基于指令滤波的异步电动机时变约束有限时间控制

1

作者 刘浩东 于金飞 +2 位作者 刘加朋 于慧慧 于金鹏 《控制工程》 北大核心 2025年第6期1111-1120,1136,共11页

针对考虑时变全状态约束的异步电动机系统的控制问题,提出了一种基于指令滤波器逼近技术的有限时间位置跟踪控制方案。首先,利用指令滤波器和模糊逻辑系统重构异步电动机系统中的未知非线性项,并应用凸优化技术构造模糊逻辑系统的更新... 针对考虑时变全状态约束的异步电动机系统的控制问题,提出了一种基于指令滤波器逼近技术的有限时间位置跟踪控制方案。首先,利用指令滤波器和模糊逻辑系统重构异步电动机系统中的未知非线性项,并应用凸优化技术构造模糊逻辑系统的更新律。其次,引入有限时间控制方法加快系统的收敛速度。最后,引入时变障碍李雅普诺夫函数,确保系统的状态量被约束在预定义的紧集内。仿真结果表明,该方法可以实现对期望信号的快速有效跟踪。 展开更多

关键词 异步电动机 有限时间控制 指令滤波 时变约束

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基于命令滤波反步法的四电机系统同步跟踪控制

2

作者 郑智超 蔡明洁 王保防 《控制工程》 北大核心 2025年第9期1586-1593,共8页

针对四电机伺服系统的同步跟踪问题,在反步法的基础上结合命令滤波控制方法设计控制器。首先,根据四电机伺服系统的机械结构设计速度和转矩同步控制信号,以保证系统具有较高的同步性能。此外,在控制器设计过程中,对虚拟控制信号采用命... 针对四电机伺服系统的同步跟踪问题,在反步法的基础上结合命令滤波控制方法设计控制器。首先,根据四电机伺服系统的机械结构设计速度和转矩同步控制信号,以保证系统具有较高的同步性能。此外,在控制器设计过程中,对虚拟控制信号采用命令滤波处理,避免重复求导带来的“计算爆炸”问题,并建立误差补偿系统,用于减小滤波误差。最后,运用李雅普诺夫理论分析闭环系统的稳定性,仿真结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 四电机伺服系统 命令滤波 反步法 同步控制

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基于交叉域分析的光纤自愈系统防误操作方法研究

3

作者 李波 邓晓智 《自动化仪表》 2025年第7期67-70,75,共5页

随着光纤通信的广泛应用,光纤自愈系统的机械手恢复操作日益重要。在光纤远程自愈系统机械手防误操作中,为解决机械手运动状态识别不准确的问题,提出了一种基于交叉域分析的光纤自愈系统防误操作方法。该方法在光纤自愈系统机械手运动... 随着光纤通信的广泛应用,光纤自愈系统的机械手恢复操作日益重要。在光纤远程自愈系统机械手防误操作中,为解决机械手运动状态识别不准确的问题,提出了一种基于交叉域分析的光纤自愈系统防误操作方法。该方法在光纤自愈系统机械手运动轨迹预测的基础上,对指令编码数据、脉冲数据、移动速度等偏差和机械手实际位置进行交叉分析验证,以识别光纤自愈系统机械手的误操作风险。在某地区通信运营商的机房中进行了实际应用。应用结果显示,光纤自愈系统机械手防误操作控制准确率平均值为99.94%。所提方法能有效解决机械手异常运动状态判定不准确的问题。 展开更多

关键词 交叉域分析 机械手 防误操作 运动指令 电机状态 电机扭矩 光纤法兰头

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基于命令滤波的多电机协同控制设计及多轴辊压系统应用 被引量：1

4

作者 史狄 孙吉华 +4 位作者 接道良 梁延刚 陆彬盛 陈煜华 辛洪敏 《微特电机》 2024年第7期62-66,共5页

针对多电机同步驱动的调速及伺服系统高精度协同控制问题,设计了基于命令滤波反步技术及虚拟主轴同步控制策略的高性能协同控制方法。结合永磁同步电机动力学模型与直轴电流闭环为0的矢量控制策略,构建交直轴解耦的简化多电机模型。基... 针对多电机同步驱动的调速及伺服系统高精度协同控制问题,设计了基于命令滤波反步技术及虚拟主轴同步控制策略的高性能协同控制方法。结合永磁同步电机动力学模型与直轴电流闭环为0的矢量控制策略,构建交直轴解耦的简化多电机模型。基于命令滤波反步技术,设计多电机协同控制器,避免传统反步法控制器设计过程中的项数爆炸问题。进一步采用虚拟主轴同步控制策略设计多个电机之间的同步反馈信号,避免“伺服打架”现象产生的额外能量损耗及机械结构损伤。将所设计控制方法应用在烟草多轴辊压系统中,通过实际生产数据验证了所提方法的有效性与优越性。 展开更多

关键词 多电机伺服系统 命令滤波 反步法 多轴运动控制系统

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考虑未知惯量与不平衡力矩的四电机同步驱动伺服系统容错控制

5

作者 辛洪敏 蔡明洁 王保防 《电机与控制应用》 2024年第6期98-106,共9页

针对四电机伺服系统中单个电机的故障,提出了一种基于命令滤波反步法的容错控制方案。首先,建立带有未知惯量和不平衡力矩的故障伺服系统动力学模型;随后,采用命令滤波反步技术进行控制器设计,构建误差补偿系统提高控制精度;此外,利用... 针对四电机伺服系统中单个电机的故障,提出了一种基于命令滤波反步法的容错控制方案。首先,建立带有未知惯量和不平衡力矩的故障伺服系统动力学模型;随后,采用命令滤波反步技术进行控制器设计,构建误差补偿系统提高控制精度;此外,利用神经网络处理故障电机引起的非线性扰动,并设计同步误差信号实现系统的同步控制;最后,基于Lyapunov稳定性理论证明单电机故障情况下闭环系统的稳定性,设计仿真验证了所提控制方法的有效性及优越性。 展开更多

关键词 四电机伺服系统 命令滤波反步法 容错控制 神经网络

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基于改进I/F的PMSM无传感器带载起动研究

6

作者 代成刚 杨其华 +1 位作者 袁月峰 李锐鹏 《机床与液压》 北大核心 2024年第16期55-60,共6页

I/F策略起动无传感器永磁同步电机虽然具有一定带载起动能力,但是当起步加速过快或负载转矩与指令电流产生的电磁转矩相差较大时,电机易进入失步状态。对起动阶段电机失步的原因进行分析,通过估算负载转矩设定动态速度指令,提高I/F策略... I/F策略起动无传感器永磁同步电机虽然具有一定带载起动能力,但是当起步加速过快或负载转矩与指令电流产生的电磁转矩相差较大时,电机易进入失步状态。对起动阶段电机失步的原因进行分析,通过估算负载转矩设定动态速度指令,提高I/F策略起动电机的速度;再利用坐标系偏差角对切换时闭环电流幅值进行补偿,增强I/F策略起动时的带载能力。对改进的I/F起动策略进行仿真与实验。结果表明:改进I/F起动策略可以实现PMSM从零到峰值扭矩内带载情况下的快速起动。 展开更多

关键词 永磁同步电机 I/F起动策略 失步分析 动态速度指令

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双速电机驱动的切纸机进给系统的定位精度分析 被引量：1

7

作者 陶涛 梅雪松 +1 位作者 孙挪刚 邓文和 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第9期945-948,共4页

利用仿真系统对双速电机驱动的切纸机进给系统定位过程的主要影响因素及其运动控制参数进行了详细的分析 ,结果表明 :制动器的制动力矩及其响应延时的时间误差对定位影响最大 ,且呈非线性关系 ;在定位过程中 ,对较大的定位尺寸 ,系统摩... 利用仿真系统对双速电机驱动的切纸机进给系统定位过程的主要影响因素及其运动控制参数进行了详细的分析 ,结果表明 :制动器的制动力矩及其响应延时的时间误差对定位影响最大 ,且呈非线性关系 ;在定位过程中 ,对较大的定位尺寸 ,系统摩擦、系统阻尼和电网电压的影响较小 ;通过优化切纸机控制系统的控制参数 ,可使定位精度达到± 0 .0 3mm . 展开更多

关键词 双速制动电机 控制位移 定位过冲量 切纸机 进给系统 定位精度

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考虑铁损的异步电动机模糊自适应命令滤波反步控制 被引量：36

8

作者 于金鹏 于海生 林崇 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2016年第12期2189-2194,共6页

针对考虑铁损的电动汽车用异步电动机驱动系统中存在的负载扰动和系统参数不确定问题,采用模糊逻辑系统逼近系统中的非线性项,通过引入命令滤波反步技术克服传统反步法无法避免的"计算爆炸"问题,引入补偿信号消除滤波误差的影... 针对考虑铁损的电动汽车用异步电动机驱动系统中存在的负载扰动和系统参数不确定问题,采用模糊逻辑系统逼近系统中的非线性项,通过引入命令滤波反步技术克服传统反步法无法避免的"计算爆炸"问题,引入补偿信号消除滤波误差的影响,实现对异步电动机的位置跟踪控制.Matlab仿真结果验证了所提出方法的有效性. 展开更多

关键词 模糊控制 反步法 命令滤波 异步电动机

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基于分段弧形永磁同步电机的4m望远镜控制系统 被引量：6

9

作者 邓永停 刘军 +1 位作者 李洪文 王建立 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期591-600,共10页

为了满足4 m望远镜控制系统的驱动能力和跟踪精度要求,本文介绍了基于分段弧形永磁同步电机的望远镜伺服控制系统设计方法。首先,介绍了基于分段弧形永磁同步电机的控制系统组成;其次,给出了望远镜伺服系统的控制模型辨识方法;然后,为... 为了满足4 m望远镜控制系统的驱动能力和跟踪精度要求,本文介绍了基于分段弧形永磁同步电机的望远镜伺服控制系统设计方法。首先,介绍了基于分段弧形永磁同步电机的控制系统组成;其次,给出了望远镜伺服系统的控制模型辨识方法;然后,为了实现望远镜大角度调转和小角度阶跃过程中,系统位置响应快速、无超调,设计了基于系统最大速度和加速度信息的位置指令整形算法;最后,介绍了望远镜控制系统的位置和速度控制策略,并进行了望远镜的跟踪控制实验。实验结果显示,当望远镜进行10°的大位置调转和0.2°的小位置阶跃时,伺服系统能够快速、无振荡地到达指定位置;望远镜在10 (°)/s速度和3 (°)/s^2加速度条件下的正弦引导误差最大值为2.636″,稳态误差RMS值为0.673″。实验结果表明,所设计的基于分段弧形永磁同步电机的伺服控制系统能够满足4 m望远镜驱动和跟踪精度的要求,为下一代大口径望远镜控制系统的设计提供了参考。 展开更多

关键词 大口径望远镜 分段弧形永磁同步电机 控制模型 指令整形

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无轴承永磁同步电机转子初始定位策略 被引量：4

10

作者 潘伟 左文全 +1 位作者 朱熀秋 魏劲夫 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2012年第3期293-299,共7页

为解决无轴承永磁同步电机(BPMSM)快速稳定启动的问题,提出了一种基于指令电流控制的转子初始定位方法.给出了BPMSM悬浮原理;分析了BPMSM实现准确转子初始定位的充要条件,初始定位中定位步距角的确定,初始定位的定位相序优化,同时确定了... 为解决无轴承永磁同步电机(BPMSM)快速稳定启动的问题,提出了一种基于指令电流控制的转子初始定位方法.给出了BPMSM悬浮原理;分析了BPMSM实现准确转子初始定位的充要条件,初始定位中定位步距角的确定,初始定位的定位相序优化,同时确定了120°→240°→0°的BPMSM初始定位相序,并在BPMSM数字试验平台上进行了空载三步定位试验,给出了试验波形.结果表明:基于指令电流控制的初始定位方法可使定位精度控制在-1°～1°范围内,定位角度值最小分辨率为0.2°,电机转子的径向位移被控制在200μm之内,能准确地完成无轴承永磁同步电机转子的初始定位,确保电机快速稳定启动. 展开更多

关键词 无轴承电机 永磁同步电机 初始定位 指令电流 三步定位

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基于FPGA的机器人伺服电机控制器系统研究与设计 被引量：3

11

作者 张佑春 游志宇 +2 位作者 任远林 方冉 董秀英 《辽宁科技学院学报》 2022年第4期8-10,19,共4页

为了解决传统工业机器人的控制通路不足等问题,设计了基于FPGA芯片的机器人伺服电机控制器系统。该系统的主要功能模块包括FPGA、电源、按键和隔离等,硬件电路包括ht 912 cg、FPGA控制器XC7A100T、光电耦合TLP281-4和反相器CD40106,实... 为了解决传统工业机器人的控制通路不足等问题,设计了基于FPGA芯片的机器人伺服电机控制器系统。该系统的主要功能模块包括FPGA、电源、按键和隔离等,硬件电路包括ht 912 cg、FPGA控制器XC7A100T、光电耦合TLP281-4和反相器CD40106,实现了电机控制器系统软件总框架设计和Verilog HDL功能设计。仿真实验结果表明,电机控制器软硬件系统控制可以平稳、高精度、无颤抖地实现动作组运行,具有满意的控制效果。 展开更多

关键词 FPGA PWM信号 电机指令 机器人

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基于滤波反步法的三相永磁同步电机伺服控制 被引量：18

12

作者 陈子印 林喆 +2 位作者 康建兵 贾鹤鸣 于飞 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期515-524,共10页

为解决永磁同步电机的角度伺服控制问题.基于dq轴坐标系建立的电机控制模型,采用滤波反步法设计位置伺服控制器,通过稳定二阶滤波过程逼近虚拟控制量的导数,避免了常规反步法中对虚拟控制量解析求导的繁琐过程.通过设计滤波误差补偿环节... 为解决永磁同步电机的角度伺服控制问题.基于dq轴坐标系建立的电机控制模型,采用滤波反步法设计位置伺服控制器,通过稳定二阶滤波过程逼近虚拟控制量的导数,避免了常规反步法中对虚拟控制量解析求导的繁琐过程.通过设计滤波误差补偿环节,保证了滤波器输出信号对输入信号的跟踪精度.基于李雅普诺夫稳定性理论设计鲁棒项,保证了闭环跟踪误差的稳定性,并采用粒子群算法对控制器参数进行优化.最后,通过仿真实验结果表明了该算法的有效性,且具有较高的跟踪精度. 展开更多

关键词 永磁同步电机 伺服控制 滤波反步法 抗饱和 粒子群优化

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基于FPGA的天线控制系统设计 被引量：3

13

作者 金石 张晓林 马文智 《遥测遥控》 2002年第3期48-52,共5页

介绍一种基于 FPGA(Field Program mable Gate Array)的共轴式双旋翼无人驾驶直升机遥测遥控数字引导的天线控制系统的设计方案 ,讨论其总线控制、步进电机控制、输入信号处理模块的设计思路及关键技术。该系统经过设计、布线、仿真测试 。

关键词 天线控制系统 +FPGA 步进电机 遥控遥测

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PLC用于步进电动机控制 被引量：3

14

作者 唐建国 余斌 《机械制造与自动化》 2004年第2期69-70,共2页

控制步进电动机的驱动装置有多种结构形式 。

关键词 可编程控制器 功能指令 步进电动机 电源驱动控制

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基于状态约束的永磁同步电机的优化控制算法 被引量：3

15

作者 王琨 骆敏舟 +2 位作者 李可 曹毅 张秋菊 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期33-38,共6页

针对永磁同步电机位置伺服控制采用的基本反推法存在状态量与控制量无法同时满足饱和约束的问题展开研究。基于永磁同步电机的非线性模型的相关度为三,且可描述成级联形式,研究人员提出运用基本反推法进行基本控制律的设计,但是基本反... 针对永磁同步电机位置伺服控制采用的基本反推法存在状态量与控制量无法同时满足饱和约束的问题展开研究。基于永磁同步电机的非线性模型的相关度为三,且可描述成级联形式,研究人员提出运用基本反推法进行基本控制律的设计,但是基本反推法仅考虑控制量饱和约束条件而无法保证状态量在期望的范围内,且其引入的虚拟控制律的微分会导致计算量膨胀。针对这两个问题,首次提出在非线性控制模型中引入命令滤波器的算法,对算法进行数学推导,并通过虚拟仿真验证了算法的有效性。仿真结果表明,与基本反推法相比,提出的控制方案有较优的位置收敛速度和平稳性,能够保证控制量和状态量均在合理的区间内,而且显著地减少运算时间。 展开更多

关键词 永磁同步电机 位置控制 状态受限 反推法 命令滤波器

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汽车分队行军防卫指挥仿真训练系统的建构

16

作者 魏爱国 王敏 +1 位作者 王常永 房钊 《军事交通学院学报》 2013年第12期45-48,共4页

以信息化战争条件下汽车分队运输所处战场环境为背景，对汽车分队行军防卫指挥仿真训练进行需求分析，采用计算机仿真训练建模方法，结合战场运输环境特点，构建仿真训练程序所需的仿真模型，编写训练想定并以汽车分队行军过程中遇小股... 以信息化战争条件下汽车分队运输所处战场环境为背景，对汽车分队行军防卫指挥仿真训练进行需求分析，采用计算机仿真训练建模方法，结合战场运输环境特点，构建仿真训练程序所需的仿真模型，编写训练想定并以汽车分队行军过程中遇小股敌特袭击为例在仿真训练系统中实现，为汽车分队开展行军防卫指挥仿真训练提供理论依据和应用参考。 展开更多

关键词 汽车分队 组织指挥 仿真训练

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基于有限时间永磁同步电机命令滤波位置跟踪控制 被引量：2

17

作者 杨雪婷 马玉梅 +2 位作者 于金鹏 赵林 韩瑶 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2017年第3期104-108,113,共6页

针对永磁同步电机动态数学模型存在的问题,本文基于永磁同步电机非线性模型,利用有限时间的控制方法,对永磁同步电机的命令滤波位置跟踪控制进行研究,提高了系统的收敛速度及干扰抑制能力。在传统反步设计方法的基础上,引入命令滤波技术... 针对永磁同步电机动态数学模型存在的问题,本文基于永磁同步电机非线性模型,利用有限时间的控制方法,对永磁同步电机的命令滤波位置跟踪控制进行研究,提高了系统的收敛速度及干扰抑制能力。在传统反步设计方法的基础上,引入命令滤波技术,克服了在传统反步控制中由于对虚拟控制函数连续求导引起的"计算爆炸"问题,通过设计补偿误差机制,减小了滤波误差,并利用Matlab仿真软件进行仿真验证。仿真结果表明,本文设计的控制方法能够克服负载扰动的影响,使跟踪误差收敛到原点一个充分小的邻域内,实现了对永磁同步电机准确快速的位置跟踪控制。该研究在实际工业过程中具有一定的实用意义。 展开更多

关键词 永磁同步电机 命令滤波 有限时间 位置跟踪 非线性系统

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考虑边端效应的直线感应电机投影自适应指令滤波反推控制 被引量：7

18

作者 颜文旭 黄杰 许德智 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期1399-1406,共8页

针对考虑边端效应的直线感应电机精确位置跟踪问题,设计一种基于间接矢量控制的投影自适应指令滤波反推控制器.首先,给出间接矢量控制下考虑边端效应的直线感应电机模型;其次,运用反推法设计控制器,同时采用限幅的指令滤波器处理反推法... 针对考虑边端效应的直线感应电机精确位置跟踪问题,设计一种基于间接矢量控制的投影自适应指令滤波反推控制器.首先,给出间接矢量控制下考虑边端效应的直线感应电机模型;其次,运用反推法设计控制器,同时采用限幅的指令滤波器处理反推法中计算膨胀和控制器饱和问题,并对指令滤波器产生的滤波误差设计补偿信号;然后,基于李雅普诺夫稳定性理论设计自适应律,估计直线感应电机控制系统中的不确定参数(移动物件的总质量、粘滞系数、外部的负载扰动),并引入投影算子保证估计值的有界性;最后,将所设计的控制器分别与传统PID控制器、指令滤波反推控制器对比.仿真结果表明,所设计的控制器具有更强的动态性能、抗干扰性及鲁棒性. 展开更多

关键词 直线感应电机 反推控制 指令滤波器 自适应律 边端效应 投影算子

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永磁同步电机有限时间预设性能控制 被引量：8

19

作者 陈子印 林喆 +1 位作者 贾鹤鸣 王鹏 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期479-488,共10页

为实现扰动作用下对永磁同步电机角位置伺服系统的高瞬态和稳态跟踪性能控制,本文提出一种具有预设性能约束的有限时间控制方法.首先,设计扰动观测器实现对负载力矩扰动的估计与补偿.其次,引入有限时间预设性能函数以保证角跟踪误差的... 为实现扰动作用下对永磁同步电机角位置伺服系统的高瞬态和稳态跟踪性能控制,本文提出一种具有预设性能约束的有限时间控制方法.首先,设计扰动观测器实现对负载力矩扰动的估计与补偿.其次,引入有限时间预设性能函数以保证角跟踪误差的动态性能,并通过可逆变换将受不等式约束的角位置跟踪误差转换为等效的无约束误差形式.然后,将有限时间指令滤波反步法应用于控制器设计中,不仅可以避免“微分爆炸”的现象,而且能够保证跟踪误差的有限时间内收敛.最后,通过仿真实验验证了该算法的有效性和对扰动的鲁棒性. 展开更多

关键词 永磁同步电机 有限时间预设性能 有限时间控制 滤波反步法 扰动观测器

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异步电动机的命令滤波自适应速度调节控制 被引量：1

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作者 王晓玲 马玉梅 +2 位作者 于金鹏 宋修彬 刘丽超 《青岛大学学报（工程技术版）》 CAS 2016年第1期54-59,88,共7页

针对异步电动机驱动系统中存在的负载扰动和参数不确定的问题,本文在传统自适应反步控制方法的基础上,运用神经网络逼近系统模型中未知的非线性函数,同时采用命令滤波技术,解决了传统反步法中对虚拟控制函数进行连续求导而无法避免的计... 针对异步电动机驱动系统中存在的负载扰动和参数不确定的问题,本文在传统自适应反步控制方法的基础上,运用神经网络逼近系统模型中未知的非线性函数,同时采用命令滤波技术,解决了传统反步法中对虚拟控制函数进行连续求导而无法避免的计算爆炸问题,实现对异步电动机的速度调节控制。为了验证本文所提方法的有效性,在Matlab环境下对异步电动机进行仿真分析,仿真结果表明,即使在参数不稳定和有负载转矩扰动的情况下,本文所提出的控制方法依然可以很好的跟踪给出的期望信号,并确保跟踪误差收敛到原点很小的邻域内,可实现对异步电动机快速有效的控制。因此,该方法具有一定的实际应用价值。 展开更多

关键词 异步电动机 神经网络 命令滤波技术 反步法

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