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四轮电驱动水田除草机器人运动建模与路径跟踪控制
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作者 肖扬帆 李彦明 +2 位作者 刘子翔 贡亮 刘成良 《农机化研究》 北大核心 2026年第2期165-172,182,共9页
目前,我国水稻生产正在实现全程机械化、智能化,而除草机械和除草机器人的缺乏却成为其短板。为此,基于水田环境的特点,设计了一种四轮独立电驱动高地隙水田除草机器人。针对机器人特殊的前轮差速转向方式控制问题,建立了运动学模型,根... 目前,我国水稻生产正在实现全程机械化、智能化,而除草机械和除草机器人的缺乏却成为其短板。为此,基于水田环境的特点,设计了一种四轮独立电驱动高地隙水田除草机器人。针对机器人特殊的前轮差速转向方式控制问题,建立了运动学模型,根据模型提出了一种四轮独立驱动差速转向控制器,从而实现高地隙除草机器人的四轮独立驱动转向控制。针对高地隙水田除草机器人在路径跟踪过程中的精度和稳定性要求,提出了一种基于超螺旋趋近律的快速终端滑模控制算法,降低了滑模控制算法的抖振,缩短了路径跟踪收敛时间。基于李雅普诺夫判据检验了算法闭环系统的稳定性。使用MatLab/Simulink建立了除草机器人运动学仿真模型,将两种控制器结合进行系统仿真,结果表明:在初始横向偏差为-0.5 m时,调节时间约为3.5 s,且无超调。实际作业试验结果表明:采用此算法进行作业时,横向绝对偏差的平均值为0.0282 m,均方差为0.0334 m,能有效提高自主导航控制系统的稳定性和快速性。 展开更多
关键词 水田 除草机器人 路径跟踪 四轮独立驱动控制 超螺旋滑模控制
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跷跷板系统自适应超螺旋滑模控制策略
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作者 姜堃 张井岗 《控制工程》 北大核心 2026年第1期119-128,共10页
为了提高跷跷板系统在外部干扰下的平衡控制性能,提出了一种基于观测器干扰补偿的参数自适应超螺旋滑模控制算法。首先,设计了一种指数收敛干扰观测器,对系统受到的外部干扰等不确定因素进行估计和补偿;然后,针对跷跷板这类强耦合、欠... 为了提高跷跷板系统在外部干扰下的平衡控制性能,提出了一种基于观测器干扰补偿的参数自适应超螺旋滑模控制算法。首先,设计了一种指数收敛干扰观测器,对系统受到的外部干扰等不确定因素进行估计和补偿;然后,针对跷跷板这类强耦合、欠驱动系统,设计了一种基于分层滑模面的参数自适应超螺旋滑模控制算法,并引入了线性项和一种新的参数自适应律;最后,将指数收敛干扰观测器和基于分层滑模面的参数自适应超螺旋滑模控制算法相结合,提出了基于观测器干扰补偿的参数自适应超螺旋滑模控制算法,并利用类二次型李雅普诺夫函数证明了该算法下系统状态在有限时间内的收敛性。实验将所提算法与传统超螺旋滑模控制算法进行了对比。实验结果表明,所提算法在实现跷跷板系统平衡控制的同时,能够提升系统的抗干扰能力和收敛速度,且克服了人为选择参数的保守性。 展开更多
关键词 跷跷板系统 超螺旋滑模控制 指数收敛 干扰观测器 干扰补偿 参数自适应
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基于平坦理论的耦合SIDO Buck变换器改进自抗扰解耦控制 被引量:1
3
作者 皇金锋 章乾 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第1期142-155,共14页
为了解决耦合单电感双输出(CI-SIDO)Buck变换器输出支路间存在交叉影响和系统瞬态响应慢的问题,提出一种基于平坦理论的改进自抗扰解耦控制策略。首先,基于平坦理论将CI-SIDO Buck变换器构建为两个耦合的平坦子系统。其次,内环基于平坦... 为了解决耦合单电感双输出(CI-SIDO)Buck变换器输出支路间存在交叉影响和系统瞬态响应慢的问题,提出一种基于平坦理论的改进自抗扰解耦控制策略。首先,基于平坦理论将CI-SIDO Buck变换器构建为两个耦合的平坦子系统。其次,内环基于平坦模型设计改进型自抗扰控制对系统进行解耦,采用可抑制“微分峰值”现象和含有扰动微分项的增阶变增益扩张状态观测器(IVG-ESO)和超螺旋滑模反馈控制律对内环耦合项以及未建模扰动和不确定扰动进行观测和补偿,以此实现内环的解耦;外环基于平坦模型设计微分平坦控制,采用增阶变增益扩张状态观测器对输出电压和负载电流进行估计,并结合微分平坦控制对外环进行控制。最后,搭建了实验平台对所提控制策略进行了实验验证。实验结果表明,该控制有效抑制了支路间的交叉影响,并提高了系统的响应速度。 展开更多
关键词 耦合单电感双输出 微分平坦系统 超螺旋滑模控制 改进自抗扰控制 解耦控制
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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 被引量:1
4
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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基于超螺旋滑模控制的永磁同步电机磁场定向控制研究 被引量:1
5
作者 李耀华 王自臣 +3 位作者 何雨勰 曲含章 王禹涵 王钦政 《电机与控制应用》 2025年第5期527-539,共13页
【目的】传统永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制(FOC)系统的转速环和定子dq轴电流环通常采用比例积分(PI)控制,导致转速超调量较大。采用滑模控制(SMC)可减小超调量,但仍存在动态响应较慢,电流脉动较大的问题。【方法】针对此问题,本文采... 【目的】传统永磁同步电机(PMSM)磁场定向控制(FOC)系统的转速环和定子dq轴电流环通常采用比例积分(PI)控制,导致转速超调量较大。采用滑模控制(SMC)可减小超调量,但仍存在动态响应较慢,电流脉动较大的问题。【方法】针对此问题,本文采用超螺旋滑模控制(STSMC)来调节转速外环和定子dq轴电流内环,以提升响应速度,抑制转速脉动和电流脉动,从而提升系统的动态性能和稳态性能。进一步地,为提升系统在外界负载扰动下的鲁棒性,设计扩张状态观测器(ESO)观测扰动,将负载扩张为新的状态量,在负载转矩突变时通过前馈补偿减少转速恢复时间和转速跌落,从而提升系统鲁棒性。【结果】仿真结果表明,在1000 r/min基准转速、10 N·m阶跃负载工况下,相较于转速SMC,STSMC的转速调节时间减少86.25%,转速脉动均方根误差(RMSE)减小95.35%,d轴电流脉动RMSE减小45.44%,q轴电流脉动RMSE减小34.31%;相较于转速SMC,基于ESO的STSMC(STSMC-ESO)的转速调节时间减少86.25%,转速脉动RMSE减小95.70%,d轴电流脉动RMSE减小45.61%,q轴电流脉动RMSE减小37.02%;存在外界负载扰动时,相较于STSMC,STSMC-ESO的转速跌落减少21.81%,转速恢复时间减少90%。【结论】STSMC-ESO策略可有效降低转速超调量,提升系统动态响应速度,同时削减系统抖振,大幅降低转速和电流脉动,改善系统的稳态性能,当受到外界负载扰动后,转速能快速恢复并保持相对稳定。 展开更多
关键词 永磁同步电机 磁场定向控制 滑模控制 超螺旋滑模控制 扩张状态观测器
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单电感双输出Buck变换器改进滑模自抗扰控制 被引量:1
6
作者 皇金锋 周杰 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第4期248-258,共11页
针对单电感双输出(SIDO)Buck变换器发生输入电压跳变和负载扰动时输出支路间存在严重交叉影响使得输出电压暂态性能变差的问题,提出了一种基于降阶级联扩张状态观测器(CRESO)和改进非奇异终端滑模控制(TSMC)的自抗扰控制(ADRC)策略。首... 针对单电感双输出(SIDO)Buck变换器发生输入电压跳变和负载扰动时输出支路间存在严重交叉影响使得输出电压暂态性能变差的问题,提出了一种基于降阶级联扩张状态观测器(CRESO)和改进非奇异终端滑模控制(TSMC)的自抗扰控制(ADRC)策略。首先,根据状态空间平均法,建立了SIDO Buck变换器在电感电流连续模式下的数学模型,在此基础上分析了交叉影响产生的原理。其次,将变换器的主路和支路拟合成独立的2阶ADRC范式分开设计,针对传统扩张状态观测器(ESO)对状态变量和扰动观测精度不足的问题,利用CRESO对系统状态变量和内外总扰动项进行估计,以提升估计能力,并在相同带宽下提升扰动估计的速度。然后,利用非奇异TSMC设计状态误差反馈控制律,使滑模面能在有限时间内收敛到原点,代替比例-微分(PD)控制以提高系统的快速性和鲁棒性,并加入超扭矩算法进一步降低滑模控制的抖振现象。接着,通过特征值稳定判据和Lyapunov理论证明了CRESO和改进非奇异TSMC的稳定性,求出了CRESO的稳态误差范围和改进非奇异TSMC的收敛时间。最后,搭建了SIDO Buck变换器的仿真和实验平台,通过对比在输入电压和负载突变时,共模-差模电压(CMV-DMV)控制、传统ADRC和本文改进ADRC这3种策略的暂态性能差异,验证了本文所提控制策略的有效性和优越性。本文的控制策略减小了SIDO Buck变换器输出支路间的交叉影响,并提升了系统瞬态响应性能。 展开更多
关键词 单电感双输出 交叉影响 降阶级联扩张状态观测器 非奇异终端滑模 超扭矩控制算法
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混合微电网级联H桥整流器快速超螺旋多准谐振滑模控制
7
作者 陶海军 张晨杰 +3 位作者 郑征 赵蒙恩 宋佳瑶 张国澎 《太阳能学报》 北大核心 2025年第5期119-127,共9页
为解决级联H桥整流器在负载突变时直流侧电压存在较大的超调量、电网电流存在低次谐波污染等问题,提出一种快速超螺旋多准谐振滑模算法。首先,建立级联H桥整流器在dq旋转坐标系下的数学模型,推导级联H桥整流器电网电流谐波分布的规律并... 为解决级联H桥整流器在负载突变时直流侧电压存在较大的超调量、电网电流存在低次谐波污染等问题,提出一种快速超螺旋多准谐振滑模算法。首先,建立级联H桥整流器在dq旋转坐标系下的数学模型,推导级联H桥整流器电网电流谐波分布的规律并分析其动态特性。其次,通过结合快速超螺旋滑模控制和多准谐振控制设计一种快速超螺旋多谐振滑模内环控制器,然后推导快速超螺旋多准谐振滑模的设计方程,并利用李雅普诺夫函数对其进行稳定性校验。实验结果表明,所提控制策略具有更小的电压超调和更短的动态响应时间,显著降低电网电流畸变率。 展开更多
关键词 李雅普诺夫函数 级联H桥整流器 谐波污染 超螺旋滑模控制 准谐振控制
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基于时延估计与终端滑模的无人船跟踪控制 被引量:1
8
作者 刘超 叶华生 +2 位作者 沈跃 刘慧 沈亚运 《电子测量技术》 北大核心 2025年第4期91-100,共10页
针对欠驱动无人船动力学模型参数获取困难、跟踪控制易受水流及自然风等干扰的问题,本文提出了一种基于自适应时延估计与超螺旋快速终端滑模的轨迹跟踪控制方法。首先通过手部位置点坐标变换方法,对欠驱动无人船数学模型进行状态扩展重... 针对欠驱动无人船动力学模型参数获取困难、跟踪控制易受水流及自然风等干扰的问题,本文提出了一种基于自适应时延估计与超螺旋快速终端滑模的轨迹跟踪控制方法。首先通过手部位置点坐标变换方法,对欠驱动无人船数学模型进行状态扩展重新构建;然后采用自适应时延估计技术,估计无人船未知动力学模型部分及外部扰动,并设计超螺旋快速终端滑模控制策略补偿时延估计产生的误差,提高控制系统鲁棒性;最后,基于仿真分析与航行跟踪实验验证本研究控制方法可行性。在航行跟踪实验中,位置平均误差相比于PID算法、滑模算法及自适应时延估计滑模算法分别降低了35.1%、24.7%、20.8%,轨迹跟踪精度高。本文提出的控制方法不依赖动力学模型参数,可实现欠驱动无人船精准轨迹跟踪控制,且收敛速度快、鲁棒性高,为欠驱动无人船轨迹跟踪控制提供了可供借鉴的方法。 展开更多
关键词 欠驱动无人船 自适应时延估计 超螺旋快速终端滑模控制 轨迹跟踪控制
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基于改进超螺旋与扩张观测器的多PMSM同步控制 被引量:1
9
作者 李小松 杜鹏 +2 位作者 吴浪 陈睿 陈磊磊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第5期150-155,共6页
为了解决多PMSM同步控制系统的动态响应速度慢和同步控制精度低等问题,提出了基于改进快速超螺旋滑模和扩张观测器的多PMSM同步控制。首先,设计了基于改进快速超螺旋滑模的速度控制器,优化系统的动态调节性能,提升系统的响应速度;其次,... 为了解决多PMSM同步控制系统的动态响应速度慢和同步控制精度低等问题,提出了基于改进快速超螺旋滑模和扩张观测器的多PMSM同步控制。首先,设计了基于改进快速超螺旋滑模的速度控制器,优化系统的动态调节性能,提升系统的响应速度;其次,引入超螺旋扩张观测器对电机负载扰动进行监测,并将获取的反馈信息传递至滑模控制器,实现更精准的控制调节;同时,改进了偏差耦合控制结构,减少了负载扰动下的转速波动和系统同步误差。结果显示,相较于传统PI控制方法,所提出的改进方法显著提高系统约68%的跟踪性能和约75.3%的同步性能,为实现多电机的精密协同控制提供了新颖有效的途径。 展开更多
关键词 多电机同步控制 超螺旋算法 滑模控制 扩张观测器 偏差耦合控制
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基于扰动观测和摩擦补偿的气动摆角伺服系统滑模控制
10
作者 魏琼 白林勇 +2 位作者 陈子超 张道德 李奕 《中国机械工程》 北大核心 2025年第11期2563-2573,2582,共12页
外部不确定扰动与摩擦是影响气动摆角伺服系统控制性能的重要因素(分别引起局部波动与爬行现象)。提出了一种基于扰动观测和摩擦补偿的滑模控制策略,设计一种引入类双曲正切函数和角速度误差项的改进扩张状态观测器对外部不确定扰动进... 外部不确定扰动与摩擦是影响气动摆角伺服系统控制性能的重要因素(分别引起局部波动与爬行现象)。提出了一种基于扰动观测和摩擦补偿的滑模控制策略,设计一种引入类双曲正切函数和角速度误差项的改进扩张状态观测器对外部不确定扰动进行观测,以提高系统抗扰能力。由于观测器不能有效地观测系统摩擦的静-动高阶突变,导致爬行现象不能有效改善,因此对摩擦力矩进行辨识以弥补观测不足。最后,针对系统存在鲁棒性较差的问题,设计一种非奇异快速滑模控制器,利用含积分特性的超螺旋算法平滑控制量来改善滑模控制中的固有抖振问题,并将扰动观测值和摩擦力矩辨识值进行反馈补偿。仿真与实验结果表明,与4种控制策略相比,所设计的控制方法有效增强了系统的抗扰能力,并提高了气动摆角伺服系统轨迹跟踪性能。 展开更多
关键词 气动摆角伺服系统 摩擦补偿 扰动观测 非奇异快速滑模 超螺旋算法
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基于超螺旋扩张状态观测器的耦合单电感双输出Buck变换器串级滑模解耦控制 被引量:1
11
作者 皇金锋 章乾 《上海交通大学学报》 北大核心 2025年第5期592-604,共13页
针对耦合单电感双输出(CI-SIDO)降压式(Buck)变换器输出支路间的耦合效应导致交叉影响进而影响系统动态性能的问题,提出基于超螺旋扩张状态观测器(ST-ESO)的串级滑模解耦控制策略.首先,建立CI-SIDO Buck变换器的状态空间平均模型,再通... 针对耦合单电感双输出(CI-SIDO)降压式(Buck)变换器输出支路间的耦合效应导致交叉影响进而影响系统动态性能的问题,提出基于超螺旋扩张状态观测器(ST-ESO)的串级滑模解耦控制策略.首先,建立CI-SIDO Buck变换器的状态空间平均模型,再通过具有快速收敛性质的ST-ESO观测估计变换器内外环中的耦合项、内部扰动和未建模部分,并将其视为内外环中的总扰动.其次,结合超螺旋滑模控制器对内外环中总扰动进行补偿,实现系统的解耦,保证系统的鲁棒性和输出电压的稳定.然后,根据Lyapunov理论对ST-ESO和超螺旋滑模控制器进行稳定性分析,理论验证了控制策略的可行性.最后,利用实验平台对所提控制策略进行验证.结果表明所提控制策略实现了系统解耦,抑制了交叉影响并提高了系统的动态性能. 展开更多
关键词 耦合单电感双输出 BUCK变换器 超螺旋扩张状态观测器 超螺旋滑模控制器 解耦控制
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基于模糊变增益的直线磁力驱动系统超螺旋滑模控制
12
作者 孙凤 代雪飞 +5 位作者 赵川 王鑫 裴文哲 金俊杰 徐方超 周冉 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期1003-1012,共10页
针对直线磁力驱动系统的位置跟踪精度易受外部扰动等不确定因素影响以及滑模控制中的抖振问题,提出一种基于模糊变增益的超螺旋滑模控制策略.首先,介绍直线磁力驱动系统的工作原理,建立含扰动的直线磁力驱动系统数学模型;其次,使用超螺... 针对直线磁力驱动系统的位置跟踪精度易受外部扰动等不确定因素影响以及滑模控制中的抖振问题,提出一种基于模糊变增益的超螺旋滑模控制策略.首先,介绍直线磁力驱动系统的工作原理,建立含扰动的直线磁力驱动系统数学模型;其次,使用超螺旋滑模算法设计速度控制器,实现系统精确、快速的收敛,并通过Lyapunov函数证明系统稳定性,进一步地,使用模糊算法对超螺旋滑模增益进行自适应调节;最后,对所提复合控制方法进行实验验证.结果表明:基于模糊变增益的超螺旋滑模控制位置跟踪精度高,响应速度快;相对于超螺旋滑模控制,阶跃位置跟踪响应时间缩短28%,稳态误差从3μm减小到1μm,并且没有抖振现象;正弦位置跟踪相位差减小13%,位置跟踪精度提升14%;方波位置跟踪有更好的动态性能;施加扰动后,系统到达稳态时间减小13%,受到负载之后的延迟时间减小80%,抗扰性能大幅提升. 展开更多
关键词 直线磁力驱动系统 超螺旋滑模控制 模糊控制 自适应增益 高精度位置跟踪
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基于超螺旋滑模的ISOP-DAB变换器混合控制策略
13
作者 陶海军 赵蒙恩 +3 位作者 郑征 宋佳瑶 张晨杰 黄涛 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期127-134,共8页
在直流微电网中,针对ISOP-DAB变换器各模块功率不平衡、动态性能差以及变换器回流功率大的问题,该文在扩展移相调制下将双环解耦策略与超螺旋滑模相结合,均压环采用PI控制、输出电压环采用超螺旋滑模控制。在扩展移相调制下,分析单模块... 在直流微电网中,针对ISOP-DAB变换器各模块功率不平衡、动态性能差以及变换器回流功率大的问题,该文在扩展移相调制下将双环解耦策略与超螺旋滑模相结合,均压环采用PI控制、输出电压环采用超螺旋滑模控制。在扩展移相调制下,分析单模块双有源桥(DAB)变换器的两种传输功率模型、软开关特性,建立变换器的降阶模型。应用KKT条件法求解各模块的最优内移相比D_(1i),通过降阶模型及超螺旋算法设计超螺旋滑模控制器,且与均压环共同作用生成外移相比D_(2i),以调节变换器输出电压。最后,搭建两模块ISOP-DAB实验平台进行实验验证,实验结果表明ISOP-DAB系统能在保证各子模块输入均压的同时提高变换器的动态性能,且有效减小变换器产生的回流功率。 展开更多
关键词 直流微电网 超螺旋滑模控制 动态性能 ISOP-DAB变换器 回流功率优化
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通信网络下光-储-充微电网超螺旋滑模VF控制策略
14
作者 钟诚 李昊阳 +3 位作者 谈萌 赵海龙 李卓夏 马宇飞 《太阳能学报》 北大核心 2025年第10期412-423,共12页
提出一种通信网络下光-储-充孤岛微电网的恒压恒频(VF)控制策略。该策略为主从控制结构,主控制器采用超螺旋滑模控制(STSMC),维持电压稳定。从控制器采用传统滑模控制(SMC),利用控制器局域网总线CAN和ZigBee网络传输和共享电流数据,实... 提出一种通信网络下光-储-充孤岛微电网的恒压恒频(VF)控制策略。该策略为主从控制结构,主控制器采用超螺旋滑模控制(STSMC),维持电压稳定。从控制器采用传统滑模控制(SMC),利用控制器局域网总线CAN和ZigBee网络传输和共享电流数据,实现功率分配。采用二分迭代算法计算出最大允许延迟边界(MADB),分析了时间延迟大于MADB对系统产生的影响。仿真结果表明STSMC比比例积分(PI)、SMC控制误差更小,响应时间更短,抗延迟能力强。 展开更多
关键词 孤岛微电网 时间延迟 超螺旋滑模控制 主从控制 功率分配 通信网络
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基于超螺旋滑模控制算法的单驱动型双转子作动器系统主动控制研究
15
作者 孙洪鑫 薛书文 +1 位作者 罗一帆 赵文韬 《振动与冲击》 北大核心 2025年第18期52-60,共9页
以双转子作动器为研究背景,提出了一种单驱动型双转子作动器主动控制装置,主要由质量块、空间传动齿轮组、电机和控制器组成,通过齿轮带动转子旋转时产生的离心力作为结构主动控制力,以减小结构振动。较于传统的主动质量阻尼器,这一设... 以双转子作动器为研究背景,提出了一种单驱动型双转子作动器主动控制装置,主要由质量块、空间传动齿轮组、电机和控制器组成,通过齿轮带动转子旋转时产生的离心力作为结构主动控制力,以减小结构振动。较于传统的主动质量阻尼器,这一设计既无需考虑导轨直线行程限制,又通过结构优化解决了双驱动型双转子作动器中电机难以同步问题,实现了更高效稳定的振动控制。为研究单驱动型双转子作动器的减振性能,首先用拉格朗日方程力学分析法建立单驱动双转子作动器系统力学模型、单自由度结构与单驱动型双转子作动器的状态方程。其次针对单驱动型双转子作动器系统的减振问题,将极点配置法与超螺旋滑模控制算法相结合,为其设计控制器,再利用改进的蜣螂优化算法对控制器所包含的控制参数进行优化。相较于其他控制算法,所提的控制算法更容易获得控制器的参数,避免了控制器参数需大量烦琐复杂的试凑问题,方便实际工程调试。最后,用李雅普诺夫函数证明了该系统的稳定性,数值仿真验证了单驱动型双转子作动器系统及其控制算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 结构振动控制 单驱动型双转子作动器 超螺旋滑模控制算法 主动控制 减振性能
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无铁心管状永磁直线电机多分辨率鲁棒性模型预测推力控制
16
作者 徐磊 陈楠 +3 位作者 朱孝勇 范志祥 张超 孟盛龙 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第6期101-112,共12页
针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影... 针对无铁心管状永磁同步直线(IT-PMSL)电机电流谐波和变摩擦力等扰动引起的推力和速度脉动问题,提出一种多分辨率鲁棒性模型预测推力控制策略。首先,考虑可变摩擦力影响,推导IT-PMSL电机的数学模型,分析该电机位置-速度-反电动势畸变影响规律。在此基础上,引入超螺旋滑模自适应律,搭建一种多分辨率磁链预测模型,在不同速度和位置下对IT-PMSL电机永磁磁链值进行计算,提高磁链计算速度和准确性的同时有效减小控制系统的计算负担,进而实现磁链和推力的在线预测。接着,利用载荷角构造无权重系数的价值函数,避免价值函数的影响,有效提高模型预测推力控制的鲁棒性。最后,搭建IT-PMSL电机驱动控制系统,通过仿真和实验验证所提多分辨率模型预测推力控制的有效性。 展开更多
关键词 无铁心管状直线电机 永磁电机 多分辨率 磁链预测模型 模型预测推力控制 超螺旋滑模自适应律
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基于二阶超螺旋观测器的PMSM无模型滑模控制方法
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作者 肖强晖 魏子诠 +4 位作者 李建英 张伟 钟丁爱 张迈 程谆 《湖南电力》 2025年第5期55-63,共9页
针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)在采用传统滑模控制中存在转速误差收敛速度慢及抖振严重的问题,提出一种新型二阶超螺旋观测器(novel second-order super-twisting observer,NSTO)与无模... 针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)在采用传统滑模控制中存在转速误差收敛速度慢及抖振严重的问题,提出一种新型二阶超螺旋观测器(novel second-order super-twisting observer,NSTO)与无模型非奇异终端滑模控制(model-free non-singular terminal sliding mode control,MFNTSMC)相结合的IPMSM控制方法。首先,建立包含未知参数和负载扰动的IPMSM数学模型,并设计一种无模型非奇异终端滑模控制。基于超局部模型,设计转速与电流的双闭环控制,实现系统状态误差的全局快速收敛。为进一步改善速度跟踪性能,设计新型二阶超螺旋滑模扰动观测器实时观测系统扰动,进行扰动补偿。仿真实验结果表明,相较于传统方法,该方法在抑制抖振、提高收敛速度及鲁棒性方面具有明显优势。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无模型滑模控制 二阶超螺旋滑模观测器 超局部模型
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基于线性超螺旋滑模观测器的永磁同步电机转速估计研究
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作者 申江卫 高尔普 +2 位作者 夏雪磊 陈峥 沈世全 《昆明理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期89-100,共12页
为解决传统永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统中,滑模控制方法普遍存在的收敛速度慢、抖振现象严重等问题,本文提出一种基于线性超螺旋滑模观测器(Linear Super-Twisting Sliding Mode Observer, LST-SMO)与新型趋近律速度控制器的无... 为解决传统永磁同步电机(PMSM)无传感器控制系统中,滑模控制方法普遍存在的收敛速度慢、抖振现象严重等问题,本文提出一种基于线性超螺旋滑模观测器(Linear Super-Twisting Sliding Mode Observer, LST-SMO)与新型趋近律速度控制器的无传感器控制策略.首先,在传统超螺旋滑模观测器(Super-Twisting Sliding Mode Observer, ST-SMO)基础上引入线性校正项,设计线性超螺旋滑模观测器;该观测器估计反电动势时输出信号几乎不含高频干扰分量,可直接避免低通滤波器的使用,进而有效提升转子位置与速度的估计精度.其次,设计新型趋近律速度控制器,该控制器能够根据系统状态自动调节滑模增益系数,在显著抑制系统抖振的同时加快动态响应速度.通过构造Lyapunov函数,严格证明了所提控制算法的稳定性.最后,在搭建的实验平台上,以一台750 W永磁同步电机为控制对象开展验证实验.仿真与实验结果表明:线性超螺旋滑模观测器将转子位置估计精度提升48%,转速误差从14 r/min降低至1.4 r/min,充分验证了所提方法的有效性与可行性. 展开更多
关键词 永磁同步电机 线性超螺旋 滑模观测器 趋近律 转速控制
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混合三电平双有源桥变换器超螺旋滑模自抗扰控制策略
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作者 刘春喜 田迎澳 王涛 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第10期209-219,共11页
针对混合三电平双有源桥变换器电流应力大以及动态响应差的问题,对扩展移相调制进行改进,提出一种基于超螺旋滑模自抗扰控制器的最小电流应力控制策略。首先,通过重新定义内、外移相比改进扩展移相调制,以实现移相比与传输功率正相关,... 针对混合三电平双有源桥变换器电流应力大以及动态响应差的问题,对扩展移相调制进行改进,提出一种基于超螺旋滑模自抗扰控制器的最小电流应力控制策略。首先,通过重新定义内、外移相比改进扩展移相调制,以实现移相比与传输功率正相关,并降低移相比间的耦合度;其次,分析改进扩展移相调制在不同工作模式下的传输功率和电流应力的数学模型,并采用KKT条件法求解考虑软开关条件的最小电流应力移相比组合;然后,为简化计算,建立变换器的降阶模型,将超螺旋滑模控制算法与自抗扰技术相结合,以改善变换器的动态性能;最后,通过搭建实验样机进行验证,结果表明,超螺旋滑模自抗扰控制与传统自抗扰控制相比,负载电阻突减时所需的调节时间缩短了72.4%,电压波动减小了51.7%;输入电压突变时所需调节时间缩短了73.7%,电压波动减小了60%。同时有效减小了电流应力并实现了软开关,与单移相调制相比,低功率下效率提高了15%,高功率下效率提高了9%。 展开更多
关键词 超螺旋滑模控制 自抗扰控制 混合三电平双有源桥变换器 改进扩展移相调制 电流应力
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我国农业农村科技现代化的实现效率探究
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作者 徐小俊 杨钟健 高秉龙 《山西农业大学学报(社会科学版)》 2025年第1期44-55,共12页
科学技术是第一生产力,是国家发展的核心战略力量。对于农业农村科技现代化实现效率的研究,有助于了解我国农业农村科技现代化推进过程中存在的问题,为相关决策提供可靠的参考依据。基于熊彼特创新理论的分析框架,构建Global Super SBM... 科学技术是第一生产力,是国家发展的核心战略力量。对于农业农村科技现代化实现效率的研究,有助于了解我国农业农村科技现代化推进过程中存在的问题,为相关决策提供可靠的参考依据。基于熊彼特创新理论的分析框架,构建Global Super SBM模型,对我国农业农村科技现代化的实现效率进行了实证分析。研究表明:当前我国各地区对农业农村科技现代化的重视程度不断增加,促进了整体效率的提升,但是区域的不平衡性问题突出;虽然我国部分地区能够发挥好自身的比较优势或后发优势,但可能由于地区经济结构相对复杂,导致资源投入分散,或者投入较大而投入效率不高而导致实现效率较低;地区间农业农村科技现代化实现效率的差异可能引发各地区内部技术进步的不均衡性。基于此,提出需要从发掘农业农村科技创新动能、优化农业农村资源要素配置、缩小农业农村地区技术差异等方面提升我国农业农村科技现代化的实现效率。 展开更多
关键词 农业农村 科技现代化 实现效率 Global Super SBM模型
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