航空发动机变参数模型与滑模控制研究

涡轴发动机是一类复杂的非线性系统,传统的控制方法只能在小范围内取得较好的控制效果。本文基于BP神经网络的方法建立了涡轴发动机在飞行包线内的变参数模型,结合滑模变结构控制算法的优点,提出了一种基于PID趋近律的滑模变结构控制方法。使用该方法与变参数模型,使得发动机在飞行包线内任意点都能够取得很好的控制效果。     

基于全程滑模变结构控制的有源电力滤波器

有源电力滤波器(APF)在工程应用中易受自身参数变化和外界扰动的影响,提出了一种基于全程滑模变结构控制的有源电力滤波器控制策略。在对APF状态空间描述的基础上,设计了适用于APF的全程滑模变结构控制方法。对APF分别采用定常滑模变结构和全程滑模变结构控制方法进行仿真,仿真结果表明全程滑模变结构控制方法能有效地缩短系统状态到达滑动模态的时间,具有更强的抗元件参数变化和抗外界干扰能力,鲁棒性强,同时响应快速,控制性能优于定常滑模变结构控制方法。     

永磁直驱同步风力发电机滑模控制研究

介绍了永磁直驱风力发电系统控制研究。针对传统矢量控制中PI控制器存在参数不易整定,对外界扰动及参数摄动鲁棒性差的问题,引入了滑模变结构控制器。为了减小滑模控制中的抖振现象提高系统的动态品质,提出了一种基于变速变指数趋近律的滑模变结构控制策略。为了使变速变指数趋近律在大幅度削弱抖振的同时,依然使系统具有较强的鲁棒性,对滑模增益进行分段设计,得出基于变增益变速变指数趋近律的滑模变结构控制器。最后在永磁同步风力发电矢量传统线性PI控制的基础上,结合上述滑模变结构控制策略在Matlab/Simulink环境下进行了仿真实验,仿真实验验证了新型滑模控制策略的优越性。     

开关磁阻电机直接转矩滑模变结构控制

开关磁阻电机非线性、强耦合的特点,使传统的控制方法已很难达到满意效果。基于此,介绍了一种三段式分段线性切换线的滑模变结构控制法。该方法与常规的滑模变结构控制法不同,采用的三段式切换线使电机从一开始便运行在滑模线上,确保了系统滑动模态的能达型。该方法主要特点是控制简单,易于实现。仿真结果表明其能够对给定转速快速、稳定地跟踪,具有良好的适应性和鲁棒性。     

基于αβ系统的DSTATCOM积分型滑模变结构控制

将滑模变结构控制理论用于DSTATCOM的控制,在滑模控制中引入积分控制项,减小补偿电流控制的稳态误差、提高系统的响应速度,使系统在动态和稳态下具有优良的抗干扰特点,并且在系统参数变化时具有很好的鲁棒性.该方法是基于静止坐标系统αβ下完全解耦的DSTATCOM系统状态模型,对系统实施积分型滑模变结构控制.利用PSCAD/EMTDC进行了仿真分析,验证了该方法的有效性.     

基于遗传算法的航空发动机滑模控制研究

由于航空发动机是不确定的强非线性系统,本文结合遗传算法和滑模变结构控制的优点,在滑模控制的基础上,提出一种基于遗传算法的滑模控制。该设计方法用遗传算法整定滑模控制规律参数,使得发动机稳定性良好,消除抖振现象。仿真结果表明,该方法可以满足控制系统的鲁棒性和参数优化过程。     

基于变结构控制的双馈风机空载并网方法

通过分析交流励磁变速恒频双馈风机(DFIG)的运行特点,在考虑到并网瞬间网侧变流器电流波动的情况下,建立了DFIG的数学模型。根据矢量控制方法,设计了一种变速恒频DFIG的滑模变结构并网控制方法,使系统对电网电压波动和内部参数摄动都具有较好的鲁棒性。分别构建了基于滑模变结构的DFIG控制系统的仿真模型及实验室的背靠背实验台,证明了所提滑模变结构的控制系统具有更好的动态响应和鲁棒性。     

滑模变结构PI控制的PMSM伺服系统

采用滑模变结构理论对PMSM伺服系统速度环调节器进行设计。当系统进入滑动模态以后,具有对干扰和摄动的完全适应性,基本不受系统参数变化和外界干扰的影响,具有良好的鲁棒性。但抖动是变结构控制应用中存在的重大问题。而传统PI控制则具有良好的稳态精度。基于以上问题提出了滑模变结构加PI的非线性控制方法。在误差大时采用滑模变结构...     

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。     

基于模糊滑模变结构的直流伺服系统控制器设计

针对直流伺服系统中参数时变性和外部扰动等造成的电机模型变化,设计了一种采用滑模变结构控制策略来控制直流伺服电机的方法,并且对系统稳定性进行了分析。为了削弱抖振,采用模糊控制方法将切换控制模糊化。对所设计的模糊滑模变结构控制系统进行仿真表明,采用模糊控制能大大削弱系统抖振,另外对具有电机参数大范围摄动的系统,滑模变结构控制系统具有较强的鲁棒性和快速性。     

基于模糊滑模控制的三相PWM整流器仿真

普通的三相PWM整流滑模变结构控制由于滑动模态具有不变性,所以其对系统参数的扰动不敏感,因此到达滑模面后鲁棒性较高,但是其到达滑模面之前是不具有鲁棒性的,并且滑模变结构自身的抖振无法消除.分析了基于趋近律的滑模变结构,并结合模糊控制与滑模变结构,提出了一种基于模糊趋近律的滑模变结构的控制算法,利用调节外环上的滑模趋近律,通过控制趋近速度有效缩短了到达滑模面的时间,并减小了滑模面上的抖振,并且通过Matlab仿真将提出的算法与未采用模糊趋近律的滑模控制和PI控制比较,实验证明采用该方法的PWM系统能够运行单位功率因数且输入电流电压正弦,并且具有很强的抗干扰性和静动态性能.     

无刷直流电动机的滑模变结构控制算法研究

论述了滑模变结构摔制算法的基本理论,设计了无刷直流电动机的滑模变结构控制模型,并将其转化为状态方程形式,滑模线的选取,采用了等速趋近于零的比例控制,给出了滑模存在的条件.将所设计的滑模变结构控制应用于某无刷直流电动机调速系统中,进行了系统的仿真与实验.与传统的PI控制相比较,该设计提高了系统的性能.     

滑模变结构控制在跟踪伺服系统中的应用

针对某跟踪伺服系统中包含非线性和参数不确定性问题,依据滑模变结构控制理论,提出了基于极点配置的滑模变结构控制器设计方法,建立了被控系统的数学模型,并给出了采用极点配置方法确定切换函数和用到达律确定控制函数的具体求解过程。仿真结果表明,该控制方案比经典控制的效果更好,提高了系统响应的快速性和鲁棒性,减小了超调,并且控制器的结构简单,易于实现。     

基于滑模控制的PWM整流器建模与仿真

为克服三相电压型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)整流器启动性能差、负载扰动时直流电压波动大的缺点,针对采用常规PI控制的整流器对系统参数变化较为敏感的弊端,提出一种基于滑模变结构的电压环非线性控制方案。采用一种新颖的a-b坐标系下的开关表设计方法,不仅可以取得良好的滑模算法动态响应特性,而且有效降低了开关频率。在Matlab/Simulink环境下建立仿真模型,对滑模控制和PI控制方案进行仿真比较,结果表明,应用滑模变结构控制三相PWM整流器,不仅设计和实现简单,而且具有较好的鲁棒性和动态性能。     

有源电力滤波器精确反馈线性化准滑模变结构控制

提出一种基于精确反馈线性化的有源电力滤波器(active power filter,APF)准滑模变结构复合控制策略,解决了传统有源电力滤波器滑模控制器设计结构复杂及抖振问题。根据三相有源电力滤波器在d-q坐标系下的仿射非线性模型,推导相应的坐标变换矩阵与状态反馈表达式,得到系统精确反馈线性化模型。针对此线性系统设计积分滑模函数,并证明等效控制的存在性与滑模控制的可达性。最终实现了准滑模变结构控制器设计,并给出参数选取范围。仿真与实验结果证明,该复合控制方法结合了精确反馈线性化控制与滑模控制的优点,具有较优的动态控制响应与稳态控制性能。     

涡轴发动机动力涡轮转速传感器容错控制方法研究

为了提高涡轴发动机的可靠性,在动力涡轮转速传感器发生故障时,保证发动机串级主回路与预测抗扰控制回路的正常运行,提出了涡轴发动机动力涡轮转速传感器容错控制方法研究.采用动态系数法建立了涡轴发动机简化实时模型,利用卡尔曼算法进行了发动机退化参数的估计,建立了涡轴发动机机载自适应模型,同时对动力涡轮转速信号进行了故障诊断及信号重构,实现了对预测抗扰控制回路及发动机串级控制回路的容错设计,并进行了数字仿真验证.结果表明,所设计的容错控制方法可以在动力涡轮转速传感器信号发生故障时保证发动机的正常工作.     

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。     

有源电力滤波器变趋近律滑模变结构控制

基于对三相三线有源电力滤波器电流控制方程的时域分析,得出了滑模变结构控制的一般控制律,并且进一步提出了有源电力滤波器变趋近律滑模变结构控制方法.该方法在一个控制周期内对滑模面进行了分解控制,可使最大偏差在较短的时间内得到纠正,同时又避免了较大幅值的抖振现象.该方法具有跟踪的快速性好,能较好地抑制尖峰现象,能削弱抖振现象,计算量少、适合于有源电力滤波器的实时控制等优点.给出了三相三线制有源电力滤波器仿真和实验结果,结果证明了该文方法的正确性和可行性.     

基于分段滑模控制的位置伺服系统

针对永磁同步电机伺服系统在运行过程中参数变化及负载扰动等问题,分析了滑模变结构控制器设计的原则和方法。将滑模变结构控制与矢量控制相结合,设计了适用于矢量控制位置伺服系统的分段式滑模变结构控制器。试验结果表明分段式滑模变结构控制伺服系统符合定位过程中时间最优化的原则,响应迅速,鲁棒性好。     

永磁同步电机变指数趋近律滑模控制

为取得系统对负载和参数扰动的高稳定性,同时避免滑模控制(SMC)具有的抖振现象,将一种新的滑模变结构控制策略应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统中。采用最大转矩电流比(MTPA)控制分配定子d、q轴电流,并将它们与转矩的关系拟合为低阶多项式,有效地提高了该方法的工程实用性;阐述了在系统存在性条件下改进的变指数趋近律控制策略,通过恰当地选取积分滑模面和切换增益,并将控制律连续化,有效地削弱了滑模控制方法的抖振问题。仿真与实验结果表明,该方法可以有效抑制系统抖振,改善系统鲁棒性,同时具有良好的动、静态性能。