基于干扰观测器的专家积分Terminal滑模SPMSM控制

以面贴式永磁同步电动机(SPMSM)为研究对象,提出了专家控制、滑模变结构控制和干扰观测器相结合的控制方法,来提高电机速度环的控制效果。通过干扰观测器得到电机的负载扰动;积分型滑模变结构控制能保证给定速度无静差跟踪;Terminal滑模可以在有限时间内收敛至平衡点;专家控制加上得到的负载扰动观测值可以减小滑模变结构控制的抖振现象。     

TCSC自适应Terminal滑模稳定控制器设计

该文设计了一种TCSC自适应Terminal滑模稳定控制器,以提高互联电力系统的稳定性。文中建立了含TCSC的两机电力系统的数学模型;控制器设计应用了Terminal滑模控制理论,使误差能够快速收敛,从而取得良好的控制效果;设计中考虑了阻尼参数的不确定以及外扰动的影响;利用MATLAB进行了两机系统的仿真。仿真结果表明,所设计的TCSC自适应Terminal稳定控制器能够快速阻尼功率振荡,提高互联电力系统的稳定性,且效果优于基于逆推法设计的TCSC稳定控制器。     

汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制

提出了汽轮发电机励磁与汽门协调Terminal滑模控制。针对发电机综合控制存在的两个输入变量,通过构造两个非奇异的Terminal滑模面,实现解耦控制。Terminal滑模面中含有非线性函数,使得误差能够快速收敛,从而取得良好的控制效果。利用自适应律实时估计扰动上界,从而使控制器具有很强的鲁棒性。通过李亚普洛夫理论证明了控制系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制器能够快速阻尼功率振荡,提高电力系统的稳定性,维持机端电压。     

汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制

提出了汽轮发电机励磁与汽门协调Terminal滑模控制.针对发电机综合控制存在的两个输入变量,通过构造两个非奇异的Terminal滑模面,实现解耦控制.Terminal滑模面中含有非线性函数,使得误差能够快速收敛,从而取得良好的控制效果.利用自适应律实时估计扰动上界,从而使控制器具有很强的鲁棒性.通过李亚普洛夫理论证明了控制系统的稳定性.仿真结果表明,所设计的汽轮发电机自适应Terminal滑模综合控制器能够快速阻尼功率振荡,提高电力系统的稳定性,维持机端电压.     

多机电力系统自适应鲁棒Terminal滑模励磁控制

设计了多机电力系统发电机励磁的自适应鲁棒Terminal滑模控制器,将L2增益干扰抑制、自适应逆推法、Terminal滑模控制相结合,可以自适应估计发电机的不确定阻尼系数,对扰动具有鲁棒性。给出了控制器的设计过程。针对2区域4机系统的仿真结果表明,所设计的自适应鲁棒Terminal滑模励磁控制器能够快速抑制功率振荡,有效提高电力系统的暂态稳定性,并保持机端电压的恒定。     

不确定参数电动舵机滑模变结构控制

针对电动舵机系统要求在有限时间内无误差跟踪目标的问题,研究了Terminal滑模控制方法.针对常规Terminal滑模控制需要知道不确性的上界且容易产生高频抖振的问题,采用模糊技术对电动舵机的不确定性进行估计,并将其与常规Terminal滑模控制结合起来,提出了模糊Ter-minal滑模控制技术.建立了电动舵机的模糊Terminal滑模控制系统结构,给出了控制器的设计方法.实验与仿真结果表明,与常规Terminal滑模控制器相比,模糊Terminal滑模控制器能有效降低抖振,改善了控制器的动态品质.     

SVC与发电机励磁的逆推Terminal滑模协调控制

设计了一种静止无功补偿器与发电机励磁的逆推Terminal滑模协调控制器,采用逆推法逐步构造李亚普洛夫函数,不确定参数用自适应律替换,最后一步加入Terminal滑模面,使相关变量能够在有限时间内收敛到零。针对单机无穷大系统的仿真结果表明,所设计的逆推Terminal滑模协调稳定控制器能够快速阻尼功率振荡,有效提高电力系统的暂态稳定性并可维持机端电压恒定。     

基于扩张状态观测器的DFIG网侧变换器滑模控制

针对双馈风力发电机网侧变换器因负载变化和滤波参数摄动导致控制效果不佳的问题,提出一种扩张状态观测器（extended state observer, ESO）与滑模控制相结合的网侧变换器双闭环控制策略。内环采用以功率为状态变量的基于ESO的滑模直接功率控制,外环采用以电压平方为状态变量的基于ESO的滑模控制;应用ESO对系统状态变量与包含系统未建模动态、负载变化和滤波参数摄动等集总不确定项进行估计,即可无需系统的精确数学模型设计滑模控制方法,实现网侧变换器在复杂环境下的鲁棒控制,理论分析了ESO和滑模控制的稳定性。此外引入功率差前馈环节,减小负载变化时外环滑模控制非线性带来的冲击。最后通过负载变化和滤波参数摄动两个算例仿真,结果表明,与传统矢量控制和滑模控制相比,所提控制策略在复杂环境下具有更强的鲁棒性。     

基于改进PSO的Terminal分段滑模励磁控制器设计

为获得较好的收敛速度,在快速终端滑模面的基础上,设计了一种Terminal分段滑模励磁控制方法。滑模控制律中参数较多,利用粒子群算法(PSO)较好的搜索能力对控制律参数进行寻优。利用单机无穷大系统,进行了多种扰动下的仿真分析。仿真结果表明,本文所采用的控制策略,响应速度较快,能够有效地提高系统的静态和暂态稳定性,控制精度较高。     

基于自适应Terminal滑模控制方法的VSG控制

由于分布式电源并网逆变器存在的低惯性、欠阻尼特性会影响电力系统稳定性,利用考虑发电机励磁与汽门综合控制的同步发电机四阶模型,设计了基于自适应Terminal滑模控制方法的虚拟同步发电机控制方案。针对系统的2个输入变量,构造了2个非奇异的Terminal滑模函数,由于Terminal滑模函数为非线性函数,使得误差可以快速收敛,从而保证了控制器良好的控制效果。仿真结果验证了所提控制策略可以为系统提供必要的惯性和阻尼,保证系统在参数不确定和存在外界扰动情况下的鲁棒性,能够抑制振荡并提高电力系统的稳定性。     

基于自适应Terminal滑模的混沌振荡控制

针对电力系统负荷扰动满足一定条件时就会产生混沌振荡现象,提出了一种自适应Terminal滑模混沌控制方法.利用Lyapunov指数证明了系统存在混沌振荡,应用简单电力系统分析了周期性负荷扰动下的动力学行为,设计了Terminal滑模动态使得系统能够快速收敛,给出了扰动的自适应律.应用Matlab/Simulink仿真平台对含噪声和不含噪声的电力系统进行仿真验证.仿真结果表明,该控制方法能够有效地镇定电力系统混沌振荡.     

桥式起重机水平运动系统的模糊滑模控制

针对桥式起重机水平吊运中的小车定位和负载摆动控制问题,提出了一种模糊滑模控制方法.该方法将摆角动态引入到小车位置滑模面设计中,从而在实现小车定位控制的同时,通过对摆动方程角速度项的补偿确保了负载摆动的稳定性,并进一步采取模糊控制方法对滑模趋近率系数进行调节来消除控制力的抖振现象.理论分析与仿真结果证明了该方法是可行的,...     

改进Terminal滑模永磁直线同步电机控制策略研究

永磁直线同步电机(PMLSM)作为一种高阶非线性系统,需要通过优化的控制算法来实现伺服系统的高精度和快速响应。非线性控制理论对于非线性系统有较好的控制性能,其中Terminal滑模控制相比较于传统滑模控制,具有收敛精度高的特点,并保留了滑模控制的鲁棒性。分析了PMLSM的数学模型,设计了基于非奇异Terminal位置滑模控制和一个一阶速度滑模面,通过二者的组合实现速度限幅和位置的精确响应。通过MATLAB/Simulink的仿真,结果表明,该方法下的PMLSM的改进Terminal滑模控制具有较高的控制精度和较快的响应速度,在存在外部扰动的情况下也具有较好的鲁棒性。     

基于扩张状态观测器和Terminal滑模的HVDC非线性鲁棒控制器设计

针对高压直流输电系统(HVDC)强非线性和模型不确定性的特点,提出了一种基于扩张状态观测器(extended stateobserver,ESO)和Terminal滑模的HVDC非线性鲁棒控制策略。首先利用Terminal滑模设计出系统的虚拟控制输入,再由ESO来估计系统的内、外扰动以及不确定因素,并将其动态补偿到系统中,设计出了整流侧定电流和逆变侧定关断角非线性控制器。仿真结果表明,与常规的PI控制器相比,该控制器表现出良好的动态性能和稳态性能,提高了系统的鲁棒性。     

基于扩展扰动观测器的PMSM终端滑模控制

针对传统滑模变结构控制下永磁同步电机(PMSM)驱动系统收敛速度慢和抖振现象,提出一种基于扩展滑模扰动观测器(ESMDO)的转速环改进非奇异快速终端滑模(INFTSM)控制方法。首先,设计了提高滑模趋近速度的新型趋近律,提出了INFTSM控制方法。同时利用ESMDO估计系统未知扰动并对控制器加以补偿。实验结果表明,电机启动时能够快速到达指定转速且无超调,在突加负载时也能够快速响应,恢复时间短。与PI控制、传统滑模控制(SMC)以及非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制相比,该方法不仅削弱了抖振、提高了响应速度、减小了系统稳态误差,还具有稳态跟踪精度高的优点。     

摆动喷管电动伺服系统复合控制方法EI北大核心CSCD

针对飞行器摆动喷管电动伺服系统在低气压高温升条件下的控制问题,提出一种复合控制方法。基于LuGre模型对伺服系统的复杂负载力矩进行建模,利用状态观测器和两个dual观测器推导出负载力矩参数自适应律,以期实现对负载力矩随外界条件变化时的拟合。采用自适应反步终端滑模算法,负载力矩估计值进行虚拟力矩补偿,同时解决控制电压与力矩干扰之间不匹配、电机电压扰动及参数变化的问题,理论分析证明所提控制算法对于匹配及非匹配不确定性都具备鲁棒性,能够保证跟踪误差最终一致有界。最后通过仿真及实验,验证了所提方法的有效性。     

Terminal滑模直驱风力发电变桨控制研究

由于风能的随机性和不稳定性的特点,加大了风力发电机组的控制难度。以直驱永磁同步风力发电机组为研究对象,以风速在额定值以上时使风力机输出功率稳定在额定值为研究目标,针对传统变桨距控制存在力矩抖动大,受干扰严重等缺点,提出一种基于Terminal滑模控制的双模控制方法。所设计的控制器采用Terminal滑模控制,控制策略采用功率和转速同时进行控制。利用Matlab/Simulink为实验平台,搭建Terminal滑模直驱风力发电机变桨控制模型,通过仿真验证,此方法与传统的变桨控制方法比较,有输出功率稳定无抖动、无超调、桨距角的变化更加平滑、抗干扰性强等优点。     

摆动喷管电动伺服系统复合控制方法

针对飞行器摆动喷管电动伺服系统在低气压高温升条件下的控制问题,提出一种复合控制方法。基于LuGre模型对伺服系统的复杂负载力矩进行建模,利用状态观测器和两个dual观测器推导出负载力矩参数自适应律,以期实现对负载力矩随外界条件变化时的拟合。采用自适应反步终端滑模算法,负载力矩估计值进行虚拟力矩补偿,同时解决控制电压与力矩干扰之间不匹配、电机电压扰动及参数变化的问题,理论分析证明所提控制算法对于匹配及非匹配不确定性都具备鲁棒性,能够保证跟踪误差最终一致有界。最后通过仿真及实验,验证了所提方法的有效性。     

基于新型趋近律的永磁同步电机滑模速度控制

系统惯性和切换开关的时间滞后造成了滑模控制系统的抖振问题。为了解决该问题,提高永磁同步电机调速系统的动态品质,设计了新型趋近律。趋近律引入了系统状态变量绝对值的反正切函数,减小接近滑模面时的速度。用变边界层饱和函数代替常规的符号函数,使滑模面附近沿滑模面的运动更平滑。负载转矩是滑模速度控制器中的一个扰动项,采用以转矩和转速为观测对象的扩展滑模观测器对负载转矩进行观测,将观测值引进滑模速度控制器进行前馈补偿,进一步提高控制系统的抗扰性。仿真结果表明,改进后的趋近律在减小滑模面趋近时间的同时,有效地削弱了系统的抖振。负载转矩观测器在负载阶跃变化时能够进行准确的跟踪。相较于传统的指数趋近律滑模控制,基于新型趋近律的滑模控制响应速度快、无超调、抗扰性强,能够实现永磁同步电机良好的调速动态品质。     

基于扰动跟踪Terminal滑模与多目标零动态的协调励磁控制器设计

针对电力系统中存在各种扰动和模型不确定性等,为了提高励磁控制的鲁棒性,并考虑机端电压限制,设计了以功角稳定和电压控制为目标的协调励磁控制器。功角稳定控制在Terminal滑模中在线跟踪扰动并进行补偿,构成扰动跟踪Terminal滑模控制,抑制一般扰动和振荡,并能抑制共振型低频振荡;同时设计了多目标零动态滑模控制,在机端电压过限或突变时投入,具有控制功角和提高机端电压性能的功能。稳定控制和电压控制协调切换完成励磁控制。仿真结果表明控制器能在各种扰动时快速稳定功角,并能抑制共振型低频振荡,同时能有效控制机端电压。