检索结果-内蒙古大学图书馆

微电机 2016年第12期49卷 46-49,57页

作者：张博齐蓉西北工业大学自动化学院西安710129

针对永磁直线同步电机的位置伺服控制系统高精度、强鲁棒的要求,提出了基于双幂次滑模趋近律的滑模控制策略。双幂次滑模趋近律具有全局有限时间收敛特性,且能够弥补传统滑模趋近率方法存在的收敛速度慢、抖振严重的不足。同时,为了降... 详细信息

针对永磁直线同步电机的位置伺服控制系统高精度、强鲁棒的要求,提出了基于双幂次滑模趋近律的滑模控制策略。双幂次滑模趋近律具有全局有限时间收敛特性,且能够弥补传统滑模趋近率方法存在的收敛速度慢、抖振严重的不足。同时,为了降低控制方法的保守性,设计了一种改进的基于超螺旋算法的滑模扰动观测器,可实现对控制系统未知扰动的自适应估计,即在传统超螺旋算法中增加一个幂指数,增加指数值可提高对未知扰动的估计的收敛速度,并通过仿真实验验证了所提出的扰动观测器的正确性。最后,搭建了用于测试永磁直线同步电机激光切割的实验台对所提出的控制器进行,实验结果验证了所提出的控制策略的有效性。

关键词：永磁直线同步电机双幂次滑模趋近律滑模扰动观测器

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基于改进滑模控制的电网模拟器逆变侧设计

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电测与仪表 2021年第2期58卷 171-177页

作者：柯奕辰陈国初许移庆朱志权上海电机学院电气学院上海201306 上海电气风电集团上海200000

文中提出了一种基于趋近律的改进滑模控制方法,改善了电网模拟器的逆变侧设计。文章选择了合适的电网模拟器拓扑结构,建立了三相全桥逆变器的数学模型,通过双幂次滑模趋近律对原有的控制方法进行了改善。在Simulink中设计了系统的控制... 详细信息

文中提出了一种基于趋近律的改进滑模控制方法,改善了电网模拟器的逆变侧设计。文章选择了合适的电网模拟器拓扑结构,建立了三相全桥逆变器的数学模型,通过双幂次滑模趋近律对原有的控制方法进行了改善。在Simulink中设计了系统的控制框图并进行了仿真结果对比;基于PHIL实时仿真技术搭建了电网模拟器实验平台并进行了实验,结果表明所提出的改进滑模控制能够有效削减抖振现象,同时提高系统的稳定性。

关键词：电网模拟器逆变侧滑模控制双幂次滑模趋近律

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基于风扰观测的四旋翼无人机双幂次滑模控制

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飞行力学 2019年第6期37卷 27-33,39页

作者：汤亮卢文政龚发云杨敏刘冠军湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068 湖北省制造业创新方法与应用工程技术研究中心湖北武汉430068

针对四旋翼无人机在风扰下实现轨迹的准确跟踪问题,提出了一种基于扩张观测器的双幂次滑模趋近律控制器(ESO-DSMC)。首先,建立了带有内部扰动的动力学模型,同时将风切变模型和Dryden紊流模型叠加,并作为风扰因子导入动力学模型;其次,引... 详细信息

针对四旋翼无人机在风扰下实现轨迹的准确跟踪问题,提出了一种基于扩张观测器的双幂次滑模趋近律控制器(ESO-DSMC)。首先,建立了带有内部扰动的动力学模型,同时将风切变模型和Dryden紊流模型叠加,并作为风扰因子导入动力学模型;其次,引入扩张观测器对总扰动进行实时估计与补偿,并结合抖振较小、响应速度快的双幂次滑模趋近律设计了姿态控制器。通过闭环稳定性分析,ESO-DSMC在全局固定时间内收敛。仿真结果表明,ESO-DSMC与SMC相比,在风扰下对位置的优化率达到约90%,实现了对矩形及螺旋轨迹的准确跟踪,提高了系统抗干扰能力和鲁棒性。

关键词：四旋翼无人机风扰扩张观测器双幂次滑模趋近律轨迹跟踪

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高性能永磁直线同步电机建模与控制研究

高性能永磁直线同步电机建模与控制研究

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作者：张博西北工业大学

学位级别：博士

永磁直线同步电机（PermanentMagnetLinearSynchronousMotor,PMLSM）作为直驱系统的核心部件，不仅省去了传统旋转电机驱动系统的中间转换环节，使系统结构得到简化，而且具有响应快、精度高、推力密度大的优点，在精密激光切割机、高... 详细信息

永磁直线同步电机（PermanentMagnetLinearSynchronousMotor,PMLSM）作为直驱系统的核心部件，不仅省去了传统旋转电机驱动系统的中间转换环节，使系统结构得到简化，而且具有响应快、精度高、推力密度大的优点，在精密激光切割机、高端数控机床、机器人、医疗、航天等领域中具有广阔的应用前景。本文以研究该类高性能PMLSM的建模和控制方法为目的，针对分数槽PMLSM的建模、PMLSM驱动的激光切割机和抽油机两个系统的高性能控制技术进行研究，论文主要创新如下：　　1.分数槽结构的PMLSM具有动态性能好、齿槽作用力小等优势，从而得到广泛关注，但该结构也显著提高了模型计算的复杂程度。等效磁路法依赖于模型网络且通常建模误差较大;有限元方法建模计算精确度高，却难以获得模型参数与电机物理结构之间的解析表达式;2维/3维解析方法在建模速度和准确度方面具有优势，但复杂的边界条件也造成了计算模型参数的难度。针对现有建模研究的不足，本文提出一种适用于分数槽PMLSM的改进绕组函数法，用以计算其电感、磁链等参数，以及齿槽力和边端力等物理量，利用广义派克变换导出其dq轴数学模型，并以具有分数槽结构的五相圆筒式和三相单边式PMLSM的建模实例，验证了采用分数槽技术设计PMLSM能减小其齿槽力从而提高了PMLSM的动态性能。通过对五相分数槽圆筒式PMLSM瞬态特征的仿真实验，证明了采用该方法建模的准确性。该方法充分体现了其建模速度快、模型参数意义明确的优势，是对分数槽PMLSM建模的有益尝试，因得到了PMLSM边端力和齿槽力的解析式，也为PMLSM自身性能的提高提供了重要的设计依据。　　2.参数摄动、未建模动态和负载扰动等不确定性扰动以及自身推力波动对PMLSM驱动的激光切割伺服系统的控制性能影响显著，双幂次趋近律滑模控制方法具有提高系统鲁棒性和动态响应的特点，但滑模抖振却成为制约其实际应用的关键因素之一，采用固定边界层法虽可削弱滑模抖振，但也造成了伺服跟踪的稳态精度的下降。针对现有的双幂次趋近律滑模控制方法存在的控制精度不高、抖振较大的问题，提出一种新型双幂次滑模趋近律控制方法。通过设计一种基于超螺旋算法的幂指数可调的滑模扰动观测器，用于补偿系统的未知扰动和降低系统控制的保守性，采用变边界层法解决滑模抖振和控制精度间的矛盾。通过在PMLSM驱动的激光切割平台上采用本文方法、传统线性方法和其它两种双幂次趋近律滑模控制方法的对比实验，验证了本文所提方法有效地提高了系统的动态性能、鲁棒性能和稳态精度。该方法对于提升快速运行的PMLSM直驱系统整体性能有益，是滑模控制方法在机电伺服系统工程应用的一种有力支撑。　　3.对于PMLSM直驱系统，系统扰动和摩擦力是影响其高性能运行的最重要因素，特别地，当系统工作在低速状态时，摩擦力对系统动态性能的影响尤为突出。为了能更加准确地描述静态、动态等摩擦力对系统的作用，本文采用LuGre摩擦模型并建立含摩擦的PMLSM直驱系统的连续状态空间模型。针对系统的抑制扰动和摩擦补偿问题，提出一种自适应反演滑模控制器。将系统划分为位置速度一体化子系统和电流子系统并分别设计控制算法，在位置速度一体化子系统中，采用基于指数趋近律的自适应滑模控制方法，保证控制系统收敛，实现对系统扰动和摩擦力参数在线估计，以此来设计虚拟控制律，在电流子系统中，结合无抖振终端滑模控制思想，实现对系统控制品质的进一步提高。在低速运行的PMLSM激光切割系统上，通过与常规控制方法的对比实验，结果证明该方法能够提高系统的控制性能。该方法提升了PMLSM驱动激光切割系统的扰动抑制能力，有效地补偿了系统的摩擦力，简化了控制系统的结构，为多闭环机电系统的高性能伺服控制提供一种新方法。　　4.载荷位移传感器等器件能实现PMLSM抽油系统位置/速度的精确检测，是实现闭环系统高性能伺服控制的关键。然而，这些器件会大幅增加系统成本，恶劣的环境加剧了其安装与维护难度，造成系统可靠性降低。采用滑模观测器的无位置传感器检测方法不受物理环境的影响，提高系统可靠性作用显著，具有检测算法简单、鲁棒性强的优势，但现有的滑模观测器设计方法易带来反电势相位延迟和估值稳态精度的下降。针对这些问题，提出一种基于二阶比例积分(Proportional-Integral,PI)型非奇异终端滑模面设计的滑模观测器，实现PMLSM抽油无位置传感器系统的位置/速度检测精度。首先设计PI辅助滑模面，引入到一阶非奇异终端滑模面的设计，得到二阶滑模面，实现高阶滑模去抖振作用，保证反电势误差有限时间收敛特性，提高滑模观测器的动态响应和反电势估值精度。其次，通过设计锁相环从反电势中获取高精度的位置/速度信号。最后，通过PMLSM抽油无位置传感器控制系统的仿真实验，验证了本文方法的有效性。该方法对于

关键词：永磁直线同步电机激光切割系统直线抽油机改进绕组函数法双幂次滑模趋近律自适应反演滑模二阶滑模观测器伺服系统

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