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基于自抗扰控制器的无刷直流电机控制系统 被引量：93
1
作者 夏长亮 李正军 +2 位作者 杨荣 祁温雅 修杰 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期82-86,共5页
自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上，通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器，性能优良并且算法简单。无刷直流电机作为一个非线性系统，采用经典PID控制难以得到满意的控制效果。为了提高控制系统... 自抗扰控制器(ADRC)是在继承经典PID不依赖于对象模型优点的基础上，通过改进经典PID固有缺陷而形成的新型控制器，性能优良并且算法简单。无刷直流电机作为一个非线性系统，采用经典PID控制难以得到满意的控制效果。为了提高控制系统的动态性能和鲁棒性，文中给出了无刷直流电机的自抗扰控制方案。该控制方案不需要精确电机参数就可以实现干扰补偿，控制器的设计也不需要建立电机的精确数学模型。自抗扰控制器利用其内部的扩张状态观测器可以估计出系统的内外扰动，据此将电机等效为由两个非线性系统构成的串联对象，然后设计两个一阶自抗扰控制器实现对电机的内外环控制，内环控制电流，外环控制转速。实验结果表明，自抗扰控制器对电机模型的不确定性和外部扰动变化具有较强的适应性和鲁棒性，控制系统具有优良的动态性能。 展开更多
关键词 无刷直流电机 控制系统 自抗扰控制器 动态性能 鲁棒性
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自抗扰控制器参数整定与优化方法研究 被引量：50
2
作者 李海生 朱学峰 《控制工程》 CSCD 2004年第5期419-423,共5页
根据自抗扰控制器(ADRC)对系统按所谓"时间尺度"来进行分类的特点,提出一种基于"时间尺度"模型识别和遗传算法的ADRC参数自整定及优化的方法。仿真表明:用简单线性模型对实际过程"时间尺度"的辨识简便易... 根据自抗扰控制器(ADRC)对系统按所谓"时间尺度"来进行分类的特点,提出一种基于"时间尺度"模型识别和遗传算法的ADRC参数自整定及优化的方法。仿真表明:用简单线性模型对实际过程"时间尺度"的辨识简便易行。加入惩罚策略的浮点遗传优化算法能高效地完成控制器众多参数的大范围寻优,摆脱了ADRC控制器参数整定和优化对经验的依赖,具有广泛的应用价值。 展开更多
关键词 adrc 自抗扰控制器 参数自整定 参数整定 控制器参数 浮点 辨识 寻优 仿真 模型识别
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根据系统时间尺度整定自抗扰控制器参数 被引量：36
3
作者 李述清 张胜修 +1 位作者 刘毅男 周帅伟 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期125-129,共5页
自抗扰控制器(ADRC)取得了优良的控制效果,但控制器参数整定比较困难.本文利用受控系统时间尺度展开ADRC参数整定问题的研究.首先,在时间尺度一般定义的基础上,根据系统单位阶跃响应,给出了二阶系统的时间尺度计算格式.然后,在被控对象... 自抗扰控制器(ADRC)取得了优良的控制效果,但控制器参数整定比较困难.本文利用受控系统时间尺度展开ADRC参数整定问题的研究.首先,在时间尺度一般定义的基础上,根据系统单位阶跃响应,给出了二阶系统的时间尺度计算格式.然后,在被控对象受扩展状态器(ESO)补偿作用所得积分器串联系统的时间尺度不变的假设下,推导了一种基于受控系统时间尺度的ADRC控制器参数整定方法.最后,仿真结果表明该方法可行,为ADRC参数整定提供了方便. 展开更多
关键词 时间尺度 自抗扰控制器 参数整定
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光电望远镜伺服系统速度环的自抗扰控制 被引量：32
4
作者 王帅 李洪文 +1 位作者 孟浩然 吴庆林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2442-2449,共8页
针对大口径光电望远镜惯量大、存在摩擦非线性的特点,设计了自抗扰控制器以改善伺服系统的速度响应特性。介绍了自抗扰控制器的工作原理和基本结构,给出了控制器参数的选择依据,并仿真分析了各个参数的作用效果。最后,在实际望远镜转台... 针对大口径光电望远镜惯量大、存在摩擦非线性的特点,设计了自抗扰控制器以改善伺服系统的速度响应特性。介绍了自抗扰控制器的工作原理和基本结构,给出了控制器参数的选择依据,并仿真分析了各个参数的作用效果。最后,在实际望远镜转台上和常规PID控制器进行了对比实验。结果表明,采用自抗扰控制器,既可以实现大速度阶跃响应快速无超调,又可以缩短低速阶跃响应时间、改善低速平稳性。在以0.005(°)/s速度运行时,系统稳定时间为1s,速度波动标准差为0.000 082(°)/s,最大值为0.000 42(°)/s,性能明显优于传统的PID控制系统。实验结果证明自抗扰控制器对摩擦、饱和等非线性因素具有抑制能力,可以提高望远镜伺服系统的调速性能。 展开更多
关键词 光电望远镜 自抗扰控制 摩擦补偿 输入饱和 低速性能 伺服控制
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惯性平台稳定回路的自抗扰控制 被引量：19
5
作者 宋金来 杨雨 +1 位作者 许可康 韩京清 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第3期391-393,共3页
提出、设计了惯性平台稳定回路的自抗扰控制,并进行了计算机仿真。结果表明,该系统具有强鲁棒性、快速性、精度高等特点。是一种应用在实际平台系统中理想的控制器。
关键词 惯性平台稳定回路 自抗扰控制 计算机仿真 数学模型 数值仿真 惯性导航系统
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改进自抗扰控制谐波式电动舵机伺服系统 被引量：27
6
作者 张明月 杨洪波 +2 位作者 章家保 丁同超 贾宏光 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期99-108,共10页
针对电动舵机系统的非线性、快时变等特点，提出了改进的自抗扰控制器以改善系统的位置跟踪性能。首先，给出电动舵机的系统模型及控制策略，分析了系统中非线性因素的影响；设计了改进自抗扰控制器，并利用现代控制理论给出了控制器参... 针对电动舵机系统的非线性、快时变等特点，提出了改进的自抗扰控制器以改善系统的位置跟踪性能。首先，给出电动舵机的系统模型及控制策略，分析了系统中非线性因素的影响；设计了改进自抗扰控制器，并利用现代控制理论给出了控制器参数的选择方法。然后，在舵机系统中进行仿真分析，验证了该控制器的可行性。最后，基于谐波式电动舵机对改进的自抗扰控制器与常规自抗扰控制器及PI控制器进行对比实验。实验结果表明：跟踪10sin（5πt）正弦信号时，改进自抗扰控制器能够消除位置平顶和速度死区，相位滞后为0．08722rad跟踪±1°-±15°角位置时，上升时间为9～18ms，超调量为0～7．25％，稳态均方差为0．00760～0．01083，性能明显优于常规自抗扰控制器和PI控制器。得到的数据显示该控制器减少了设计参数，位置跟踪超调量小，响应时间快，稳态均方差小，改善了舵机系统的动态和稳态性能。 展开更多
关键词 电动舵机 自抗扰控制器 Fal函数 摩擦模型 伺服控制
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基于AGA的ADRC及其应用研究 被引量：22
7
作者 刘丁 刘晓丽 杨延西 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1909-1911,1916,共4页
提出了自适应遗传算法(AGA)选取与优化自抗扰控制器(ADRC)参数的方法,较好地解决了其过多参数难以调节的问题。采用一阶ADRC对连续搅拌反应釜(CSTR)系统进行控制,并用简化的一阶ADRC控制平面两连杆机械手水平方向的正弦运动,仿真结果验... 提出了自适应遗传算法(AGA)选取与优化自抗扰控制器(ADRC)参数的方法,较好地解决了其过多参数难以调节的问题。采用一阶ADRC对连续搅拌反应釜(CSTR)系统进行控制,并用简化的一阶ADRC控制平面两连杆机械手水平方向的正弦运动,仿真结果验证了算法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 自抗扰控制器 自适应遗传算法 参数优化 连续搅拌反应釜 两连杆机械手
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基于改进遗传算法的自抗扰控制器参数优化 被引量：21
8
作者 康忠健 王清伟 +1 位作者 黄磊 刘宗清 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2008年第5期588-592,598,共6页
本文将一种改进的遗传算法应用到自抗扰控制器(ADRC)的参数整定中,以解决ADRC参数不易整定的问题.在ADRC参数优化过程中建立了控制器控制效果目标评价函数,在函数中综合考虑了控制器的动态性能和被控对象的输入受限条件.所设计的ADRC控... 本文将一种改进的遗传算法应用到自抗扰控制器(ADRC)的参数整定中,以解决ADRC参数不易整定的问题.在ADRC参数优化过程中建立了控制器控制效果目标评价函数,在函数中综合考虑了控制器的动态性能和被控对象的输入受限条件.所设计的ADRC控制器所需的控制能量明显小于其他方法所设计的ARDC所需控制能量.仿真结果表明,本文所提ADRC参数整定方法是有效的. 展开更多
关键词 自抗扰控制器 改进遗传算法
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基于自抗扰控制原理的全电飞机用永磁同步电机转速闭环控制 被引量：18
9
作者 崔淑梅 匡志 +2 位作者 杜博超 Ostanin Sergei Yurievich Milyaev Igor Matveevich 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第A01期107-115,共9页
采用永磁同步电机直接驱动全电飞机螺旋桨,为了抑制不稳定气流对输出转矩影响和提高螺旋桨抗扰动能力,对永磁同步电机实现基于自抗扰原理的转速闭环控制。分析不同飞行状态下螺旋桨的转速与转矩需求,建立基于自抗扰转速闭环控制模型并利... 采用永磁同步电机直接驱动全电飞机螺旋桨,为了抑制不稳定气流对输出转矩影响和提高螺旋桨抗扰动能力,对永磁同步电机实现基于自抗扰原理的转速闭环控制。分析不同飞行状态下螺旋桨的转速与转矩需求,建立基于自抗扰转速闭环控制模型并利用Dspace模拟飞行工况运行。仿真和实验验证了基于自抗扰转速闭环系统对负载变化具有抗扰能力,整个飞行工况下永磁同步电机转速响应平稳,转矩输出符合螺旋桨转矩需求。 展开更多
关键词 永磁同步电机 自抗扰控制器 转速闭环控制 全电飞机
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自抗扰控制器参数整定方法的研究 被引量：16
10
作者 吴猛 朱喜林 +2 位作者 鄂世举 孙明革 童少为 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期121-123,127,共4页
提出了自抗扰控制器算法参数整定的计算机软件仿真分析和基于参数变换的公式推导两种方法.根据自抗扰控制方程,针对算法中多个参数需要整定的问题,结合工程中控制对象实例,采用Matlab仿真软件逐一确定各参数,寻找同类对象之间的控制参... 提出了自抗扰控制器算法参数整定的计算机软件仿真分析和基于参数变换的公式推导两种方法.根据自抗扰控制方程,针对算法中多个参数需要整定的问题,结合工程中控制对象实例,采用Matlab仿真软件逐一确定各参数,寻找同类对象之间的控制参数关系,利用公式得到其他对象的控制器参数.使用Matlab仿真分析法可直观地获取参数,公式推导法则简化了同类对象的参数整定,速度快.仿真实验结果表明,这两种参数整定方法可用于常见的工业控制对象的自抗扰控制器中. 展开更多
关键词 自抗扰控制器 参数整定 MATLAB软件 参数变换
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自抗扰控制思想在动力调谐陀螺仪力平衡回路中的应用 被引量：7
11
作者 陈忻彦 黄一 +2 位作者 韩京清 杨雨 魏宗康 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2003年第6期84-89,共6页
提出了动力调谐陀螺力平衡回路的自抗扰控制方法(ADRC)。在计算机仿真的基础上搭建陀螺仪力平衡回路硬件电路,利用转台对动力调谐陀螺施加不同扰动,观察在大角度或大角速率等动态条件下ADRC控制技术对陀螺仪的控制效果。
关键词 动力调谐陀螺仪 自抗扰控制器 力平衡回路 adrc控制技术 转台 转子偏转 计算机控制系统
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基于自抗扰控制的直流微电网双向Buck-Boost变换器控制策略研究 被引量：14
12
作者 卢昕 陈众励 李辉 《发电技术》 2021年第2期193-200,共8页
为了降低直流微电网母线电压的波动,提出基于自抗扰控制的双向Buck-Boost变换器控制策略。运用直流母线电压外环、直流变换器电感电流内环的控制方法实现直流微电网与储能系统之间的能量双向流动。进一步提出基于扩张状态观测器观测输... 为了降低直流微电网母线电压的波动,提出基于自抗扰控制的双向Buck-Boost变换器控制策略。运用直流母线电压外环、直流变换器电感电流内环的控制方法实现直流微电网与储能系统之间的能量双向流动。进一步提出基于扩张状态观测器观测输出总扰动,包括负载电流和母线电压的变化,在负载扰动电流影响系统的直流母线电压最终输出前,主动从外环被控对象的输入信号电感电流或输出信号母线电压中提取扰动信息,然后尽快用控制信号将其消除,从而大大降低其对被控量的影响,以有效抑制暂态直流母线的电压波动和冲击,在母线电压产生波动时能够快速恢复到正常的工作状态。仿真验证表明:储能系统可以通过控制策略实现能量的双向传递,并且当母线产生功率波动和电流冲击时,储能系统可以使直流母线电压稳定,提高了系统的可靠性。 展开更多
关键词 直流微电网 双向Buck-Boost变换器 母线电压波动 自抗扰控制(adrc)
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自适应线性自抗扰控制器的设计 被引量：14
13
作者 奚静思 刘品宽 丁汉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1749-1757,共9页
自抗扰控制器对于抑制不确定的扰动有良好的效果,但其控制器参数较多且整定困难。为了实现自适应的线性自抗扰控制器,对线性自抗扰控制器的参数整定策略展开了研究。首先,设计了基于观测误差的线性扩张观测器参数自适应整定算法。接着,... 自抗扰控制器对于抑制不确定的扰动有良好的效果,但其控制器参数较多且整定困难。为了实现自适应的线性自抗扰控制器,对线性自抗扰控制器的参数整定策略展开了研究。首先,设计了基于观测误差的线性扩张观测器参数自适应整定算法。接着,设计了自抗扰控制器线性反馈环节的参数的自适应整定算法。最后,利用李雅普诺夫方法,证明上述自适应整定算法得到的参数可以保证扩张状态观测器的观测误差和被控系统最终输出误差都收敛至零。实验结果表明:精密气浮运动平台低速工况下,自适应线性自抗扰控制器的参数在0.8s内即可迅速完成整定计算;线性扩张观测器观测误差绝对值小于2nm;被控精密气浮运动平台的速度波动不大于5%。自适应线性自抗扰控制器实现了控制器参数在线整定,控制器的性能表现满足要求。 展开更多
关键词 自抗扰控制 自适应控制 参数整定 直线电机
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基于改进粒子群算法的四旋翼自抗扰控制器优化设计 被引量：14
14
作者 胡丹丹 张宇辰 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期1762-1766,共5页
针对四旋翼飞行器自抗扰控制器参数较多、人工整定困难且难以得到最优控制效果的问题,提出一种基于改进粒子群算法的四旋翼自抗扰控制器优化方法。在设计了四旋翼飞行器的自抗扰控制器之后,将自抗扰控制器的参数作为粒子群中的粒子进行... 针对四旋翼飞行器自抗扰控制器参数较多、人工整定困难且难以得到最优控制效果的问题,提出一种基于改进粒子群算法的四旋翼自抗扰控制器优化方法。在设计了四旋翼飞行器的自抗扰控制器之后,将自抗扰控制器的参数作为粒子群中的粒子进行迭代寻优,同时在传统的粒子群算法基础上参考遗传算法,对适应值不好的粒子进行交叉保优,以提高粒子的多样性,加快寻优速度。仿真结果表明,对比人工整定参数的控制器,优化后的控制器超调更小、调节时间更快。该方法能够解决四旋翼飞行器自抗扰控制器人工参数整定困难的问题,且优化后的控制器具有更好的控制效果。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 自抗扰控制 粒子群算法 参数优化 姿态控制
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基于神经网络的水轮机调节系统自抗扰控制 被引量：12
15
作者 王涛 杨晓萍 +2 位作者 余向阳 南海鹏 周艳 《水力发电学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期125-129,共5页
本文针对水轮机调节系统的特点,提出基于神经网络的自抗扰控制策略,并应用于水轮机调节系统的控制;文中对神经网络的训练样本、方法及其与自抗扰控制器结合的方式进行了分析和讨论,并得出了有益的结论;仿真结果表明:基于神经网络的自抗... 本文针对水轮机调节系统的特点,提出基于神经网络的自抗扰控制策略,并应用于水轮机调节系统的控制;文中对神经网络的训练样本、方法及其与自抗扰控制器结合的方式进行了分析和讨论,并得出了有益的结论;仿真结果表明:基于神经网络的自抗扰控制器对具有强非线性和不确定强扰动的水轮机调节系统有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 水轮机调节系统 自抗扰控制器 神经网络 非线性
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基于ADRC的船舶航向控制器设计与仿真研究 被引量：10
16
作者 周风余 单金明 +2 位作者 王伟 陈景帅 阮久宏 《山东大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2009年第1期57-62,76,共7页
船舶航向运动系统具有典型的非线性和不确定性,并受到自动舵执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得航向控制器的设计非常困难.针对以上问题给出了带有舵机约束的船舶运动非线性数学模型以及海浪扰动数学模型,对ADRC的原理进行了简... 船舶航向运动系统具有典型的非线性和不确定性,并受到自动舵执行能力的约束以及风、浪、流等的干扰,使得航向控制器的设计非常困难.针对以上问题给出了带有舵机约束的船舶运动非线性数学模型以及海浪扰动数学模型,对ADRC的原理进行了简要介绍,设计出了船舶航向ADRC控制器.仿真结果表明该控制器对于船舶航向运动的非线性、参数不确定性、环境不确定性以及控制对象的模型变化均有较强的鲁棒性,航向切换控制过程快速、平滑,操舵量小,可以实现高精度的航向保持控制. 展开更多
关键词 船舶非线性系统模型 航向控制器 adrc
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车载光电稳定跟踪平台自抗扰伺服系统设计 被引量：12
17
作者 李红光 韩伟 +3 位作者 宋亚民 谭名栋 郭新胜 雷海丽 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1024-1029,共6页
为了提高光电稳定跟踪平台伺服性能,针对车载光电稳定平台的扰动特点,依据自抗扰控制算法的分离特性,提出一种含有积分补偿项的自抗扰控制伺服系统,系统对指令信号安排过渡过程,即采用最速控制方案。实际摇摆测试结果表明:设计的自抗扰... 为了提高光电稳定跟踪平台伺服性能,针对车载光电稳定平台的扰动特点,依据自抗扰控制算法的分离特性,提出一种含有积分补偿项的自抗扰控制伺服系统,系统对指令信号安排过渡过程,即采用最速控制方案。实际摇摆测试结果表明:设计的自抗扰控制伺服系统既保证了车载光电稳定平台稳定误差为0.129mil(1σ),又提高了平台的自动跟踪性能,是一种可应用在稳定跟踪平台系统中的理想控制器。 展开更多
关键词 车载光电 稳定跟踪平台 自抗扰控制 伺服系统
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基于自抗扰的直接力与气动力复合控制系统设计 被引量：12
18
作者 王宇航 姚郁 毕永涛 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1544-1550,共7页
针对直接力/气动力复合控制导弹的设计问题,提出了一种基于自抗扰控制技术的自动驾驶仪设计方法。首先分析了复合控制系统的特点和控制问题,建立了三通道的复合控制模型。然后针对俯仰通道和偏航通道提出了一种三环设计方法,内环和中环... 针对直接力/气动力复合控制导弹的设计问题,提出了一种基于自抗扰控制技术的自动驾驶仪设计方法。首先分析了复合控制系统的特点和控制问题,建立了三通道的复合控制模型。然后针对俯仰通道和偏航通道提出了一种三环设计方法,内环和中环应用自抗扰控制器设计,主要考虑自抗扰控制器对对象参数变化和外部扰动的不敏感特性,外环采用PI控制器设计。最后针对滚转通道提出了一种双环设计方法,内环和外环均采用自抗扰控制器设计。仿真结果表明,所提出的控制方案对过载指令具有较好的跟踪效果,且控制器具有很强的鲁棒性,适用于直接力/气动力复合控制导弹的控制系统设计。 展开更多
关键词 直接力/气动力复合控制 自抗扰控制器 拦截导弹 自动驾驶仪
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直接力与气动力复合控制系统姿态稳定问题研究 被引量：9
19
作者 王宇航 马克茂 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期840-844,共5页
大气层内直接力与气动力复合控制导弹具有响应快速、可用过载大等优点,可以拦截高速、高机动性目标。研究制导末端轨控直接力与气动力复合系统姿态稳定问题。首先分析了复合系统的特点和控制问题,建立了控制模型。然后应用扩张状态观测... 大气层内直接力与气动力复合控制导弹具有响应快速、可用过载大等优点,可以拦截高速、高机动性目标。研究制导末端轨控直接力与气动力复合系统姿态稳定问题。首先分析了复合系统的特点和控制问题,建立了控制模型。然后应用扩张状态观测器观测对象模型内扰和外扰的实时作用量,进行反馈补偿,实现了动态线性化。最后设计了非平滑反馈控制律,从而实现了复合系统的姿态控制设计。仿真结果表明,系统具有良好的动态性能和稳态性能,控制器具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 扩张状态观测器 非平滑反馈 复合控制 自抗扰控制器 姿态稳定
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自抗扰控制器优化设计及其应用 被引量：10
20
作者 孙亮 吴根忠 《电机与控制应用》 北大核心 2010年第3期26-30,共5页
自抗扰控制器(ADRC)是针对非线性不确定系统提出的一种新型非线性控制器。在深入研究自抗扰控制技术理论的基础上,通过非线性系统的线性化和参数整合等方法设计出了优化ADRC,并给出了新的参数整定方法。MATLAB仿真表明,优化后的ADRC需... 自抗扰控制器(ADRC)是针对非线性不确定系统提出的一种新型非线性控制器。在深入研究自抗扰控制技术理论的基础上,通过非线性系统的线性化和参数整合等方法设计出了优化ADRC,并给出了新的参数整定方法。MATLAB仿真表明,优化后的ADRC需调整的参数大大减少,调节过程也得到简化,但性能并未受到影响,对被控系统的不确定性和外扰有很强的适应性和鲁棒性。 展开更多
关键词 自抗扰控制器 优化算法 交流伺服系统
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