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基于组合趋近律的VSC-HVDC滑模电流控制设计和稳定性分析

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高电压技术 2019年第11期45卷 3603-3611页

作者：赵书强邵冰冰高本锋李忍裴继坤华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室

针对柔性直流(VSC-HVDC)输电系统的稳定性问题,分析了矢量控制对VSC-HVDC系统稳定性的影响。针对存在的不稳定性现象,在基于趋近律的滑模电流控制(SMCC)下对VSC-HVDC的内环矢量电流控制进行了设计。同时针对基于指数趋近律的SMCC存在稳... 详细信息

针对柔性直流(VSC-HVDC)输电系统的稳定性问题,分析了矢量控制对VSC-HVDC系统稳定性的影响。针对存在的不稳定性现象,在基于趋近律的滑模电流控制(SMCC)下对VSC-HVDC的内环矢量电流控制进行了设计。同时针对基于指数趋近律的SMCC存在稳态抖振较大的不足,提出了一种适用于VSC-HVDC的基于组合趋近律的SMCC策略,分析了该策略对系统小干扰稳定性的影响。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了VSC-HVDC的仿真模型,对设计的基于组合趋近律的SMCC策略进行仿真验证。结果表明:设计的基于组合趋近律的SMCC相比于基于指数趋近律的SMCC减小了稳态时的抖振,同时SMCC对系统小干扰稳定性的影响可等效为一个内环比例系数随时间变化的比例环节,可消除传统矢量控制内环积分系数较小引起系统不稳定振荡的现象。

关键词：柔性直流输电系统稳定性组合趋近律矢量控制滑模电流控制

组合趋近律滑模控制算法在APF中的应用研究

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煤矿机电 2012年第4期33卷 44-47页

作者：孙永军韩国庆周茜开滦集团唐山矿业分公司河北唐山063000 辽宁工程技术大学电气与控制工程学院辽宁葫芦岛125105

有源电力滤波器(APF)被公认为是治理电网谐波最有效的手段,但存在固有的抖振问题。针对实际APF系统对控制性能的要求,提出基于组合趋近律的离散滑模控制算法,在滑模运动前期采用指数趋近律,在滑模运动后期采用变速趋近律,以削弱系统的抖... 详细信息

有源电力滤波器(APF)被公认为是治理电网谐波最有效的手段,但存在固有的抖振问题。针对实际APF系统对控制性能的要求,提出基于组合趋近律的离散滑模控制算法,在滑模运动前期采用指数趋近律,在滑模运动后期采用变速趋近律,以削弱系统的抖振,提高系统稳态性能,实现更好的信号跟踪效果。

关键词：组合趋近律离散滑模控制有源电力滤波器

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基于组合趋近律的模糊滑模控制

郑州轻工业学院学报（自然科学版） 2009年第5期24卷 102-105页

作者：李院平郭西进王可安中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008 枣庄学院物理与电子工程系山东枣庄277160 枣庄学院科技处山东枣庄277160

针对组合趋近律下滑模控制器的输出高频振荡问题,提出了一种基于组合趋近律的模糊滑模控制方案.该方案采用模糊控制器实现指数趋近率参数ξ的自适应调整,利用组合趋近律建立滑模控制器的控制律.仿真结果表明,此方案对于提高系统的稳态... 详细信息

针对组合趋近律下滑模控制器的输出高频振荡问题,提出了一种基于组合趋近律的模糊滑模控制方案.该方案采用模糊控制器实现指数趋近率参数ξ的自适应调整,利用组合趋近律建立滑模控制器的控制律.仿真结果表明,此方案对于提高系统的稳态性能、削弱控制器的输出抖振有良好的效果.

关键词：组合趋近律模糊控制滑模控制抖振液位系统

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一种组合趋近律的离散时间滑模控制

一种组合趋近律的离散时间滑模控制

2019中国自动化大会(CAC2019)

作者：魏佳琪贾超董恩增天津理工大学电气电子工程学院天津理工大学天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室

针对离散时间系统变结构控制,本文提出一种基于指数趋近律和变速趋近律的组合控制方法。该方法结合两种趋近律的优点,在提高系统到达滑模面速度的同时使系统运动最终能稳定于原点;此外,引入反正切函数作为两种趋近律的转换方式,避免了... 详细信息

针对离散时间系统变结构控制,本文提出一种基于指数趋近律和变速趋近律的组合控制方法。该方法结合两种趋近律的优点,在提高系统到达滑模面速度的同时使系统运动最终能稳定于原点;此外,引入反正切函数作为两种趋近律的转换方式,避免了切换转折点的选取和趋近律转换时对系统稳定性造成影响。所提出方法提高了系统的动态品质,增强系统鲁棒性。仿真结果表明了方法的有效性。

关键词：离散时间系统滑模控制组合趋近律

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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PMSM的改进滑模观测器无传感器控制

机械设计与制造 2022年第1期371卷 189-192,197页

作者：王保国李建贵武汉理工大学机电工程学院湖北武汉430070

针对使用传统滑模观测器的永磁同步电机的无传感器控制中存在的系统抖振问题,提出了一种基于指数趋近律与变速趋近律的组合趋近律算法,用于替代传统观测器,并使用连续的饱和函数取代了开关符号函数,该算法减小了传统的基于指数趋近律控... 详细信息

针对使用传统滑模观测器的永磁同步电机的无传感器控制中存在的系统抖振问题,提出了一种基于指数趋近律与变速趋近律的组合趋近律算法,用于替代传统观测器,并使用连续的饱和函数取代了开关符号函数,该算法减小了传统的基于指数趋近律控制算法在稳态时抖振过大以及稳定时间过长的问题,并运用Lyapunov稳定性理论验证了该控制系统的稳定性;在MATLAB/Simulink中搭建了基于改进滑模观测器的PMSM无传感器控制的仿真模型,对系统进行了分析,验证了所提方法的可行性。

关键词：永磁同步电机组合趋近律无传感器滑模观测器

氢燃料电池高速PMSM无速度传感器控制研究

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氢燃料电池高速PMSM无速度传感器控制研究

作者：李豪湖北汽车工业学院

学位级别：硕士

针对高速永磁同步电机容易出现负载扰动和本体参数摄动的问题,提出一种非奇异快速终端滑模控制策略和无模型滑模容错无速度传感器控制策略,来解决车用高速电机控制系统抗负载扰动、鲁棒性以及容错性差的问题。首先,介绍了燃料电池的应... 详细信息

针对高速永磁同步电机容易出现负载扰动和本体参数摄动的问题,提出一种非奇异快速终端滑模控制策略和无模型滑模容错无速度传感器控制策略,来解决车用高速电机控制系统抗负载扰动、鲁棒性以及容错性差的问题。首先,介绍了燃料电池的应用背景与研究意义、PMSM控制相关技术的研究现状及发展趋势、主要研究内容。其次,针对永磁同步电机目前采用的传统滑模、卡尔曼滤波算法进行分析,并依靠MATLAB搭建仿真模型分析各控制策略的特点。再次,针对传统高速永磁同步电机采用PI控制存在超调以及抗负载扰动能力差的问题,提出一种非奇异快速终端滑模控制策略;首先搭建PMSM数学模型,然后设计了一种组合趋近律算法,解决传统指数趋近律收敛速度慢和抖振大的问题,借助PMSM模型以及非奇异快速终端滑模面设计速度环控制器,同时采用部分组合趋近律重新设计观测器,并在恒转速、变速和带载工况下进行仿真测试,仿真表明本方法能够提高电机控制系统抗负载扰动能力以及改善超调的问题。再次,针对高速永磁同步电机参数摄动引起转速波动大的问题,研究了一种基于转速环模型的无模型滑模容错控制器替代经典PI控制器;首先基于电机模型建立无模型滑模容错控制器,其次设计扩张滑模扰动观测器补偿控制器中的扰动部分,再者利用高阶平方根改进容积卡尔曼滤波算法,然后构建无速度观测器代替传统滑模观测器,提高系统的控制精度;同时避免高速电机在复杂环境中传感器损坏的问题,并改变电机模型的参数来模拟参数摄动的工况,仿真表明本方法能够提高电机控制系统参数摄动的鲁棒性和容错性。最后,为验证PMSM非奇异快速终端滑模控制策略的性能,借助PSIM软件和DSP28335搭建实物电机测试平台;将非奇异快速终端滑模控制与传统滑模控制策略在恒转速带载条件下进行对比分析,非奇异快速终端滑模控制策略可以表明抗扰能力强、转子位置观测值与实际值偏差小、转速波动范围小等特点。

关键词：组合趋近律非奇异快速终端滑模面无速度传感器高阶平方根改进容积卡尔曼

基于滑模观测器的永磁同步电机转速估计与电流环控制

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基于滑模观测器的永磁同步电机转速估计与电流环控制

作者：陈文凯长沙理工大学

学位级别：硕士

由于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor)具有在恒定输出功率范围内具有调节范围更广的优点,因此被广泛应用于电动汽车驱动系统,但由于电动汽车驱动控制系统的实验环境恶劣,在轴上添加传感器不但提高硬件成本,同时也大大... 详细信息

由于永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor)具有在恒定输出功率范围内具有调节范围更广的优点,因此被广泛应用于电动汽车驱动系统,但由于电动汽车驱动控制系统的实验环境恶劣,在轴上添加传感器不但提高硬件成本,同时也大大降低控制系统的安全性。为解决上述问题,无传感器控制已成为驱动电机控制的热点。本文主要在仿真程序的调试、硬件在环HIL、SC-PI控制器和滑模观测器算法等方面进行研究,具体内容如下:建立永磁同步电机滑模观测器仿真模型,并根据滑模控制理论,分析了基于sign函数的滑模器在两相静止坐标系下的数学模型,针对基于传统sign滑模观测器的永磁同步电机无传感器控制中存在系统抖振、响应时间长等问题,提出了一种基于指数趋近律与反正弦饱和函数趋近律的组合趋近律算法,用于改善滑模观测器。选取合适的正实数,利用定子电流和观测值的误差与该正实数比较判断系统处于滑模运动的位置,在滑模运动前期采用指数趋近律,以改善响应时间长的问题;在滑模运动后期和稳态采用反正弦饱和函数趋近律,以改善系统抖振的问题。在永磁同步电机矢量控制中,针对传统PI电流环控制器参数整定十分依赖电机参数等问题,进而提出SC-PI电流控制器。SC-PI控制器将kp、ki通过趋近因子耦合在一起,从而简化调参过程。最终仿真表明,SC-PI控制器的转矩响应速度更高,三相电流谐波较小,控制精度更高,鲁棒性更好。最后在硬件在环HIL平台上搭建上述两种算法模型,实验数据表明,基于指数趋近律与反正弦型饱和函数的滑模观测器能够有效抑制抖振,观测精度也得到提高;SC-PI电流环控制器能够有效的解决PI电流环控制器参数整定问题,SC-PI电流环控制器使得电机控制精度更高,鲁棒性能更好。

关键词：永磁同步电机滑模观测器组合趋近律 SC-PI控制器 HIL硬件在环平台

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超磁致伸缩构件精密加工异形孔滑模控制

浙江大学学报（工学版） 2012年第8期46卷 1412-1418页

作者：张雷邬义杰王彬刘孝亮浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室现代制造工程研究所浙江杭州310027

采用一组合趋近律的离散滑模控制方法,用于超磁致伸缩构件精密加工异形孔的高精度、实时微位移控制.该方法通过超磁致伸缩构件驱动模型与异形孔精密加工动力学分析,建立系统的状态方程,并通过微位移实时反馈解决切削干扰力不可测的问题... 详细信息

采用一组合趋近律的离散滑模控制方法,用于超磁致伸缩构件精密加工异形孔的高精度、实时微位移控制.该方法通过超磁致伸缩构件驱动模型与异形孔精密加工动力学分析,建立系统的状态方程,并通过微位移实时反馈解决切削干扰力不可测的问题.经微位移控制仿真和实验表明:超磁致伸缩材料(GMM)构件精密加工异形孔的微位移仿真误差在±0.8%以内,并具备快速趋近滑模面和抑制抖振的特点;微位移跟踪实验误差在±5%以内.

关键词：超磁致伸缩构件异形孔精密加工组合趋近律滑模控制

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基于组合趋近律的离散系统的滑模变结构控制

科技信息 2011年第4期 123-123,124页

作者：袁安有兰州交通大学自动化与电气工程学院

针对指数趋近律的离散形式自身的缺点,即存在切换带为带状。当系统在切换带中运动时,最后不能趋近于原点,而是趋近于原点附近的一个抖振。而且抖振可能激励系统中存在的为建模高频成分,并可能增加控制器的负担等问题。本文利用组合趋近... 详细信息

针对指数趋近律的离散形式自身的缺点,即存在切换带为带状。当系统在切换带中运动时,最后不能趋近于原点,而是趋近于原点附近的一个抖振。而且抖振可能激励系统中存在的为建模高频成分,并可能增加控制器的负担等问题。本文利用组合趋近律来控制离散系统,使得系统具有良好的品质。仿真结果表明,该趋近律控制方法对系统的参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性,系统的动态、静态品质得到了改善。

关键词：指数趋近律组合趋近律抖振