检索结果-内蒙古大学图书馆

控制与决策 2025年第2期40卷 684-692页

作者：秦耀杨杰刘书云曾海金江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院江西赣州341000

Fal函数是非线性扩张状态观测器(Fal_NESO)的核心单元,其构成的滤波器(FalFilter)对于控制系统的性能具有重要影响.通过对FalFilter和Fal函数的性能分析,提出一种在定义域内连续可导且只有一个待整定参数的CFal函数,并证明了由CFal函数... 详细信息

Fal函数是非线性扩张状态观测器(Fal_NESO)的核心单元,其构成的滤波器(FalFilter)对于控制系统的性能具有重要影响.通过对FalFilter和Fal函数的性能分析,提出一种在定义域内连续可导且只有一个待整定参数的CFal函数,并证明了由CFal函数构成滤波器(CFalFilter)和非线性扩张状态观测器(CFal_NESO)的可行性;然后,联合CFalFilter和CFal_NESO,得到一种带滤波器的新型观测器(CFalFilter-CFal_NESO),用于处理测量环节含噪声干扰的情况;最后,通过典型实例将CFal函数与两个改进的Fal函数进行对比实验.实验结果表明,在跟踪速度趋近条件下,CFalFilter滤波效果最佳;仅改变Fal函数参数,CFal_NESO能够更好地提取噪声环境中的信号状态,同时减小因观测器阶数增加而带来的参数整定困难;在不改变参数条件下,CFalFilter-CFal_NESO进一步提高了对带有测量噪声信号的状态跟踪性能.所提CFalFilter、CFal_NESO和CFalFilter-CFal_NESO对于大多数非线性、高阶系统的滤波和观测均能适用,具有重要的学术意义和实际应用价值.

关键词：非线性扩张状态观测器 Fal函数滤波器 CFal函数收敛性稳定性新型观测器

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并联式永磁电磁混合悬浮系统的仿真研究

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稀土 2025年第2期 1-15页

作者：高涛杨杰贾利民周发助磁浮轨道交通装备江西省重点实验室江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室

针对稀土永磁斥力型轨道交通制式所面临的悬浮不可控问题，提出了一种并联式混合悬浮结构。在ANSYS仿真环境下，分析了基于Halbach永磁阵列的斥力型悬浮结构的力学特性，其静态磁场的非线性分布特征也使得该悬浮机制存在非线性力学关系... 详细信息

针对稀土永磁斥力型轨道交通制式所面临的悬浮不可控问题，提出了一种并联式混合悬浮结构。在ANSYS仿真环境下，分析了基于Halbach永磁阵列的斥力型悬浮结构的力学特性，其静态磁场的非线性分布特征也使得该悬浮机制存在非线性力学关系及悬浮落差大等问题；通过系统性的分类仿真探究了机械阻尼结构和电磁阻尼结构对永磁悬浮阵列的动力学性能调节作用，电磁阻尼系统的主动控制能力使得永磁悬浮系统具备了可控性和稳定性；研究了电磁阻尼系统与车载永磁体在空间位置因素影响下对悬浮导向性能的影响关系。结果表明，电磁阻尼系统并不能实现悬浮导向的双自由度的协同控制作用，但附加电磁阻尼约束可有效解决永磁悬浮控制问题，进而改善悬浮刚度，为解决悬浮振动落差大、磁能衰变快等问题提供思路。

关键词：磁悬浮列车永磁悬浮永磁电磁混合悬浮电磁阻尼系统有限元仿真

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基于改进粒子群算法的列车速度跟踪自抗扰控制器设计

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铁道学报 2021年第7期43卷 40-46页

作者：杨杰陈昱圻王盼盼江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院江西赣州341000 江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州341000

列车速度控制具有典型的非线性、大时滞、多目标和多约束特点,精准控制的难度很大。针对列车运行速度跟踪控制问题,设计了一种基于改进粒子群算法的自抗扰控制器。首先,参照现有研究基础,总结梳理列车模型和目标速度曲线;其次,基于自抗... 详细信息

列车速度控制具有典型的非线性、大时滞、多目标和多约束特点,精准控制的难度很大。针对列车运行速度跟踪控制问题,设计了一种基于改进粒子群算法的自抗扰控制器。首先,参照现有研究基础,总结梳理列车模型和目标速度曲线;其次,基于自抗扰算法开展车速跟踪控制器设计,并针对自抗扰控制器参数多、整定难的制约问题,采用改进粒子群算法进行参数寻优。仿真结果表明:相比传统算法,自抗扰控制算法表现出抗扰能力强、跟踪精度高、响应速度快等优势。该方法对于其他速度跟踪乃至大部分运动控制,具有一定的学术参考意义和实际应用价值。

关键词：速度跟踪自抗扰控制粒子群算法

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基于Levant微分器的磁浮球控制算法研究

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系统仿真学报 2024年第7期36卷 1586-1595页

作者：张振利汪永壮秦耀杨杰江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学永磁磁浮与轨道交通研究院江西赣州341000

针对永磁电磁混合悬浮系统控制中因信号突变和噪声干扰引起的控制效果不理想等问题,提出一种改进型Levant微分器和PID相结合的控制方法(improve Levant-PID,ILevant-PID)。融合PID控制适应性强和Levant微分器对输入噪声的鲁棒特性优势,... 详细信息

针对永磁电磁混合悬浮系统控制中因信号突变和噪声干扰引起的控制效果不理想等问题,提出一种改进型Levant微分器和PID相结合的控制方法(improve Levant-PID,ILevant-PID)。融合PID控制适应性强和Levant微分器对输入噪声的鲁棒特性优势,解决系统输出抖振问题,利用模拟退火-粒子群优化解决ILevant-PID控制器参数多、关联性强等制约问题。仿真实验表明:与传统PID控制方法相比,ILevant-PID控制方法在阶跃输入下,启动更为平缓,调节时间减小了41.19%,超调量减小了40.36%。ILevant-PID控制器在阶跃输入时有无噪声条件下的稳态误差分别为±0.37 mm及±0.23 mm,相对于PID降低了87%以上。在跟踪方波输入时,ILevant-PID可实现PID无法对8 mm给定信号无超调跟踪,较好地改善PEMS(permanent magnet electro magnetic hybrid suspension)系统控制性能。

关键词：混合悬浮系统 ILevant-PID控制器模拟退火算法粒子群优化算法控制性能

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电磁悬浮系统的改进线性自抗扰控制方法

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电机与控制学报 2024年第1期28卷 131-141页

作者：杨杰杨星高涛胡海林江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院江西赣州341000 江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州341000

单点电磁悬浮系统是常导电磁磁浮列车悬浮系统的关键控制单元。针对单点电磁悬浮系统因强干扰影响导致控制性能下降的问题,提出了一种改进型线性自抗扰控制(LADRC)方法。首先,基于电磁悬浮结构及原理建立了单点悬浮系统线性化模型,并对... 详细信息

单点电磁悬浮系统是常导电磁磁浮列车悬浮系统的关键控制单元。针对单点电磁悬浮系统因强干扰影响导致控制性能下降的问题,提出了一种改进型线性自抗扰控制(LADRC)方法。首先,基于电磁悬浮结构及原理建立了单点悬浮系统线性化模型,并对系统稳定性进行了分析。其次,基于自抗扰控制方法设计位置外环控制器以及基于PI调节器的电流内环控制器,对线性扩张状态观测器进行改进,设计两级级联的线性扩张状态观测器提高扰动估计精确度及速度,进而提高LADRC中扩张状态观测器对系统扰动的估计能力,并在频域上分析了改进型LADRC扰动估计性能和抑制能力的优越性。最后,搭建实验环境,对改进线性自抗扰控制方法的有效性进行验证。实验结果表明,所提的改进型LADRC不仅具有良好的位置跟踪性能,同时相比传统LADRC具有更强的抗扰动能力。

关键词：单点电磁悬浮系统线性自抗扰控制级联扩张状态观测器观测精确度频域分析抗扰性能

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基于LESO的改进滑模磁悬浮控制算法

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兵器装备工程学报 2023年第11期44卷 262-269页

作者：唐阳杨杰江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院江西赣州341000 江西省磁浮技术重点研究室江西赣州341000

针对磁悬浮系统具有的非线性、时滞性、强扰动等特性,提出一种基于线性扩张状态观测器的改进滑模控制方法。首先,建立电磁悬浮系统的数学模型,通过分析模型的动力学特性,将数学模型线性化;其次,为了改善一般滑模变结构控制的抖振问题,... 详细信息

针对磁悬浮系统具有的非线性、时滞性、强扰动等特性,提出一种基于线性扩张状态观测器的改进滑模控制方法。首先,建立电磁悬浮系统的数学模型,通过分析模型的动力学特性,将数学模型线性化;其次,为了改善一般滑模变结构控制的抖振问题,采用改进的滑模控制方法,通过引入边界可变幂fal函数代替Sign符号函数且关联滑模增益和超平面函数,抑制系统抖振引起的不稳定性;最后,引进LESO观测器主要将系统总扰动量反馈补偿给滑模控制器,既可以缓解滑模控制器对模型的依赖程度,又能进一步提高系统抗干扰性和鲁棒性。仿真结果表明:相比于传统算法,基于LESO的改进滑模控制减小超调、较快响应速度、大幅度增强系统抗干扰性能和鲁棒性,对于克服中低速电磁悬浮列车在不同工况和复杂环境下运行的工程实现难题具有理论指导意义。

关键词：磁悬浮控制滑模变结构控制线性扩张状态观测器

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永磁电磁混合型磁浮球的改进滑模控制方法

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湖南大学学报（自然科学版） 2023年第4期50卷 200-209页

作者：杨杰秦耀汪永壮张振利江西理工大学永磁磁浮与轨道交通研究院江西赣州341000 江西省磁悬浮技术重点实验室江西赣州341000 中国科学院赣江创新研究院江西赣州341000

针对未知扰动引起永磁电磁混合悬浮系统控制性能下降问题,提出一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法 .首先,分析并搭建了永磁电磁混合悬浮型磁浮球控制实验台和系统理论模型;其次,引入了扩张状态观测器对系统扰动进行估计与控制补... 详细信息

针对未知扰动引起永磁电磁混合悬浮系统控制性能下降问题,提出一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法 .首先,分析并搭建了永磁电磁混合悬浮型磁浮球控制实验台和系统理论模型;其次,引入了扩张状态观测器对系统扰动进行估计与控制补偿,采用积分滑模面和改进指数趋近律设计了改进滑模控制方法,削弱了滑模控制输出抖振,改善了磁浮球的动、静态性能,并分析了有无扩张状态观测器对扰动估计与补偿时的系统的稳定性和误差收敛大致范围;最后,通过半实物联合仿真技术对所提基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法、改进滑模控制方法、传统滑模控制方法和比例-积分-微分控制方法进行对比实验.理论分析和实验结果表明:所提基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法具有更强的稳定性和抗扰性,对外部磁场摄动具有更强的鲁棒性,在给定信号范围变化及突变时也具有更强的适应性.所提控制方法进一步提高了永磁电磁混合悬浮系统的控制性能,对于永磁电磁混合悬浮型磁浮球这一类非线性系统的控制也具有较好的参考价值.

关键词：永磁电磁混合悬浮系统磁浮球改进滑模控制扩张状态观测器控制性能

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考虑机械阻尼结构的永磁悬浮系统动态特性研究

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铁道学报 2021年第11期43卷 61-68页

作者：高涛杨杰贾利民张振利刘洋洋江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院江西赣州341000 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 郑州西亚斯学院未来信息技术学院河南郑州451100

针对永磁悬浮结构的刚性解耦与振动抑制问题,以单自由度永磁悬浮系统为对象,研究弹簧阻尼结构对永磁悬浮系统的动态特性调节机理。将阻尼悬挂的动力学特性引入永磁斥力型悬浮模型中,分析表明弹簧阻尼悬挂并不能直接改善永磁悬浮结构的... 详细信息

针对永磁悬浮结构的刚性解耦与振动抑制问题,以单自由度永磁悬浮系统为对象,研究弹簧阻尼结构对永磁悬浮系统的动态特性调节机理。将阻尼悬挂的动力学特性引入永磁斥力型悬浮模型中,分析表明弹簧阻尼悬挂并不能直接改善永磁悬浮结构的零阻尼特性。引入并联式混合悬浮结构,构建弹簧阻尼影响下的电磁永磁混合模型,并在电流/间隙双环反馈控制下,改善永磁悬浮结构的动、静态特性,结果表明:弹簧阻尼结构加剧了被控系统模型的复杂程度,但合理的弹簧有利于车辆减振与控制解耦,为进一步考量中小型悬浮架的机械解耦、车辆减振等设计,提供了理论基础和参考依据。

关键词：永磁悬浮弹簧混合悬浮串级双环控制

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基于AFC数据的突发事件下城市轨道交通乘客路径决策研究

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铁道学报 2019年第8期41卷 9-18页

作者：曾璐刘军秦勇汪波许心越江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院江西赣州341000 江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 北京交通大学交通运输学院北京100044 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 北京市交通信息中心北京100073

为了更好地刻画突发事件下城市轨道交通乘客路径决策行为,提出一种基于AFC数据的乘客感知路径决策分析方法。通过突发场景问卷调查数据,构建突发事件下乘客等待时间阶梯函数。依据突发事件下城市轨道交通乘客出行特点,建立突发事件下路... 详细信息

为了更好地刻画突发事件下城市轨道交通乘客路径决策行为,提出一种基于AFC数据的乘客感知路径决策分析方法。通过突发场景问卷调查数据,构建突发事件下乘客等待时间阶梯函数。依据突发事件下城市轨道交通乘客出行特点,建立突发事件下路径效用函数。考虑乘客出行行为受期望到达时间约束影响,构建乘客感知的路径决策模型,计算各路径选择概率。算例实验结果表明,模型计算结果与真实值相对误差不超过15%。将突发事件下与正常情况下的进出站客流、换乘量和断面客流量进行对比分析,掌握突发事件下路网客流分布规律。

关键词：城市轨道交通突发事件路径决策 AFC

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基于COMSOL的永磁电磁混合悬浮实验设计与分析

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实验技术与管理 2024年第3期41卷 165-174页

作者：高涛杨杰周发助曹泽华江西理工大学电气工程与自动化学院江西赣州341000 江西理工大学永磁磁浮技术与轨道交通研究院江西赣州341000

为改善永磁磁浮技术及装置性能验证过程中存在的危险系数高、费用昂贵、现场测试条件差等问题,基于系统仿真软件模拟优势,应用相似理论的模型实验方法,探究了电磁场与永磁场的主动控制策略,设计了一套完整的磁悬浮实验系统。以工程电磁... 详细信息

为改善永磁磁浮技术及装置性能验证过程中存在的危险系数高、费用昂贵、现场测试条件差等问题,基于系统仿真软件模拟优势,应用相似理论的模型实验方法,探究了电磁场与永磁场的主动控制策略,设计了一套完整的磁悬浮实验系统。以工程电磁场理论及非线性有限元算法为基础,利用COMSOL Multiphysics模型开发器对永磁电磁系统的磁力场作用规律及控制策略进行了设计与分析,验证了两种悬浮结构的多模态模型下的控制算法的可行性,并为初步研制并联式混合悬浮系统设计及算法实现提供了模拟样机,为提高学生理论分析及应用设计能力提供了更为直观、系统的实验平台。

关键词：永磁电磁 COMSOL 有限元联合仿真悬浮控制

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