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基于超螺旋算法的星舰自适应滑模姿态控制器设计
1
作者 陈星宇 王靖瑶 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期253-262,共10页
[目的]为了使星舰适应复杂的再入环境,同时考虑到诸多不确定因素与大量扰动,需要对飞行器的控制算法进行研究,以实现星舰姿态控制的快速反应和精准稳定的控制.[方法]本文设计了一种自适应超螺旋控制策略,在扰动边界未知的情况下实现控... [目的]为了使星舰适应复杂的再入环境,同时考虑到诸多不确定因素与大量扰动,需要对飞行器的控制算法进行研究,以实现星舰姿态控制的快速反应和精准稳定的控制.[方法]本文设计了一种自适应超螺旋控制策略,在扰动边界未知的情况下实现控制器对扰动的自适应,避免对扰动边界的过估计.该控制策略不仅拥有滑模控制器的快速收敛特性,自适应部分还使控制策略更加灵活,在降低抖振的同时也能快速实现收敛,参数的自动调节也使控制设计更加简单.首先建立对星舰的物理模型与控制模型,为了细分控制过程,基于控制模型,将姿态模型分为内外环,分别设计滑模控制器,利用李雅普诺夫理论证明控制器的稳定性.然后分别设置星舰在再入过程中的各项参数与扰动,模拟星舰可能遇到的情况.[结果]利用MATLAB进行数值仿真,在多种控制情形和高扰动环境下进行验证,该控制器可以在复杂气动环境下稳定控制星舰姿态实现多控制情形的控制.[结论]本文设计控制器相较于普通控制器具有更优良的控制性能,可以在灵活调节控制效果的基础上满足星舰等类似可再入飞行器在复杂环境下的各种复杂控制需要. 展开更多
关键词 星舰 姿态控制 超螺旋滑模 自适应控制
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基于超螺旋滑模观测的变质量无人艇航速自适应控制
2
作者 闫昭琨 杨冠宇 王鸿东 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期247-262,共16页
[目的]为实现对变质量无人艇在各类载荷投放任务下的精准控制,提出一种适用于质量与吃水均发生未知改变情况的变质量无人艇航速自适应控制方法。[方法]以吃水及其高阶项为自变量,对变质量无人艇操纵运动模型中,质量、吃水,以及各水动力... [目的]为实现对变质量无人艇在各类载荷投放任务下的精准控制,提出一种适用于质量与吃水均发生未知改变情况的变质量无人艇航速自适应控制方法。[方法]以吃水及其高阶项为自变量,对变质量无人艇操纵运动模型中,质量、吃水,以及各水动力导数项间的耦合影响关系进行解析表达。针对变质量无人艇各运动状态量与其吃水项的高相关性,设计超螺旋滑模观测器对变质量无人艇的未知吃水与质量进行观测估计,并通过李雅普诺夫理论证明观测器的有限时间稳定。基于解耦后的变质量无人艇操纵运动模型,设计航速自适应控制算法,结合超螺旋滑模观测器的观测值与控制误差对自适应控制律实时更新,根据李雅普诺夫方法验证控制系统的整体稳定性。最后,针对变质量无人艇载荷投放任务场景,开展若干工况下的仿真实验。[结果]结果表明,所设计的吃水观测算法可实现对变质量无人艇吃水与质量的精准观测。在载荷发生阶跃变化与连续变化等典型工况下,该变质量无人艇航速自适应控制算法均可实现对目标航速的稳定跟踪。[结论]研究表明,所提控制算法可适用于变质量无人艇的各类典型控制工况。 展开更多
关键词 无人艇 变质量 变质量体控制 超螺旋滑模观测器 自适应控制系统 航速控制 吃水观测
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基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法
3
作者 骆庆焕 祝贵兵 《造船技术》 2025年第1期72-77,共6页
针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的自适应操纵控制问题,提出一种基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法。建立USV的运动数学模型。考虑USV的欠驱动特性,建立基于输出重定义的误差动态系统。为增强控制器的稳健性... 针对无人水面艇(Unmanned Surface Vessel,USV)的自适应操纵控制问题,提出一种基于改进超螺旋滑模控制的USV自适应操纵控制算法。建立USV的运动数学模型。考虑USV的欠驱动特性,建立基于输出重定义的误差动态系统。为增强控制器的稳健性并削弱滑模控制导致的抖振影响,设计改进超螺旋滑模控制器,提高操纵控制系统的瞬态性能和稳态性能。针对复合扰动导数上界未知的情况,利用参数自适应技术对控制器参数进行估计。利用李雅普诺夫函数证明闭环系统的稳定性,采用数值仿真进行操纵控制性能验证。仿真结果表明,所提出的操纵控制算法具有良好的操纵控制性能,并可减轻抖振现象。 展开更多
关键词 无人水面艇 自适应操纵控制 改进超螺旋滑模控制 改进超螺旋滑模控制器 运动数学模型 输出重定义 抖振 李雅普诺夫函数
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基于层次非奇异终端和超螺旋滑模扰动观测器的永磁同步电机滑模控制
4
作者 梁庭福 李鑫帅 +1 位作者 王鹏康 毛汉领 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期196-203,共8页
针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)在运行过程中比例积分(proportional integral, PI)控制会因参数时变和外部扰动导致控制性能下降严重,传统线性滑模控制(sliding mode control, SMC)收敛速度慢、存在抖振... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)在运行过程中比例积分(proportional integral, PI)控制会因参数时变和外部扰动导致控制性能下降严重,传统线性滑模控制(sliding mode control, SMC)收敛速度慢、存在抖振等问题,设计了层次非奇异终端滑模控制器(hierarchical non-singular terminal sliding mode control, HNSTSMC),以线性比例积分微分(proportional integral differential, PID)滑模面作为内环、快速非奇异终端滑模面为外环构建层次滑模面,采用改进型趋近律,保证速度跟踪误差全局快速收敛;为了进一步提高层次非奇异终端滑模控制器的抗干扰能力与减小抖振,利用超螺旋滑模扰动观测器(super-twisting sliding mode disturbance observer, STSMDO)对控制器中存在的未知量在线辨识并进行前馈补偿。通过Matlab/simulink仿真对PI控制、传统滑模控制、层次非奇异终端滑模控制、基于改进型负载转矩观测器的非奇异快速终端滑模控制(NFTSMC+LTOB)和HNSTSMC+STSMDO复合滑模控制进行对比分析,结果表明HNSTSMC+STSMDO复合控制在电机空载情况下,额定转速响应无超调、调节时间为0.013 s,突加2 N·m负载情况下,最大速度波动为130 r/min,恢复时间为0.004 5 s,带载切换到0.5倍额定转速,调节时间为0.127 s,永磁同步电机动态性能好、抗干扰能力强。 展开更多
关键词 永磁同步电机 层次非奇异终端滑模控制 超螺旋滑模扰动观测器 滑模控制
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基于新型趋近律和超螺旋算法的PMSM滑模控制
5
作者 王鹏康 李鑫帅 +1 位作者 梁庭福 李欣欣 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期204-210,共7页
在内装式永磁同步电机弱磁调速系统的2种工况中,针对传统PI控制方法存在转速超调大、负载扰动等问题,研究设计了一种基于滑模控制的弱磁调速控制策略。在额定转速以内时,通过对传统指数趋近律滑模控制的抖振原因进行分析,设计了基于新... 在内装式永磁同步电机弱磁调速系统的2种工况中,针对传统PI控制方法存在转速超调大、负载扰动等问题,研究设计了一种基于滑模控制的弱磁调速控制策略。在额定转速以内时,通过对传统指数趋近律滑模控制的抖振原因进行分析,设计了基于新型指数趋近律的转速滑模控制器,并通过Lyapunov函数分析了新型趋近律的稳定性。在弱磁扩速工况下,针对PMSM直轴和交轴强耦合,非线性的特点,在变交轴电压单电流调节器法的基础上,设计了一种以二阶超螺旋算法为基础的转速环控制器。在Matlab/Simulink上对调速系统进行仿真建模,仿真结果显示,相比传统指数趋近律滑模控制和PI控制,所提出的调速控制策略能够有效提升PMSM调速系统的响应速度,减少超调,增强系统抗负载扰动能力。 展开更多
关键词 永磁同步电机 弱磁调速 新型指数趋近律 Super-Twisting超螺旋算法 滑模控制
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基于超螺旋滑模控制的DAB变换器应力优化
6
作者 钟健 关维德 +1 位作者 陆俊杰 王旭红 《电力电子技术》 2025年第2期107-110,共4页
针对在传统的单移相(SPS)控制下的双有源桥(DAB)DC/DC变换器,在工作时会产生较大的电感电流应力的问题,本文提出了一种基于双重移相(DPS)调制的超螺旋滑模控制(STSMC)方法,能够有效降低其电流应力。首先,分析DAB DC/DC变换器在DPS控制... 针对在传统的单移相(SPS)控制下的双有源桥(DAB)DC/DC变换器,在工作时会产生较大的电感电流应力的问题,本文提出了一种基于双重移相(DPS)调制的超螺旋滑模控制(STSMC)方法,能够有效降低其电流应力。首先,分析DAB DC/DC变换器在DPS控制方法下的两种工作模式,得出传输功率、电流应力特性及功率关系,搭建DAB的降阶模型;然后,将电流应力作为优化目标,选择拉格朗日乘数法求出最优的移相比,实现电流应力优化,并引入STSMC,降低系统的抖振;最后,在仿真和实验中,将所提控制策略与传统的PI控制方法相比较,验证了该方法的有效性和性能优势。 展开更多
关键词 变换器 双重移相 超螺旋滑模控制
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磁通切换直线电机磁悬浮系统的模糊超螺旋滑模控制
7
作者 刘晓杰 蓝益鹏 《电机与控制应用》 2025年第1期106-114,共9页
【目的】磁通切换直线电机(FSLM)磁悬浮系统是一个非线性、强耦合、参数时变系统。由于FSLM缺乏中间传动装置,外部扰动和直线电机固有的端部效应使磁悬浮系统的控制变得更加困难,为提升磁悬浮系统的控制性能,提出一种区间二型模糊超螺... 【目的】磁通切换直线电机(FSLM)磁悬浮系统是一个非线性、强耦合、参数时变系统。由于FSLM缺乏中间传动装置,外部扰动和直线电机固有的端部效应使磁悬浮系统的控制变得更加困难,为提升磁悬浮系统的控制性能,提出一种区间二型模糊超螺旋滑模控制(IT-2FSTSMC)策略。【方法】首先,根据FSLM的结构特点和运行原理,建立了磁悬浮系统的数学模型,选择非线性变换坐标建立了FSLM磁悬浮系统的仿射非线性数学模型。其次,设计了新型积分滑模面,该滑模面能够自适应地调节状态变量的收敛速度,从而有效提升系统的响应性能;并采用超螺旋算法以降低常规滑模的抖振,实现更快的收敛速度。然后,为了进一步降低抖振,增强系统对不确定性扰动的鲁棒性,采用区间二型模糊系统对超螺旋滑模切换增益进行整定。最后,通过仿真将本文设计的IT-2FSTSMC策略和超螺旋滑模控制(STSMC)策略以及区间一型模糊超螺旋滑模控制(IT-1FSTSMC)策略进行对比分析。【结果】仿真结果表明,本文设计IT-2FSTSMC策略相较于STSMC策略和IT-1FSTSMC策略,空载启动时的调节时间分别降低了63.5%和55.7%;突加负载时系统的磁悬浮高度动态降落分别降低了39.3%和15%,且恢复时间更短;在面对不确定性扰动时,IT-2FSTSMC表现出更强的鲁棒性,有效削弱了滑模控制中的抖振,提升了系统的稳定性和动态性能;在抑制端部效应方面,IT-2FSTSMC优于其他两种控制策略。【结论】本文所设计的IT-2FSTSMC策略显著改善了FSLM磁悬浮系统的性能,且能够满足控制需求。 展开更多
关键词 磁通切换直线电机 磁悬浮系统 超螺旋滑模控制 区间二型模糊系统
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改进超螺旋滑模观测器的IPMSM无传感器控制
8
作者 宋建国 秦博 +1 位作者 陈宝计 任霆 《电力电子技术》 2025年第3期50-56,共7页
内置式永磁同步电机(IPMSM)模型方程比较复杂,在该领域无位置控制算法比较少。在IPMSM中高速控制算法中,滑模算法因为精度高、鲁棒性强,得到广泛应用。但普通的滑模观测器存在跟踪误差大、抖振明显、抗干扰性能差等缺点。本文为了克服... 内置式永磁同步电机(IPMSM)模型方程比较复杂,在该领域无位置控制算法比较少。在IPMSM中高速控制算法中,滑模算法因为精度高、鲁棒性强,得到广泛应用。但普通的滑模观测器存在跟踪误差大、抖振明显、抗干扰性能差等缺点。本文为了克服这些缺点,提出了一种基于自抗扰控制的改进超螺旋滑模观测器。首先通过建立超螺旋观测算法来减少系统的抖振。其次,通过改进滑模切换函数,添加自适应复数滤波器来增强算法的跟踪性能。最后,通过自抗扰控制算法结合锁相环来提高系统的抗干扰性能。本文通过仿真模型和实验对比,进一步证明了基于自抗扰控制的改进超螺旋滑模控制系统的稳定和优良性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 超螺旋滑模 自抗扰控制
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Boost型PFC变换器的自适应超螺旋全局滑模控制 被引量：2
9
作者 王业琴 杨艳 +2 位作者 李正豪 张卫星 李磊 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期111-119,130,共10页
针对Boost型功率因数校正(PFC)变换器,提出一种自适应超螺旋全局滑模控制(ASTTSMC)方法。该方法可以保证PFC变换器在理想工作条件下具备良好的性能,并且在面对负载突变、电网电压波动和电感参数变化等系统不确定性情况下时仍然能够保持... 针对Boost型功率因数校正(PFC)变换器,提出一种自适应超螺旋全局滑模控制(ASTTSMC)方法。该方法可以保证PFC变换器在理想工作条件下具备良好的性能,并且在面对负载突变、电网电压波动和电感参数变化等系统不确定性情况下时仍然能够保持全局鲁棒性。在控制律的设计中,采用全局滑模控制作为基准模型,从而确保系统在整个响应过程都具有鲁棒性;同时,切换项采用自适应超螺旋算法,考虑系统不确定项,通过自适应超螺旋算法中的切换增益参数来改善系统潜在的“抖振”现象;此外,基于李雅普诺夫稳定定理证明了所设计控制系统的稳定性。实验结果表明,在理想工作条件下和系统存在不确定性的情况下,该方法都能够有效改善网测电流的质量和提高变换器的功率因数,验证了该方法的有效性和所设计控制器的鲁棒性。 展开更多
关键词 功率因数校正变换器 全局滑模 超螺旋算法 自适应控制 鲁棒控制
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基于自适应超螺旋滑模观测器的三相Vienna整流器无模型预测电流控制 被引量：4
10
作者 汪凤翔 杨奥 +2 位作者 于新红 张祯滨 王高林 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期1859-1870,共12页
三相Vienna整流器具有不需要考虑开关死区、可靠性高等优点,但参数易受外部扰动影响而导致控制性能下降。针对这些问题,该文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测电流控制策略(ASTSMO-MFPCC)。首先,通过分析三相Vienna整流... 三相Vienna整流器具有不需要考虑开关死区、可靠性高等优点,但参数易受外部扰动影响而导致控制性能下降。针对这些问题,该文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测电流控制策略(ASTSMO-MFPCC)。首先,通过分析三相Vienna整流器参数失配数学模型,构建不依赖系统物理参数的超局部模型。其次,设计超螺旋滑模观测器估计超局部模型中的动态部分,有效抑制系统扰动影响。同时,设计自适应增益,动态调整超螺旋滑模观测器参数,解决增益选择难题。最后,构建离散化预测模型和成本函数,实现无模型预测电流控制算法。仿真与实验结果表明,所提策略具有良好的鲁棒性和动稳态性能。 展开更多
关键词 VIENNA整流器 超螺旋滑模观测器 无模型预测电流控制
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基于RBF网络的四旋翼无人机姿态鲁棒自适应反步滑模控制 被引量：1
11
作者 刘金华 王远 +1 位作者 张智轩 李涛 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期36-42,共7页
针对存在干扰的四旋翼无人机姿态系统,设计了一种RBF网络鲁棒自适应反步滑模控制器.在反步滑模控制的基础上,通过RBF网络逼近和补偿标称控制律,采用神经网络最小参数学习法,取神经网络的权值上界估计作为神经网络的估计值,通过设计参数... 针对存在干扰的四旋翼无人机姿态系统,设计了一种RBF网络鲁棒自适应反步滑模控制器.在反步滑模控制的基础上,通过RBF网络逼近和补偿标称控制律,采用神经网络最小参数学习法,取神经网络的权值上界估计作为神经网络的估计值,通过设计参数估计自适应律来代替神经网络权值的调整,并用Lyapunov理论证明系统的稳定性.仿真结果表明:该方法相比反步滑模控制方法,在有干扰的情况下,有更短的调节时间,更好的跟踪精度,验证了本方法具有更好的抗干扰性和鲁棒性. 展开更多
关键词 四旋翼无人机 姿态控制 反步滑模控制 RBF神经网络 鲁棒自适应控制
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基于超螺旋滑模自适应观测器的SynRM无传感器控制
12
作者 高志朋 边敦新 +2 位作者 李存贺 杜钦君 张国伟 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第9期184-194,共11页
针对同步磁阻电机模型参考自适应法的无传感器控制存在的转速估计精度低、动态性能差等问题,提出一种基于超螺旋滑模自适应观测器的无传感器控制方法。首先,通过有限元仿真构建同步磁阻电机电感非线性模型,根据电机不同运行工况实时更... 针对同步磁阻电机模型参考自适应法的无传感器控制存在的转速估计精度低、动态性能差等问题,提出一种基于超螺旋滑模自适应观测器的无传感器控制方法。首先,通过有限元仿真构建同步磁阻电机电感非线性模型,根据电机不同运行工况实时更新电感参数,提高观测器中模型准确性。在此基础上,使用超螺旋滑模算法代替PI自适应环节,并结合所选取的线性补偿矩阵构造超螺旋滑模自适应观测器来减小估计误差。最后,引入积分型全局快速终端滑模速度控制器提高系统的动态性能。仿真与实验结果表明,相比于基于模型参考自适应法的无传感器系统,所提策略在启动阶段转速响应速度快且超调量小,电机运行更加平稳,突变负载时转速波动小且转速误差收敛速度更快,在变速运行整个阶段也具有更高的转速和转子位置辨识精度,具有良好的动稳态性能,可以实现电机的高性能运行。 展开更多
关键词 同步磁阻电机 无传感器控制 超螺旋滑模 自适应观测器 模型参考自适应系统
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基于自适应滑模控制器的PMSM调速策略研究
13
作者 王要强 王秋旭 +2 位作者 聂福全 张晓光 梁军 《郑州大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期88-94,共7页
为了提高永磁同步电机的调速性能,滑模控制逐渐取代PI控制被引入控制系统中。但是传统滑模控制中趋近律的趋近速度慢与固有抖振问题制约着滑模控制的发展,为此提出一种改进的滑模趋近律。首先,为了解决传统等速趋近律中趋近速度和抖振... 为了提高永磁同步电机的调速性能,滑模控制逐渐取代PI控制被引入控制系统中。但是传统滑模控制中趋近律的趋近速度慢与固有抖振问题制约着滑模控制的发展,为此提出一种改进的滑模趋近律。首先,为了解决传统等速趋近律中趋近速度和抖振难以平衡的问题,在所提趋近律中引入系统状态变量,并在滑模增益中引入指数项,使其在保证趋近速度的同时抑制滑模抖振。其次,由于开关函数在零点附近具有不连续的特性,会引起滑模抖振,为此采用sat函数代替常规开关函数,能够在保证响应速度的前提下抑制滑模抖振。然后,基于所提趋近律,设计永磁同步电机的滑模速度控制器。最后,仿真和实验结果表明,所提趋近律可以提高永磁同步电机调速系统的控制性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模控制 自适应趋近律 sat函数 系统状态量
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无人船自适应超螺旋轨迹跟踪滑模控制
14
作者 冯成涛 陈威 +2 位作者 陶睿楠 朱栋 储开斌 《电子测量技术》 北大核心 2024年第5期37-44,共8页
针对无人船受到风浪等不确定性干扰时易出现轨迹跟踪误差大、自适应增益范围小、滑模控制方法的抖振等问题,提出了一种新型自适应超螺旋滑模控制算法。根据无人船结构建立数学模型,引入轨迹参考点将数学模型转换为二阶系统微分方程;设... 针对无人船受到风浪等不确定性干扰时易出现轨迹跟踪误差大、自适应增益范围小、滑模控制方法的抖振等问题,提出了一种新型自适应超螺旋滑模控制算法。根据无人船结构建立数学模型,引入轨迹参考点将数学模型转换为二阶系统微分方程;设计自适应超螺旋滑模控制器;构造Lyapunov函数,推导满足系统闭环稳定性的自适应增益。在考虑风阻、浪阻的情况下,将本文方法分别与超螺旋滑模控制和传统自适应超螺旋滑模控制这两种方法进行仿真实验对比。结果显示,在仿真实验的30 s中,本文方法的轨迹跟踪平均绝对误差比超螺旋滑模控制和传统自适应超螺旋滑模控制分别减少了0.60 m和0.27 m,仿真结果表明本文方法能够有效提高系统控制性能,抑制抖振,减小轨迹跟踪误差。 展开更多
关键词 自适应增益 超螺旋滑模控制 无人船 轨迹跟踪
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基于自适应超螺旋滑模观测器的Buck变换器无模型预测控制 被引量：1
15
作者 陈南振 于新红 +2 位作者 许立斌 江田田 汪凤翔 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期17-23,共7页
针对三相交错并联Buck变换器在外部干扰下影响系统鲁棒性和动态性能的问题,本文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测控制策略。首先,建立超局部模型代替原有的数学模型,设计自适应超螺旋滑模观测器估计超局部模型中的动态... 针对三相交错并联Buck变换器在外部干扰下影响系统鲁棒性和动态性能的问题,本文提出一种基于自适应超螺旋滑模观测器的无模型预测控制策略。首先,建立超局部模型代替原有的数学模型,设计自适应超螺旋滑模观测器估计超局部模型中的动态部分。然后,引入最小二乘法预测电流误差趋势,动态调整观测器增益矩阵。最后,构建离散方程,设计代价函数,实现无模型预测控制。实验结果验证了所提算法可以有效抑制因外部扰动产生的稳态误差,且相较于传统无模型预测控制具有更好的鲁棒性和动态性能。 展开更多
关键词 三相交错并联Buck变换器 超螺旋滑模观测器 无模型预测控制
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攻角约束的敏捷机动自适应滑模控制方法
16
作者 张旋 陈升泽 王子晗 《导弹与航天运载技术(中英文)》 北大核心 2025年第1期78-84,共7页
针对航天器大攻角敏捷机动控制问题,基于直接力/气动力复合控制策略,提出攻角约束下航天器自适应滑模姿态控制方法。首先,建立纵向直接力/气动力复合控制模型和侧向喷流干扰模型,通过设计考虑攻角约束的预设性能非线性映射函数,将攻角... 针对航天器大攻角敏捷机动控制问题,基于直接力/气动力复合控制策略,提出攻角约束下航天器自适应滑模姿态控制方法。首先,建立纵向直接力/气动力复合控制模型和侧向喷流干扰模型,通过设计考虑攻角约束的预设性能非线性映射函数,将攻角约束的俯仰通道姿态控制问题转换为无约束的攻角误差调节控制问题;其次,设计攻角误差启发的非线性积分型滑模面,在反演控制框架下,提出侧向喷流干扰自适应估计的积分反演滑模控制方法,保证对侧向喷流干扰上界的在线估计,实现大攻角敏捷精准控制。最后,基于Lyapunov稳定性理论,证明了所设计的闭环控制系统的渐近稳定性。数值仿真表明:所提方法相比经典滑模控制方法,稳态时间缩短了79.16%,超调量减小了24.68%,舵偏能量消耗减小了34.54%。 展开更多
关键词 直接力/气动力 预设性能 自适应滑模 姿态控制 敏捷控制
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采用超螺旋滑模观测器的并网逆变器开路故障诊断
17
作者 韩素敏 高静利 +1 位作者 赵国帅 贾焦心 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第3期120-128,共9页
针对并网逆变器开关管单管和双管开路故障,提出一种采用超螺旋滑模观测器的故障诊断方法。首先,引入超螺旋算法设计滑模观测器,通过将滑模控制中的高频切换信号转换为分数次幂和积分项的组合,并将其中的符号函数替换为双曲函数,用来抑... 针对并网逆变器开关管单管和双管开路故障,提出一种采用超螺旋滑模观测器的故障诊断方法。首先,引入超螺旋算法设计滑模观测器,通过将滑模控制中的高频切换信号转换为分数次幂和积分项的组合,并将其中的符号函数替换为双曲函数,用来抑制抖振现象和提高收敛速度,从而实现三相电流的快速精确估计;其次,提出正态差异电流法的故障检测方法,以实际电流和估计电流的概率密度函数差为依据,并结合自适应阈值进行故障检测,可有效避免并网波动造成的误检;最后,利用健康运行状态下三相电流的相位信息构造故障定位变量,与故障检测相结合实现开路故障快速有效地诊断。实验结果表明,面对多种波动情况,所提方法能够准确有效地诊断出21种故障类型,最小诊断时长仅为19%电流周期。 展开更多
关键词 并网逆变器 开路故障 超螺旋滑模观测器 概率密度函数 自适应阈值
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基于三阶超螺旋扰动观测器的PMLSM全局自适应滑模控制
18
作者 张艳 王丽梅 方馨 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期76-86,共11页
针对永磁直线同步电机的位置跟踪精确度易受外部扰动、参数变化等不确定性因素影响的问题,提出全局自适应滑模控制器与三阶超螺旋扰动观测器相结合的复合控制策略。首先,为了解决全局滑模控制存在的抖振问题,根据自适应趋近律设计全局... 针对永磁直线同步电机的位置跟踪精确度易受外部扰动、参数变化等不确定性因素影响的问题,提出全局自适应滑模控制器与三阶超螺旋扰动观测器相结合的复合控制策略。首先,为了解决全局滑模控制存在的抖振问题,根据自适应趋近律设计全局自适应滑模控制器。自适应趋近律可以根据系统状态变量的变化过程实时调整开关增益的大小,从而提高系统的响应速度并减小抖振。然后,为了提高系统的跟踪精确度以及抗干扰能力,设计三阶超螺旋扰动观测器,利用扰动观测器观测系统中无法精确测量的扰动以及存在的不确定项,实现对系统的前馈补偿。最后,进行仿真与实验验证。仿真与实验结果表明,与全局滑模控制相比,所提方法能有效提高系统的响应速度和跟踪精确度,使系统具有良好的稳态性能和动态性能。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 全局滑模控制 自适应趋近律 扰动观测器 跟踪精确度 抗扰性 抖振
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PMSM无模型超螺旋快速积分终端滑模控制 被引量：5
19
作者 赵凯辉 谯梦洁 +3 位作者 吕玉映 游鑫 张昌凡 郑剑 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期64-74,共11页
针对永磁同步电机运行过程中因模型不确定、参数摄动和外部扰动等因素的影响,从而导致驱动系统性能下降的问题,提出一种新型控制策略。首先,为减少对系统数学模型的依赖,构建了一个新的超局部模型,用于描述永磁同步电机的转速环。其次,... 针对永磁同步电机运行过程中因模型不确定、参数摄动和外部扰动等因素的影响,从而导致驱动系统性能下降的问题,提出一种新型控制策略。首先,为减少对系统数学模型的依赖,构建了一个新的超局部模型,用于描述永磁同步电机的转速环。其次,基于转速环的新型超局部模型,结合一种新型积分终端滑模面和改进超螺旋控制律来设计新型无模型超螺旋快速积分终端滑模控制器,实现了对转速的精确控制。再次,采用非奇异快速终端滑模面和双幂次趋近律设计改进扩展非奇异终端滑模扰动观测器,通过精确观测和前馈补偿未知扰动,有效地抑制参数摄动和外部扰动,增强了系统鲁棒性,提高系统的动态性能和稳态性能。最后,通过与传统控制方法的仿真和实验对比,证实所提算法转速抗超调能力提升为0.412 5%,转矩快速响应能力提升0.013 s。结果表明当存在未知扰动时,所提方法具有较强的鲁棒性和良好的抗干扰性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无模型超螺旋快速积分终端滑模控制器 扩展非奇异终端滑模扰动观测器
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基于回流功率优化的直流微网DC-DC变流器超螺旋滑模控制 被引量：2
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作者 陶海军 赵蒙恩 +3 位作者 郑征 张晨杰 宋佳瑶 黄涛 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期3502-3514,I0150,I0151,共15页
针对直流微网系统中双有源桥直流变换器在系统发生扰动时动态特性差及在单移相调制下变换器效率不高等问题,该文在扩展移相调制下提出一种结合回流功率优化的超螺旋滑模控制策略。首先,分析双有源全桥(dual-active-bridge,DAB)变换器在... 针对直流微网系统中双有源桥直流变换器在系统发生扰动时动态特性差及在单移相调制下变换器效率不高等问题,该文在扩展移相调制下提出一种结合回流功率优化的超螺旋滑模控制策略。首先,分析双有源全桥(dual-active-bridge,DAB)变换器在扩展移相调制下两种模式的传输功率、回流功率数学模型及软开关特性,并以传输功率数学模型为基础建立DAB变换器的降阶模型。其次,以回流功率作为目标函数,以传输功率和软开关特性作为约束条件,通过Karush-Kuhn-Tucker(KKT)条件法寻找最优移相比组合;利用DAB变换器降阶模型设计超螺旋滑模控制中的等效部分,采用超螺旋算法作为切换部分,这两部分与内移相比D1共同作用生成外移相比D2,用于调节变换器的输出电压。最后进行了仿真及实验验证,实验结果表明:在负载投切、输入电压突变、参考电压改变时变换器具有良好的动态性能,同时能有效地减小回流功率。 展开更多
关键词 双有源桥直流变换器 超螺旋滑模控制 动态性能 KKT条件法 回流功率
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