更多

关键词 全局滑模控制 BUCK变换器 瞬态工作情形 瞬态初值 鲁棒性

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基于等效控制的全局滑模控制Buck变换器设计 被引量：10

11

作者 倪雨 许建平 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期654-659,共6页

为简化滑模控制器设计和提高变换器系统的鲁棒性,探讨了全局滑模控制的原理和设计方法,并用于设计Buck变换器的控制系统.分析了全局滑模控制Buck变换器的特点,给出了基于等效控制思想的全局滑模控制器设计步骤,并设计了全局滑模控制律.... 为简化滑模控制器设计和提高变换器系统的鲁棒性,探讨了全局滑模控制的原理和设计方法,并用于设计Buck变换器的控制系统.分析了全局滑模控制Buck变换器的特点,给出了基于等效控制思想的全局滑模控制器设计步骤,并设计了全局滑模控制律.最后,通过仿真分析,探讨了全局滑模控制器应用于Buck变换器的可行性和有效性.仿真结果表明,设计的全局滑模控制Buck变换器较传统滑模控制Buck变换器的瞬态响应速度快,并具有全局鲁棒性. 展开更多

关键词 传统滑模控制 全局滑模控制 鲁棒性 变换器

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永磁直线同步电机自适应互补滑模控制 被引量：6

12

作者 赵希梅 王晨光 程浩 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期95-100,共6页

针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受非线性因素影响而降低伺服系统鲁棒性的问题,提出一种自适应互补滑模控制方法。永磁直线同步电机的非线性因素包括系统参数变化、电机端部效应及外部不确定性的扰动。互补滑模控制将积分滑模面与广义误... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受非线性因素影响而降低伺服系统鲁棒性的问题,提出一种自适应互补滑模控制方法。永磁直线同步电机的非线性因素包括系统参数变化、电机端部效应及外部不确定性的扰动。互补滑模控制将积分滑模面与广义误差滑模面相结合,将系统状态轨迹限定在两个面的交线上,缩短了状态轨迹达到滑模面的时间,提高了位置跟踪精度。为了进一步改善系统鲁棒跟踪性能,利用自适应控制对不确定扰动因素的上界进行估计,减小不确定因素对系统的影响,改善滑模控制的抖振现象。实验结果表明所提出的控制方法是有效可行的,自适应互补滑模控制不仅提高了系统的跟踪性能,而且更有效地抑制了不确定因素对控制系统的影响。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 滑模控制 互补滑模控制 不确定性边界 自适应控制

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基于补偿滑模神经网络的某炮控系统位置控制 被引量：2

13

作者 王超 周勇军 +3 位作者 闫守成 周文君 张德磊 唐雄 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期114-122,共9页

针对某炮控系统存在较强的非线性和不确定性特征,提出了基于补偿滑模的自组织神经网络控制策略。引入了补偿滑模面设计方法,构成了自组织神经网络控制器和辅助补偿器。自组织神经网络控制器由Hermite多项式、变结构神经网络和神经元参... 针对某炮控系统存在较强的非线性和不确定性特征,提出了基于补偿滑模的自组织神经网络控制策略。引入了补偿滑模面设计方法,构成了自组织神经网络控制器和辅助补偿器。自组织神经网络控制器由Hermite多项式、变结构神经网络和神经元参数自学习算法构成,其减小了计算复杂度,提高了自适应能力;梯度下降法对神经网络的参数进行自学习,提高了系统的收敛速度;辅助补偿器的引入进一步减小了系统稳态误差,满足了该炮控系统的基本指标要求,保证了系统在Lyapunov意义下的稳定性和鲁棒性。半实物仿真试验表明:该控制策略有效地提高了系统的控制精确度和鲁棒性,减小了外界干扰对系统性能的影响。 展开更多

关键词 炮控系统 补偿滑模面 自组织 神经网络 Lyapunov稳定

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永磁直线同步电机的互补滑模变结构控制 被引量：36

14

作者 赵希梅 赵久威 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期2552-2557,共6页

针对永磁直线同步电动机伺服系统易受参数变化、外部扰动、非线性摩擦及固有的端部效应等不确定性因素影响,提出了一种互补滑模变结构控制方法。建立了含有不确定性的直线伺服电机运动系统的动态模型,采用广义滑模面和互补滑模面相结合... 针对永磁直线同步电动机伺服系统易受参数变化、外部扰动、非线性摩擦及固有的端部效应等不确定性因素影响,提出了一种互补滑模变结构控制方法。建立了含有不确定性的直线伺服电机运动系统的动态模型,采用广义滑模面和互补滑模面相结合的方法设计了互补滑模变结构控制器,从理论上分析证明了此控制器可以保证系统跟踪误差的收敛性,抑制不确定性因素,提高系统瞬态响应速度,进而有效地减小了跟踪误差。同时选择饱和函数作为切换函数,降低了滑模控制(sliding mode control,SMC)的抖振现象。最后,通过系统实验表明了所提出的控制方法是有效可行的,与传统SMC相比,基于互补滑模控制(complementary sliding mode control,CSMC)的系统具有快速准确的跟踪性能和鲁棒性能,明显地减小了系统的跟踪误差。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 滑模变结构控制器 互补滑模变结构控制器 鲁棒性 跟踪误差

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基于Elman神经网络的永磁直线同步电机互补滑模控制 被引量：34

15

作者 赵希梅 金鸿雁 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期973-979,共7页

针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受系统参数变化和外部扰动等非线性因素影响而降低伺服系统控制性能的问题,提出了一种Elman神经网络互补滑模控制方法。互补滑模控制是在常规滑模控制的基础上增加一个广义误差滑模面,不仅可以减少系统状... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)易受系统参数变化和外部扰动等非线性因素影响而降低伺服系统控制性能的问题,提出了一种Elman神经网络互补滑模控制方法。互补滑模控制是在常规滑模控制的基础上增加一个广义误差滑模面,不仅可以减少系统状态达到滑模面的时间,又能保证系统跟踪精度。但是,在实际应用中互补滑模控制的切换增益和边界层厚度的值很难选取。为了对系统中不确定性因素的值进行准确的估计,并削弱滑模控制的抖振现象,采用Elman神经网络估计器对其进行估计,替代滑模控制中的切换控制,降低不确定性因素对伺服控制系统的影响,进一步提高系统的鲁棒性。实验结果表明,基于Elman神经网络的互补滑模控制与互补滑模控制相比,不仅改善了系统的位置跟踪性能,还提高了系统的鲁棒性能。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 互补滑模控制 ELMAN神经网络 抖振现象

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基于扩张状态观测器的磁悬浮球连续滑模控制 被引量：6

16

作者 赵磊 王军晓 +2 位作者 黄光普 徐彬彬 俞立 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2020年第5期480-486,共7页

针对磁悬浮球系统具有非线性、模型不确定性和易受干扰影响的特点,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的连续滑模控制方法(CSMC)。该控制方法采用ESO对系统的扰动进行观测和估计,再将扰动估计值作为连续滑模控制器的补偿量,以克服不确... 针对磁悬浮球系统具有非线性、模型不确定性和易受干扰影响的特点,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的连续滑模控制方法(CSMC)。该控制方法采用ESO对系统的扰动进行观测和估计,再将扰动估计值作为连续滑模控制器的补偿量,以克服不确定性和外界扰动的影响,进一步提升了连续滑模控制器的控制性能。仿真和实验验证了所提方法的有效性。结果表明,与连续滑模控制方法(CSMC)相比,ESO-CSMC具有更强的抗干扰性能。 展开更多

关键词 磁悬浮球系统 连续滑模控制(csmc) 扩张状态观测器(ESO) 抗干扰性能

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精密直驱龙门系统的交叉耦合互补滑模控制 被引量：27

17

作者 赵希梅 赵久威 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期7-12,共6页

针对龙门定位平台上双直线电动机伺服系统的位置精确同步控制问题,提出一种基于交叉耦合控制(Cross-Coupled Control,CCC)与互补滑模控制(Complementary Sliding Mode Control,CSMC)相结合的控制方案。考虑到永磁直线同步电动机(Permane... 针对龙门定位平台上双直线电动机伺服系统的位置精确同步控制问题,提出一种基于交叉耦合控制(Cross-Coupled Control,CCC)与互补滑模控制(Complementary Sliding Mode Control,CSMC)相结合的控制方案。考虑到永磁直线同步电动机(Permanent Magnet Linear Synchronous Motor,PMLSM)易受系统存在的端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的影响,建立含有不确定性因素的直线伺服系统的动态模型。为了使系统实现高精度强鲁棒性的位置跟踪性能,设计基于CCC和CSMC的双直线电动机伺服系统。利用CSMC对系统不确定性因素不敏感和抖振小的优点,来保证双直线电动机伺服系统中单轴的位置跟踪精度;并将CCC引入到双直线电动机伺服系统中,消除了双电动机之间存在的耦合,进而减小了系统的位置同步误差。系统实验结果表明,该控制方法具有快速的跟踪性和较强的鲁棒性,能够满足高精度强鲁棒性的实际加工生产需求。 展开更多

关键词 双直线电动机伺服系统 交叉耦合控制 互补滑模控制 同步控制

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永磁直线同步电机的智能互补滑模控制 被引量：12

18

作者 赵希梅 赵久威 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第23期9-14,共6页

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的位置跟踪精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的智能互补滑模控制(ICSMC)方法。建立了包含端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的PMLSM动态方程。设计了互补滑... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的位置跟踪精度问题,提出了一种基于径向基函数(RBF)神经网络的智能互补滑模控制(ICSMC)方法。建立了包含端部效应、参数变化、外部扰动及非线性摩擦等不确定性因素的PMLSM动态方程。设计了互补滑模控制器,采用广义滑模面和互补滑模面相结合的设计,降低了系统跟踪误差,提高了系统响应速度,并削弱了抖振现象;利用RBF神经网络直接对系统存在的不确定性进行估计,在线调整RBF网络参数以改善系统动态性能,提高系统鲁棒性,并用李雅普诺夫定理保证系统闭环稳定性。通过分析系统实验结果,验证了所提出的控制方法有效降低了系统跟踪误差,并使系统具有良好的动态性能和鲁棒性能。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 互补滑模控制 径向基函数神经网络

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基于趋近律的互补积分终端滑模音圈电机控制 被引量：4

19

作者 李波 梁宇飞 +1 位作者 李国栋 石上瑶 《电子测量技术》 北大核心 2022年第3期67-71,共5页

音圈电机(VCM)主要应用于小范围直线定位场景,需保证其拥有高精度及高鲁棒性,并且由于电机参数及摩擦力等影响,VCM是非线性且时变的。本文从VCM工作原理分析并建立对应二阶系统模型。控制策略上采用滑模控制和状态观测器的结合,针对滑... 音圈电机(VCM)主要应用于小范围直线定位场景,需保证其拥有高精度及高鲁棒性,并且由于电机参数及摩擦力等影响,VCM是非线性且时变的。本文从VCM工作原理分析并建立对应二阶系统模型。控制策略上采用滑模控制和状态观测器的结合,针对滑模控制的抖振问题分别从滑模面和趋近律方向分别提出对应解决方案。滑模面采用互补积分终端滑模控制(CISMC),在减小抖振的基础上,采用齐次理论设计的积分终端滑模实现了有限时间的收敛性;趋近律采用幂次趋近律和fal非线性函数的结合,可以更快的到达滑模面;在滑模控制外采用状态观测器(ESO)对系统扰动等进行前馈补偿,提出了一种基于趋近律的互补积分终端滑模控制(CISMC)。根据推导的数学模型在MATLAB/Simulink中建立系统仿真模型,通过仿真实验表明CISMC+ESO的方案,在跟踪正弦信号相较于互补滑模控制(CSMC)+ESO方案,稳定误差最大减少75%,完全跟踪时间最大减小28.5%;在跟踪斜坡信号时,稳态误差明显减少较大,完全跟踪时间最大减小84%。实验表明其在系统控制精度和鲁棒性方面都有明显提高。 展开更多

关键词 音圈电机 互补滑模控制 积分终端滑模 趋近律

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永磁直线伺服系统终端互补滑模位置控制 被引量：3

20

作者 赵希梅 孙洪潇 金鸿雁 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期182-190,共9页

为了解决永磁直线同步电机(PMLSM)直驱伺服系统易受端部效应、非线性摩擦以及外部扰动等不确定因素影响的问题,提出一种将互补滑模控制(CSMC)与终端滑模控制(TSMC)相结合的终端互补滑模控制(TCSMC)方法。首先,建立具有不确定因素的PMLS... 为了解决永磁直线同步电机(PMLSM)直驱伺服系统易受端部效应、非线性摩擦以及外部扰动等不确定因素影响的问题,提出一种将互补滑模控制(CSMC)与终端滑模控制(TSMC)相结合的终端互补滑模控制(TCSMC)方法。首先,建立具有不确定因素的PMLSM动态模型。其次,将广义滑模面与互补滑模面相结合,同时利用饱和函数替换切换函数设计CSMC,与传统的滑模控制相比,其跟踪误差减半,能有效削弱抖振。为了进一步提高系统的收敛速度,在互补滑模面中引入终端项,设计TCSMC,使得系统在CMSC减少系统误差的基础上,进一步提高控制性能。最后,通过理论分析,证明控制器的稳定性,系统实验表明,与CSMC和TSMC相比,TCSMC不但提高了系统收敛速度和控制精度,削弱了抖振现象,而且明显增强了系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁直线同步电机 不确定因素 终端互补滑模控制器 收敛速度 控制精度 鲁棒性

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