基于新型滑模算法的永磁同步电机转速控制研究

针对永磁同步电机调速系统中PI控制器无法满足高精度控制要求的问题,提出了一种基于新型趋近律的滑模变结构控制方法。该趋近律在指数趋近律和幂次趋近律的基础上,加入了系统状态变量,有效地抑制滑模控制器在滑动阶段的抖振;等速趋近项与滑模面切换函数关联,保证其在s=0附近有效地稳定趋近,削弱抖振;指数趋近项与系统状态变量x_1关联,提高趋近速度。采用李雅普诺夫函数对其进行稳定性分析。经过与PI速度控制器以及传统的滑模控制器进行仿真比较,分析了空载起动、突加负载和变速运动3种情况下的控制效果,结果表明:采用新型滑模控制器可实现快速稳定趋近,并具有稳定性高、抗负载扰动能力强的优点。     

永磁同步电动机电流环分数阶滑模控制研究

针对等速趋近律滑模变结构在永磁同步电动机电流环控制中的抖振问题,提出了变阶次分数阶等速趋近律滑模变结构控制。利用分数阶微分方程对等速趋近律增益系数进行"放大"和"缩小",远离滑模面时对趋近律增益进行放大以加快响应速度,靠近滑模面时对趋近律增益进行缩小从而对滑模中的抖振进行抑制。仿真结果表明变阶次分数阶等速滑模控制器在保证传统等速趋近律滑模控制器控制效果的同时,可以有效降低系统的抖振现象。     

永磁同步电机调速系统的模糊趋近律滑模控制

为了满足永磁同步电机调速系统的高性能控制和鲁棒性的要求,将滑模变结构控制中的趋近律与模糊控制相结合,研究了一类算法简单、易于实现的模糊趋近律滑模控制器。该控制器根据切换函数的大小,利用模糊规则实时调节趋近律参数,解决了系统趋近运动的快速性和抑制抖振的问题。通过永磁同步电机矢量控制系统的仿真实验表明,应用模糊趋近律滑模控制器作为转速调节器,使转速快速响应、快速稳定、无超调,有效地提高了系统的动态性能,对参数变化和外部负载扰动具有较强的鲁棒性,同时削弱了系统的抖振现象。     

基于自适应滑模控制的燃料电池电站输出波形控制策略

为得到与燃料电池电站相适应的输出波形,研究了基于自适应滑模控制的燃料电池电站输出波形控制策略。滑模变结构控制具有响应快、抗干扰等优点,但也有控制输出抖振的问题。为有效克服离散滑模变结构控制的抖振问题,采用自适应趋近律来改善滑模变结构控制,实现对燃料电池电站功率调节系统逆变器输出波形的控制。同时,为抑制系统外部干扰和测量噪声,在控制系统中加入了滤波环节。仿真实验结果表明,采用自适应趋近律改善的滑模变结构控制器有良好的抗干扰能力,能较好地抑制抖振。     

模糊指数趋近律参数的二级倒立摆控制

滑模变结构控制是一种开关控制,在工程应用中由于频繁地切换系统的控制状态,系统往往会产生抖振现象,通过常规方法难以克服由此产生的不利影响。针对该抖振问题,将模糊控制引入滑模变结构控制中,对指数趋近律中的参数进行模糊在线校正,设计了一种模糊滑模变结构控制器,并应用于直线二级倒立摆系统中。经过仿真研究表明,这种方法可以对直线二级倒立摆进行有效的控制,在保留系统鲁棒性的同时显著地削弱了系统抖振。     

直线电机进给系统趋近律滑模控制研究

针对直线电机进给伺服系统采用传统滑模控制时,需要设计多个滑模面、滑模面的切换易引发系统抖振的问题,引入了趋近律滑模,设计了新型滑模控制器,伺服系统的位置和速度调节均采用趋近率滑模控制,并通过李雅普诺夫函数证明了控制器的稳定性。仿真结果表明,趋近律滑模的引入有效地抑制了传统滑模控制中存在的抖振现象,提高了伺服系统跟踪精度。     

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。     

基于新型趋近律的永磁同步电动机滑模变结构控制

将一种新型的趋近律滑模变结构控制策略用于永磁同步电动机调速系统控制中,克服了传统趋近律的缺点,有效地抑制了滑模控制中的抖振问题,并进一步提高了趋近速度。在建立永磁同步电动机数学模型并给出传统趋近律的基础上,设计了一种新型滑模趋近律;利用李雅普诺夫函数对新型滑模趋近律进行了稳定性分析;同时结合新型趋近律,设计了基于新型趋近律的滑模变结构速度控制器。仿真结果表明:该控制器能够有效克服传统趋近律滑模控制中的抖振现象,提高了趋近速度和系统鲁棒性。     

基于趋近率的永磁同步电动机滑模变结构抖振

针对趋近率变结构控制应用于永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统存在的实际问题,设计了一种新型的趋近率滑模控制器。该方法有别于传统的趋近率控制,对其中的指数项采用加权积分增益,既消除了一般趋近率滑动阶段抖动切换增益严重的情况,又解决了变指数趋近率中起动阶段切换增益比较大的问题。仿真和试验均证明了该方案对系统参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性,系统的动、静态品质优良,滑模变结构的抖振也得到了明显抑制,所设计的滑模控制方案是可行和优越的。     

同步发电机混沌振荡的模糊滑模变结构控制

为消除周期性扰动下同步发电机中的混沌振荡,使系统输出跟踪给定信号,采用模糊滑模变结构控制方法,设计混沌控制器.采用指数趋近律方法,设计切换控制律,使系统能克服扰动影响,快速到达切换面;在滑动模态,采用模糊控制规则,抑制控制中的高频抖振.仿真结果显示:加入传统滑模变结构控制器后,大约需要12.5 s,系统跟踪上给定信号,在渐近跟踪过程中,控制中出现高频振荡;加入模糊滑模变结构控制器后,在1 s内,系统跟踪上给定信号,在渐近跟踪过程中,控制中无振荡现象.     

基于改进型速度滑模控制器的永磁直线同步电机伺服系统

针对微分滑模控制降低系统稳定性和滑模控制固有的抖振问题,并对变指数趋近律滑模控制存在的不足进行改进,研究了一种新型积分滑模控制器,并将它应用于永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统的速度环控制中。通过MATLAB/Simulink及MATLAB编程搭建PMLSM伺服系统仿真模型。仿真结果表明,与传统PI和变指数滑模控制相比,新型滑模变结构控制器不仅能有效抑制滑模变结构的抖振,还增强了控制系统的快速性和鲁棒性。这为进入下一步系统平台试验提供了理论和仿真依据。     

DC-DC变换器新型趋近律滑模控制

针对DC-DC变换器中传统等速趋近律趋近时间长、抖振严重的问题,提出了一种新型趋近律控制方法,用于提高滑模变结构控制系统中趋近滑模面的速度、抑制滑模固有的抖振问题。同时,在传统的滑模电压控制(SMVC)的Buck变换器数学模型基础上,增加了电感电流状态变量,给出了Buck变换器数学模型。最后,利用新型趋近律对Buck变换器滑模控制器进行了设计,并且与PI控制器、等速趋近律方法进行了比较。仿真结果表明,所提的控制方法能够有效地提高系统的静态、动态特性与鲁棒性。     

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。     

基于新型指数趋近率和转子位置观测器的PMSM积分滑模控制

基于传统指数趋近率的滑模控制系统因复杂性较低,在永磁同步电机(PMSM)中被广泛应用.但当滑模控制系统在做趋近运动时,存在明显抖振,其精度无法应对复杂情况.为了抑制抖振和提高永磁同步电机控制系统的抗外部干扰能力,提出了一种新型指数趋近率,并在该趋近率中使用连续切换函数来平滑控制信号.为进一步降低处理信号时产生的高频扰动,滑模控制器采用了积分型控制器.针对转子位置的估计精度问题,依据龙伯格线性观测器设计了转子位置观测器.仿真结果可以看出,基于新型指数趋近率的积分型滑模控制器和转子位置观测器不仅改善了滑模抖振问题,使系统抗外部扰动能力得到增强,而且对转矩和电流的超调和脉动问题进行了优化.     

新型全局滑模控制在永磁同步电动机中的应用

将一种新的变积分切换增益的全局滑模控制策略应用于永磁同步电动机（PMSM）的矢量控制中,既解决了传统滑模控制中的趋近模态不具有鲁棒性的缺点,又可解决滑模控制中的抖振问题。仿真结果表明：该方案对系统参数不确定、外部干扰等具有很强的鲁棒性,系统的品质优良,滑模变结构控制的抖振也得到了明显抑制。     

双机并联系统离散变结构控制

采用离散变结构控制理论设计双发电机并联系统的稳定和有功平衡控制器．提出一种改进的离散滑模控制算法。采用极点配置方法设计滑模面。基于趋近律方法求取变结构控制律。针对传统趋近律方法稳态抖振的缺点,提出一种具有原点稳定性的离散趋近律,并设计了扰动估计器,通过将离散趋近律方法与自适应控制相结合,较好地消除了抖振,并能够自适应估计参数不确定性及负载干扰对系统的影响。增强系统的鲁棒性。仿真结果表明所提设计方法的有效性。     

矢量控制系统中的模糊滑模变结构速度控制

针对滑模变结构控制的抖振问题,提出一种用于感应电机矢量控制系统的新型滑模变结构速度控制方法。该方法采用了模糊控制,解决了滑模变结构控制中的抖振问题,而且模糊控制可以显著提高速度控制的稳态精度。仿真实验结果表明模糊滑模变结构速度控制器能够使系统获得较好的动态和静态性能,其设计方法简单,控制器易于实现。     

复合变指数趋近律的永磁同步电机控制

针对变指数趋近律应用在永磁同步电机矢量控制中出现的抖振以及趋近滑模面较慢的问题,提出一种复合变指数趋近律的控制方法。该方法引入变指数并与加权积分复合,变指数趋近律可使其快速趋近滑模面,加快系统的反应速度;再与加权积分增益结合,能消除滑动阶段抖动切换增益严重的问题。依据所提出的方法,设计了速度控制器,并与变指数趋近律进行仿真比较。仿真结果表明:稳态时,系统转速波动小,静态误差低;负载转矩突变时,系统反应迅速,响应时间短,提升了快速响应能力。     

基于改进滑模控制技术的光伏阵列最大功率跟踪控制研究

为了快速有效地追踪光伏阵列输出的最大功率点,设计一种基于指数趋近律的滑模控制方法对其进行追踪。根据光伏阵列输出的最大功率点特性来设计该系统的切换超平面,通过滑动模态控制器使系统状态从超平面之外向切换超平面收束。为了使系统在快速趋于滑模面的同时削弱抖振,在切换超平面的附近设计一个临界值,并根据指数趋近律的定义,更好地把握趋近律参数的设定。仿真实验表明该方法可以快速准确地追踪到系统的最大功率点,并且在滑模控制趋近滑模面时较好地削弱抖振。     

基于新型幂次趋近律的DFIG滑模直接功率控制

针对采用PI控制时双馈风力发电系统在参数摄动情况下控制性能不佳及传统趋近律滑模控制存在抖振等问题,提出一种基于新型幂次趋近律的双馈风力发电机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG)滑模直接功率控制策略。首先建立DFIG的数学模型,然后针对滑模控制存在的抖振问题提出一种新型幂次趋近律,该趋近律可随着系统状态位置的变化自动调整趋近速度,使系统状态量平滑地进入滑模面,从而减小抖振。最后将此趋近律应用于DFIG滑模直接功率控制系统中。仿真结果表明提出的新型幂次趋近律滑模控制策略能够有效地降低系统抖振,增强系统鲁棒性。