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基于改进Fal函数的滤波器及扩张状态观测器研究 被引量：2
1
作者 秦耀 杨杰 +1 位作者 刘书云 曾海金 《控制与决策》 北大核心 2025年第2期684-692,共9页
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... 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. 展开更多
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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基于fal函数的非线性PI控制器在DC-DC变换器中的应用 被引量：16
2
作者 李虹 尚佳宁 +2 位作者 陈姚 尚倩 郝瑞祥 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第S1期326-331,共6页
本文针对传统PI控制器存在的不足,利用fal函数和传统的PI控制器级联构造了非线性PI控制器,并通过对fal函数的特点进行理论与仿真分析,揭示了不同参数对非线性函数的影响。然后将设计的非线性PI控制器应用于DC-DC变换器的控制环节中,与... 本文针对传统PI控制器存在的不足,利用fal函数和传统的PI控制器级联构造了非线性PI控制器,并通过对fal函数的特点进行理论与仿真分析,揭示了不同参数对非线性函数的影响。然后将设计的非线性PI控制器应用于DC-DC变换器的控制环节中,与传统的PI控制进行对比,本文以DC-DC变换器中的Boost变换器为例,对提出的非线性PI控制器进行研究,仿真和实验结果表明,基于fal函数的非线性PI控制器和较传统的PI控制器相比能够克服调节时间与超调之间的矛盾,可以更快速,更平稳地实现系统的动态调节。 展开更多
关键词 非线性PI控制 fal函数 DC-DC变换器 动态调节
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Fal函数的改进及3种新型非线性扩张状态观测器 被引量：15
3
作者 蒲明 刘鹏 熊皑 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期1655-1662,共8页
首先分析现有fal函数和传统非线性扩张状态观测器中存在的6类问题,提出一种固定时间收敛的fal函数,其收敛速度快于传统fal函数,且收敛时间上界与初始误差无关;然后,分别设计基于新型fal函数的非线性扩张状态观测器、指数收敛非线性扩张... 首先分析现有fal函数和传统非线性扩张状态观测器中存在的6类问题,提出一种固定时间收敛的fal函数,其收敛速度快于传统fal函数,且收敛时间上界与初始误差无关;然后,分别设计基于新型fal函数的非线性扩张状态观测器、指数收敛非线性扩张状态观测器和全新结构的固定时间收敛非线性扩张状态观测器;最后,通过仿真验证这3种新型的非线性扩张状态观测器的估计总误差相对于传统非线性扩张状态观测器分别减少15.4%、16.9%和93.8%,对应的被控状态总误差分别减少13.6%、30.4%和78.3%. 展开更多
关键词 fal函数 非线性 扩张状态观测器 多输入多输出 固定时间收敛 指数收敛
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储能双向DC/DC变换器自适应充放电无缝切换策略 被引量：7
4
作者 张勤进 牛淼 +2 位作者 刘彦呈 曾宇基 陈龙 《电测与仪表》 北大核心 2023年第2期186-195,共10页
为提高直流微电网内储能单元的动态性能与抗干扰能力,文中提出了一种针对储能双向DC/DC变换器的充放电无缝切换控制策略。该策略根据母线电压高低进行储能单元自适应充放电切换,进而保持母线电压稳定。在此基础上,考虑到双向DC/DC变换... 为提高直流微电网内储能单元的动态性能与抗干扰能力,文中提出了一种针对储能双向DC/DC变换器的充放电无缝切换控制策略。该策略根据母线电压高低进行储能单元自适应充放电切换,进而保持母线电压稳定。在此基础上,考虑到双向DC/DC变换器的非线性特征,引入了可通过fal函数在线调节误差反馈系数的非线性无缝电流环,实现了储能双向DC/DC变换器的充放电无缝切换,提高了控制策略的动态性能与鲁棒性。通过仿真和实验验证了该策略的可行性与有效性,在母线电压跌落、陡升与系统参数变化等工况下,均可实现储能单元的充放电无缝切换。 展开更多
关键词 母线电压稳定性 双向DC/DC变换器 自适应充放电 非线性fal函数 充放电无缝切换
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基于改进自抗扰的四旋翼飞行器姿态控制 被引量：7
5
作者 闫桂林 李彦 《电子测量技术》 2019年第16期71-77,共7页
针对飞行器控制系统易受外界干扰;自抗扰控制器采用非光滑fal函数,fal函数在原点附近存在拐点导致斜率较大,引起观测器观测效果不佳的问题。对自抗扰控制器中fal函数进行改进得到newfal函数,再对newfal函数进行分析。并且基于newfal函... 针对飞行器控制系统易受外界干扰;自抗扰控制器采用非光滑fal函数,fal函数在原点附近存在拐点导致斜率较大,引起观测器观测效果不佳的问题。对自抗扰控制器中fal函数进行改进得到newfal函数,再对newfal函数进行分析。并且基于newfal函数重新设计了自抗扰控制器,得到新的离散型非线性状态误差反馈律(NLSEF)和扩张状态观测器(ESO)。最后基于牛顿第二定律和欧拉方程建立的四旋翼飞行器动力学模型设计了改进型自抗扰控制系统。仿真结果表明:newfal函数比fal函数具有更好的平滑性、连续性;采用newfal函数的自抗扰控制器有更优的观测性能;且在较大干扰时,抗干扰能力更好。 展开更多
关键词 自抗扰 fal非线性函数 状态扩张观测器 抗干扰
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