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基于分数阶滑模控制技术的永磁同步电机控制 被引量:73
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作者 张碧陶 皮佑国 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1193-1197,共5页
针对传统整数阶滑模控制系统中存在的抖震问题,本文提出了分数阶滑模控制策略并应用到永磁同步电机的速度控制.传统滑模控制器中的开关函数由作用在切换流型或其整数阶导数面推广到其分数阶导数面,利用分数阶系统的特性,缓慢地传递系统... 针对传统整数阶滑模控制系统中存在的抖震问题,本文提出了分数阶滑模控制策略并应用到永磁同步电机的速度控制.传统滑模控制器中的开关函数由作用在切换流型或其整数阶导数面推广到其分数阶导数面,利用分数阶系统的特性,缓慢地传递系统的能量,有效地削减抖震.本文采用模糊逻辑推理算法,实现软开关切换增益的自整定.仿真和实验证明,本文提出的分数阶滑模控制系统不但能有效地削减抖震,而且能保持滑模控制器对系统参数变化和外部扰动的鲁棒性. 展开更多
关键词 分数阶 滑模控制 模糊逻辑推理 抖震
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一种多幂次滑模趋近律设计与分析 被引量:68
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作者 张瑶 马广富 +1 位作者 郭延宁 曾添一 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期466-472,共7页
针对传统滑模趋近律使系统存在抖振现象、收敛速度较慢及动态响应不平滑等问题,提出一种多幂次滑模趋近律.该趋近律通过三个幂次项系数在系统趋近过程不同阶段进行针对性地调节,使系统动态响应过程的收敛速度大幅度提高,且无抖振现象.... 针对传统滑模趋近律使系统存在抖振现象、收敛速度较慢及动态响应不平滑等问题,提出一种多幂次滑模趋近律.该趋近律通过三个幂次项系数在系统趋近过程不同阶段进行针对性地调节,使系统动态响应过程的收敛速度大幅度提高,且无抖振现象.理论验证了其存在性、可达性及稳定性,并详细推导了趋近速率及干扰稳定界.以航天器姿态机动控制系统为例,对比仿真结果表明该趋近律下,系统的动态过程有较大改善并消除了抖振,且在存在模型不确定性及外加干扰作用下,系统仍可较快地收敛到平衡点附近的邻域内. 展开更多
关键词 多幂次趋近律 滑模控制 趋近速率 干扰稳定界
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基于相邻交叉耦合的多感应电机滑模同步控制 被引量:50
3
作者 曹玲芝 李春文 +2 位作者 牛超 赵德宗 魏尚北 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期586-592,共7页
高精确度多感应电机同步控制是现代制造业和传动系统最关键的问题之一。感应电机是一个多变量、非线性对象,而现有的多电机同步控制策略多采用简化的一阶感应电机模型,难以满足高精确度的同步控制要求。基于转子磁场定向下的感应电机数... 高精确度多感应电机同步控制是现代制造业和传动系统最关键的问题之一。感应电机是一个多变量、非线性对象,而现有的多电机同步控制策略多采用简化的一阶感应电机模型,难以满足高精确度的同步控制要求。基于转子磁场定向下的感应电机数学模型,采用相邻交叉耦合控制结构,利用滑模变结构控制方法设计了一种结构简单的多感应电机同步控制策略,并采用一种简单的方法消除抖振现象。与相邻交叉PID控制策略进行的对比仿真表明,该控制策略具有较高的同步精确度和较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 感应电机 多感应电机 相邻交叉耦合控制 同步控制 滑模控制 鲁棒性
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大型风电机组模糊滑模鲁棒控制器设计与仿真 被引量:43
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作者 孔屹刚 王志新 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第14期136-141,共6页
目前大型风力发电机组(功率在1 MW以上)普遍采用变速-变桨距控制机构,其主要目的是提高风机的响应速度,同时获得最大功率。但是由于风速和风向是时刻变化的,所以风机发出的功率也是时刻变化的。另外,由于一些不确定因素的存在,整个风能... 目前大型风力发电机组(功率在1 MW以上)普遍采用变速-变桨距控制机构,其主要目的是提高风机的响应速度,同时获得最大功率。但是由于风速和风向是时刻变化的,所以风机发出的功率也是时刻变化的。另外,由于一些不确定因素的存在,整个风能转换系统具有很强的非线性。模糊控制无需精确的数学模型,滑模控制能提高系统的鲁棒性和稳定性。该文设计了一种基于模糊滑模控制理论的控制器,同时使用仿真软件建立了1.5 MW变速-变桨距风机仿真模型。仿真结果表明,模糊滑模控制器可使风机系统减小静态误差,弥补非线性带来的影响,且具有很好的鲁棒性。 展开更多
关键词 风机 变速-变桨距机构 模糊控制 滑模控制 仿真
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一种无速度传感器感应电机鲁棒滑模控制策略 被引量:34
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作者 赵德宗 张承进 郝兰英 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第22期122-127,共6页
设计了一种在同步旋转坐标系下的无速度传感器感应电机滑模速度和磁通控制方案,并设计了一种收敛速率可调的闭环滑模磁通观测器。Lyapunov稳定性理论推导和仿真结果均证明了该控制策略和磁通观测器对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒... 设计了一种在同步旋转坐标系下的无速度传感器感应电机滑模速度和磁通控制方案,并设计了一种收敛速率可调的闭环滑模磁通观测器。Lyapunov稳定性理论推导和仿真结果均证明了该控制策略和磁通观测器对参数摄动和不确定因素有很强的鲁棒性。为了削弱变结构控制中的抖振现象,采用饱和函数来代替符号函数。在转速观测器中加入在线估计负载转矩环节,使得转速观测器对负载转矩变化具有良好的鲁棒性。在电机参数和负载发生剧烈变化的情况下,分别利用该控制策略和精确反馈线性化控制方法进行了对比仿真。仿真结果验证了该控制策略与观测器的有效性。 展开更多
关键词 感应电机 速度控制 磁通控制 滑模控制 速度观测器 鲁棒性
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考虑自动驾驶仪动特性的终端角度约束滑模导引律 被引量:43
6
作者 孙胜 张华明 周荻 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期69-78,共10页
探讨了拦截机动目标情况下的攻击角度约束导引律设计问题。首先假设自动驾驶仪为理想环节,推导了一种滑模导引律,证明了该导引律的有限时间收敛特性。然后通过非线性反步设计法把上述导引律推广到考虑导弹自动驾驶仪动态延迟的情形上,... 探讨了拦截机动目标情况下的攻击角度约束导引律设计问题。首先假设自动驾驶仪为理想环节,推导了一种滑模导引律,证明了该导引律的有限时间收敛特性。然后通过非线性反步设计法把上述导引律推广到考虑导弹自动驾驶仪动态延迟的情形上,仿真结果表明,导弹自动驾驶仪为实际跟踪环节,目标做大机动逃逸时该制导方法仍具有良好的制导性能。 展开更多
关键词 导引律 攻击角度 自动驾驶仪 滑动模态控制 反步控制
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无速度传感器永磁同步电机的SVM-DTC控制 被引量:29
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作者 李君 李毓洲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期28-34,共7页
为改善常规基于常值切换的滑模转速观测器的低速性能,提出采用修正的指数趋近滑模和扩展卡尔曼滤波结合的方式进行速度估计。针对直接转矩控制低速时转矩脉动大的问题,采用基于模糊网络与PI控制结合的转矩角调节器来改进控制效果。仿真... 为改善常规基于常值切换的滑模转速观测器的低速性能,提出采用修正的指数趋近滑模和扩展卡尔曼滤波结合的方式进行速度估计。针对直接转矩控制低速时转矩脉动大的问题,采用基于模糊网络与PI控制结合的转矩角调节器来改进控制效果。仿真结果表明提出的速度估计器较常规滑模观测器的动态响应快,速度估计更为准确。改进的SVM-DTC方案的转矩角计算合理,转矩响应脉动减少,性能优于常规恒定PI系数的SVM-DTC。 展开更多
关键词 直接转矩控制 空间矢量调制 模糊神经网络 滑模控制 扩展卡尔曼滤波
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基于神经网络的PMSM自适应滑模控制 被引量:26
8
作者 李鸿儒 顾树生 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期461-464,共4页
结合滑模控制和神经网络各自的优点,对永磁同步电机(PMSM)提出了一种基于神经网络的PMSM自适应滑模控制方案.首先设计了带积分操作的滑模变结构位置控制器,通过递归神经网络的在线学习来实时估计系统参数变化和外部负载扰动等不确定性... 结合滑模控制和神经网络各自的优点,对永磁同步电机(PMSM)提出了一种基于神经网络的PMSM自适应滑模控制方案.首先设计了带积分操作的滑模变结构位置控制器,通过递归神经网络的在线学习来实时估计系统参数变化和外部负载扰动等不确定性的界限,减小滑模控制器的控制量.进而,在滑模控制器中又引入饱和函数取代符号函数,进一步减弱"抖振"现象.理论分析和实验仿真对比研究的结果表明所提出方法具有优越的动态性能和鲁棒性. 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模变结构控制 神经网络 抖振
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滑模变结构有限时间收敛制导律 被引量:30
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作者 张运喜 孙明玮 陈增强 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期1413-1418,共6页
针对末端有入射角度约束的制导系统,基于滑模变结构控制思想设计了一种有限时间收敛的滑模制导律,使制导系统的视线角速率快速收敛到零,并令弹道倾角收敛到期望的入射角度.通过非线性控制系统的有限时间稳定性理论对该制导律进行了分析... 针对末端有入射角度约束的制导系统,基于滑模变结构控制思想设计了一种有限时间收敛的滑模制导律,使制导系统的视线角速率快速收敛到零,并令弹道倾角收敛到期望的入射角度.通过非线性控制系统的有限时间稳定性理论对该制导律进行了分析,给出了制导系统有限收敛时间的数学形式,证明了制导系统的有限时间收敛性.最后通过仿真进一步验证了该制导方法的有效性和鲁棒性. 展开更多
关键词 导弹制导 滑模控制 制导律 入射角约束 有限时间收敛
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永磁同步电机无位置传感器双滑模鲁棒控制 被引量:25
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作者 张细政 王耀南 杨民生 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期696-700,共5页
基于表面式永磁同步电机在二相坐标下的数学模型,采用滑模变结构方法设计了由滑模控制器和扩展滑模观测器组成的鲁棒控制系统。针对电机参数摄动和负载扰动对驱动性能的影响,以转速误差为参量建立滑模面,构造滑模速度控制器以取代目前... 基于表面式永磁同步电机在二相坐标下的数学模型,采用滑模变结构方法设计了由滑模控制器和扩展滑模观测器组成的鲁棒控制系统。针对电机参数摄动和负载扰动对驱动性能的影响,以转速误差为参量建立滑模面,构造滑模速度控制器以取代目前在大多数控制方案中使用的PI控制器,利用Lyapunov理论推导出自适应速度控制律,得出速度控制的参考电流和参考电压表达式。由扩展滑模观测器估算转子速度和位置,分析得到观测器的收敛条件及自适应率,证明了其稳定性。理论分析表明该方案的控制器和观测器性能不依赖于电机参数和负载干扰,具有较强的鲁棒性。仿真结果验证了控制方案的有效性与正确性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无传感器控制 滑模控制 滑模观测器 鲁棒性
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列车空气制动防滑控制及其仿真 被引量:22
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作者 陈哲明 曾京 罗仁 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期25-31,共7页
列车在制动过程中,如果轮轨间滑移率超过了最佳滑移率,车轮就会打滑甚至空转,损伤车轮和轨道。为避免这种现象的产生,建立了制动气缸压力的非线性模型,利用干扰观测器对黏着系数进行估计,运用递归最小二乘法预测切向力系数与滑移率关系... 列车在制动过程中,如果轮轨间滑移率超过了最佳滑移率,车轮就会打滑甚至空转,损伤车轮和轨道。为避免这种现象的产生,建立了制动气缸压力的非线性模型,利用干扰观测器对黏着系数进行估计,运用递归最小二乘法预测切向力系数与滑移率关系曲线的斜率,采用滑模变结构与逻辑门限值相结合的控制方法对系统进行控制。仿真结果表明,这种方法能够有效地使车轮圆周方向的切向力保持在最大值附近,使滑移率保持在最佳值附近,防止因车轮打滑而损伤轮轨,达到了期望的控制效果。 展开更多
关键词 车辆工程 制动 防滑 递归最小二乘法 滑模控制 逻辑门限值控制
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飞翼布局无人机分数阶积分滑模姿态控制 被引量:23
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作者 谭健 周洲 +1 位作者 祝小平 张乐 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期607-614,共8页
针对存在复合干扰的飞翼布局无人机(UAV)姿态控制问题,提出了一种基于分数阶积分滑模与双幂次趋近律的姿态跟踪控制方案.结合分数阶微积分及滑模变结构控制理论,设计了分数阶积分滑模面.为解决传统趋近律收敛时间长和抖振严重等不足,提... 针对存在复合干扰的飞翼布局无人机(UAV)姿态控制问题,提出了一种基于分数阶积分滑模与双幂次趋近律的姿态跟踪控制方案.结合分数阶微积分及滑模变结构控制理论,设计了分数阶积分滑模面.为解决传统趋近律收敛时间长和抖振严重等不足,提出一种具有二阶滑模特性且有限时间收敛的双幂次趋近律.在名义控制律的基础上,设计super twisting滑模干扰观测器,实现对复合干扰的估计和补偿,增强内外环控制器应对复合干扰的鲁棒性.为充分利用冗余操纵面与解决非线性舵效问题,在飞行控制系统中引入了非线性控制分配环节.仿真结果验证了所提方案的有效性. 展开更多
关键词 无人机 分数阶积分 滑模控制 双幂次趋近律 干扰观测器 控制分配
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不平衡电网电压下基于滑模变结构控制的双馈风电系统网侧变流器控制策略 被引量:21
13
作者 张迪 魏艳君 +3 位作者 马利轩 张金龙 丁浩 漆汉宏 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期266-275,共10页
在两相静止坐标系(αβ)下,提出了一种基于滑模变结构的双馈风电系统网侧变流器控制策略,该控制策略采用双环结构,内环为功率环,采用基于滑模变结构的直接功率控制方法,控制结构简单,动态性能良好;外环采用滑模变结构控制来稳定直流电压... 在两相静止坐标系(αβ)下,提出了一种基于滑模变结构的双馈风电系统网侧变流器控制策略,该控制策略采用双环结构,内环为功率环,采用基于滑模变结构的直接功率控制方法,控制结构简单,动态性能良好;外环采用滑模变结构控制来稳定直流电压,动态响应快、鲁棒性强;通过分析不平衡电网电压下网侧变流器的数学模型,证明了本控制策略无需改变系统控制结构,仅需改变功率给定量即可实现网侧变换器不平衡电网电压下的各种控制目标。仿真和实验均表明基于滑模变结构的双环控制策略可在电网电压不平衡条件下实现双馈风电系统网侧变流器的有效控制,并可兼顾系统的稳态和动态性能指标。 展开更多
关键词 双馈风力发电机 网侧变换器 滑模变结构控制 直接功率控制 不平衡电网电压
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欠驱动无人艇轨迹跟踪的滑模控制方法 被引量:21
14
作者 廖煜雷 庄佳园 +1 位作者 李晔 庞永杰 《应用科学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期428-434,共7页
讨论欠驱动无人水面艇的轨迹规划和跟踪控制问题,并考虑动力学模型不确定性和环境干扰力的影响.对于给定二维惯性平面内的光滑期望轨迹,规划方法将获得船体坐标系下的参考跟踪速度和加速度.然后基于滑模控制方法提出一种轨迹跟踪控制律... 讨论欠驱动无人水面艇的轨迹规划和跟踪控制问题,并考虑动力学模型不确定性和环境干扰力的影响.对于给定二维惯性平面内的光滑期望轨迹,规划方法将获得船体坐标系下的参考跟踪速度和加速度.然后基于滑模控制方法提出一种轨迹跟踪控制律.通过理论分析可得,该控制律不但能保证无人艇轨迹跟踪的渐进稳定性,而且保证艏摇运动是有界输入有界输出稳定的.进行数值仿真,无人艇均实现了对封闭或开放轨迹的跟踪以及定位控制,验证了所提方法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 欠驱动 无人艇 轨迹跟踪 滑模控制
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Pendubot的一种分层滑模控制方法 被引量:19
15
作者 王伟 易建强 +1 位作者 赵冬斌 刘殿通 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期417-422,共6页
针对Pendubot这类二阶欠驱动系统提出了一种分层滑模控制方法.该方法将系统状态分成两个子系统,分别构造滑动平面,采用Lyapunov方法求取总控制量,该控制量可以实现Pendubot的摆起控制,当系统接近平衡位置附近时,双层滑模控制器退化成单... 针对Pendubot这类二阶欠驱动系统提出了一种分层滑模控制方法.该方法将系统状态分成两个子系统,分别构造滑动平面,采用Lyapunov方法求取总控制量,该控制量可以实现Pendubot的摆起控制,当系统接近平衡位置附近时,双层滑模控制器退化成单层控制器,这样又保证了Pendubot能够稳定在最终的平衡位置上.从理论上证明了各层滑动平面的渐近稳定性,并且通过仿真实验验证了该方法的有效性以及该控制器对各类扰动的自适应性. 展开更多
关键词 PENDUBOT 分层 滑模控制 欠驱动系统
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基于无源性永磁同步电机模糊滑模控制系统研究 被引量:17
16
作者 沈艳霞 纪志成 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第17期4012-4016,共5页
结合无源性控制和滑模控制两种非线性控制方法,并引入交流伺服系统,提出永磁同步电机(PMSM)的无源性滑模控制方法。文中分析了PMSM的无源性,并由此推导出矢量控制算法,采用滑模控制方法,设计了滑模速度控制器,从PMSM能量无源性的角度对... 结合无源性控制和滑模控制两种非线性控制方法,并引入交流伺服系统,提出永磁同步电机(PMSM)的无源性滑模控制方法。文中分析了PMSM的无源性,并由此推导出矢量控制算法,采用滑模控制方法,设计了滑模速度控制器,从PMSM能量无源性的角度对控制器稳定性进行了证明,控制器参数由Lyapunov函数稳定性理论给出。针对滑模切换函数的高频"抖动"现象,采用模糊控制方法,设计了模糊切换函数,削弱了滑模切换函数的"抖动"。Simulink仿真和dSPACE实验结果表明:控制系统能够稳定运行,具有良好的动、静态性能和抗扰动能力。 展开更多
关键词 永磁同步电机 矢量控制 无源性控制 滑模控制
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基于滑模观测器的PMSM无速度传感器研究 被引量:17
17
作者 王正 王一平 《微电机》 北大核心 2012年第5期52-54,共3页
为解决传统机械传感器应用存在的诸多缺陷,针对永磁同步电机矢量控制系统,采用一种滑模观测器的无速度控制方法。该方法是通过测量永磁同步电机定子侧电流和端电压来计算出转子的实际位置,系统成本低、可靠性较高。根据滑模观测器原理,... 为解决传统机械传感器应用存在的诸多缺陷,针对永磁同步电机矢量控制系统,采用一种滑模观测器的无速度控制方法。该方法是通过测量永磁同步电机定子侧电流和端电压来计算出转子的实际位置,系统成本低、可靠性较高。根据滑模观测器原理,建立了基于滑模观测器的PMSM无速度传感器控制的系统模型。同时利用Matlab仿真工具建立无位置传感器的永磁同步电机仿真平台,仿真结果验证了滑模观测器法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 速度辨识 滑模观测器 矢量控制 无位置传感器控制
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模糊滑模变结构控制设计 被引量:10
18
作者 刘启明 《复旦学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第5期952-955,共4页
为了削弱滑模控制的颤振现象,提出了模糊趋近律的方法,即利用模糊控制器实时调整滑模控制的趋近律参数.该方法既保证了控制系统的快速性和鲁棒性,又能够有效地削弱颤振.另外,控制系统设计简单,便于工程应用.最后,以实例进行了仿真研究,... 为了削弱滑模控制的颤振现象,提出了模糊趋近律的方法,即利用模糊控制器实时调整滑模控制的趋近律参数.该方法既保证了控制系统的快速性和鲁棒性,又能够有效地削弱颤振.另外,控制系统设计简单,便于工程应用.最后,以实例进行了仿真研究,仿真结果证明了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 滑模控制 滑模变结构控制 趋近律 实时 仿真结果 模糊控制器 鲁棒性 颤振 快速性 仿真研究
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PMSM无传感器控制的新型滑模观测器设计 被引量:17
19
作者 高仁璟 李希伟 《电机与控制应用》 北大核心 2014年第11期7-13,共7页
据永磁同步电机的数学模型及滑模变结构控制理论,设计了新的滑模观测器用于估算电机的转子位置和速度,实现永磁同步电机无传感器控制。在传统滑模观测器基础上进行了三次改进,采用饱和函数代替开关函数,将饱和函数进行反正切函数优化,... 据永磁同步电机的数学模型及滑模变结构控制理论,设计了新的滑模观测器用于估算电机的转子位置和速度,实现永磁同步电机无传感器控制。在传统滑模观测器基础上进行了三次改进,采用饱和函数代替开关函数,将饱和函数进行反正切函数优化,并引入截止频率可变的低通滤波器。设计了一种应用滑模变结构理论与常规PID控制的混合控制方法,削弱了抖振问题,提高了转子位置和速度估算精度,实现了永磁同步电机的精确控制。仿真结果验证了其可行性和有效性。 展开更多
关键词 无传感器 滑模观测器 永磁同步电机 反正切函数 矢量控制 PID控制
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小型无人直升机姿态非线性鲁棒控制设计 被引量:17
20
作者 鲜斌 古训 +2 位作者 刘祥 王福 刘世博 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期409-416,共8页
本文针对小型无人直升机的姿态控制问题,通过系统参数辨识,获得了较为准确的无人直升机姿态动力学模型.并根据无人直升机的动态特性,设计了基于神经网络前馈与滑模控制的非线性鲁棒姿态控制律,该控制律对直升机模型的先验知识要求较低.... 本文针对小型无人直升机的姿态控制问题,通过系统参数辨识,获得了较为准确的无人直升机姿态动力学模型.并根据无人直升机的动态特性,设计了基于神经网络前馈与滑模控制的非线性鲁棒姿态控制律,该控制律对直升机模型的先验知识要求较低.利用基于Lyapunov的分析方法证明,设计的控制律能够实现对无人直升机姿态角的半全局指数收敛镇定控制,并能确保闭环系统的稳定性.基于姿态飞行控制实验平台的实时飞行控制实验结果表明,提出的控制设计取得了很好的姿态控制效果,并对系统不确定性和外界风扰动具有较好的鲁棒性. 展开更多
关键词 无人直升机 参数辨识 神经网络 滑模控制
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