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基于有限时间观测器的两级式储能变流器改进滑模自抗扰控制

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电工技术学报 2025年第1期40卷 178-189页

作者：黄红杰皇金锋周杰陕西理工大学电气工程学院汉中723001

针对传统控制策略下两级式储能变流器功率变化时的暂态性能差和直流母线电压波动大的问题,该文设计了一种基于有限时间观测器的滑模自抗扰控制(ADRC)策略,并将该控制策略应用于变流器的功率控制和双向DC-DC变换器的直流母线电压控制中... 详细信息

针对传统控制策略下两级式储能变流器功率变化时的暂态性能差和直流母线电压波动大的问题,该文设计了一种基于有限时间观测器的滑模自抗扰控制(ADRC)策略,并将该控制策略应用于变流器的功率控制和双向DC-DC变换器的直流母线电压控制中以提高系统的暂态性能。首先,该控制策略以自抗扰控制(ADRC)为基础,将变流器之间的耦合部分归入集总扰动中,通过有限时间观测器快速、精准地估计扰动,并将扰动估计值通过前馈补偿以提高控制器的解耦能力;其次,采用基于改进的变速趋近律和积分滑模设计反馈控制律以提高误差的收敛速度和抗扰性能;再次,根据Lyapunov理论证明了该文控制的稳定性和有限时间收敛性;最后,进行了仿真及实验验证。结果表明,该文所提控制策略较PI控制和ADRC策略具有更好的解耦效果,并减小了并网电流谐波,提高了系统暂态响应能力。

关键词：两级式储能变流器有限时间观测器自抗扰控制积分滑模 StarSim

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自抗扰控制在线缆敷设机械臂上的应用分析

机械设计与研究 2025年第01期 165-171页

作者：陈洪月郝方健刘先阳杨威辽宁工程技术大学机械工程学院

针对线缆敷设辅助机械臂液压系统的控制精度低的问题，需要一种对位置控制系统稳定性高，响应快以及鲁棒性好的控制手段。首先建立液压缸系统的数学模型，其次建立了AMESim和MATLAB联合仿真模型，在不同工况环境下对自抗扰控制器(ADRC)... 详细信息

针对线缆敷设辅助机械臂液压系统的控制精度低的问题，需要一种对位置控制系统稳定性高，响应快以及鲁棒性好的控制手段。首先建立液压缸系统的数学模型，其次建立了AMESim和MATLAB联合仿真模型，在不同工况环境下对自抗扰控制器(ADRC)的位置控制性能和系统稳定性进行了分析。结果表明了自抗扰控制与PID控制相比两液压缸达到最大行程的响应时间分别减少了13.11%和21.88%,达到最大行程时的最大稳态误差分别减少了74.6%和59.66%。与模糊PID相比两液压缸达到最大行程的响应时间分别减少了11.07%和12.07%,达到最大行程时的最大稳态误差分别减少了59.66%和69.07%。得出了自抗扰ADRC控制具有较强的鲁棒性，其响应速度快，且稳定性好，能够为应用在液压机械臂控制中提供可靠性依据。

关键词：线缆敷设液压机械臂自抗扰控制 Simulink

基于线性自抗扰控制的M3C不对称故障控制策略

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高电压技术 2025年

作者：向念文叶寿洪邵冰冰王书来丁超韩彬合肥工业大学电气与自动化工程学院云南电网有限责任公司电力科学研究院国网浙江省电力有限公司电力科学研究院中国电力科学研究院有限公司

基于模块化多电平矩阵换流器(modular multilevel matrix converter， M3C)的柔性低频输电技术在中远距离海上风电送出场景下具有技术经济优势。然而，不对称故障工况下负序分量会导致M3C桥臂电容电压不均衡，影响低频输电系统的安全运... 详细信息

基于模块化多电平矩阵换流器(modular multilevel matrix converter， M3C)的柔性低频输电技术在中远距离海上风电送出场景下具有技术经济优势。然而，不对称故障工况下负序分量会导致M3C桥臂电容电压不均衡，影响低频输电系统的安全运行。针对这一问题，提出了基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control， L-ADRC)的M3C不对称故障控制策略。首先，推导了M3C的3阶扩张状态观测器模型，采用L-ADRC进行内环电流跟踪，将dq轴之间的相互耦合视为内部扰动，从而实现了完全解耦控制，提升了系统的鲁棒性。其次，通过L-ADRC分别调节桥臂间的低频和工频环流分量，分别实现子换流器相间以及桥臂间的电容电压均衡。最后，通过仿真验证了理论分析的正确性。结果表明：基于L-ADRC改进的内环电流控制器具有更快的动态响应速度，并且在负序电流抑制目标下，其有功、无功功率波动更小；同时，所提出的能量均衡策略可保证各层级的电容电压稳定，较大程度提升M3C的不对称故障穿越能力。

关键词：柔性低频输电模块化多电平矩阵换流器负序电流自抗扰控制能量均衡控制环流控制

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基于改进鲸鱼优化算法的超声电机自抗扰控制

系统工程与电子技术 2025年

作者：冯建鑫李昊阳巩建雄龚柏春南京航空航天大学航天学院

针对超声电机强非线性和时变性，提出一种基于改进鲸鱼优化算法的自抗扰控制方法。首先，将改进线性自抗扰控制与史密斯预估器结合，设计了三阶自抗扰控制器。然后，采用鲸鱼优化算法对控制器参数进行优化，并对传统鲸鱼算法进行改进。... 详细信息

针对超声电机强非线性和时变性，提出一种基于改进鲸鱼优化算法的自抗扰控制方法。首先，将改进线性自抗扰控制与史密斯预估器结合，设计了三阶自抗扰控制器。然后，采用鲸鱼优化算法对控制器参数进行优化，并对传统鲸鱼算法进行改进。将tent混沌映射应用于种群初始化并引入K-means++聚类算法实现种群分类，对不同类别种群采用相应收敛因子，同时设计非线性惯性权重，进一步提高算法的优化效果。最后在考虑摩擦的情况下用粒子群算法、蜻蜓算法、改进前后的鲸鱼优化算法分别优化所设计的控制器，通过仿真验证本文设计的有效性。

关键词：超声电机自抗扰控制鲸鱼优化算法参数优化

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基于自抗扰控制的共振磁扰动线圈电源研究

强激光与粒子束 2025年第03期 167-174页

作者：江钱高格汪舒生叶贝中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所中国科学技术大学

针对托卡马克装置中共振磁扰动线圈电源采用传统PI控制器存在响应速度与超调之间的矛盾以及在复杂电磁环境下工作抗干扰能力差的问题，采用线性自抗扰控制策略，安排过渡过程提取参考信号的微分品质，从而实现快速无超调的电流输出。并... 详细信息

针对托卡马克装置中共振磁扰动线圈电源采用传统PI控制器存在响应速度与超调之间的矛盾以及在复杂电磁环境下工作抗干扰能力差的问题，采用线性自抗扰控制策略，安排过渡过程提取参考信号的微分品质，从而实现快速无超调的电流输出。并基于电源系统部分已知数学模型参数，设计了四阶线性扩张状态观测器，估计系统干扰量作为系统新的状态量进行补偿，从而抑制了电源系统内部不确定因素和外部扰动。最后仿真结果表明：相较于采用传统PI控制策略，自抗扰控制策略能够有效提高输出电流信号的动态特性；同时在复杂环境扰动情况下具有更强的鲁棒性和抗干扰特性。

关键词：托卡马克共振磁扰动线圈电源自抗扰控制跟踪微分器扩张状态观测器

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MPCVD装置冷却水温度的自抗扰控制策略

现代电子技术 2025年第3期48卷 104-110页

作者：张贺斌任天平苏宇锋郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001

针对MPCVD装置冷却水温度控制中存在的调节时间长、稳定性能差的弊端,提出一种将改进后的混沌蛇鹫优化算法(CSBOA)与自抗扰控制(ADRC)算法结合的控制策略。首先,给出了冷却水温度控制系统的结构及数学模型,设计自抗扰控制器;其次,通过... 详细信息

针对MPCVD装置冷却水温度控制中存在的调节时间长、稳定性能差的弊端,提出一种将改进后的混沌蛇鹫优化算法(CSBOA)与自抗扰控制(ADRC)算法结合的控制策略。首先,给出了冷却水温度控制系统的结构及数学模型,设计自抗扰控制器;其次,通过混沌蛇鹫优化算法对自抗扰控制器的部分参数迭代寻优,解决人工调整参数的问题。对系统进行了仿真和实验验证,结果表明:相比于传统PID控制,该控制系统稳态时的温度误差更小,具有更好的温度控制效果,有效避免了冷却水温度波动对金刚石薄膜制备产生的不良影响。

关键词： MPCVD 冷却水温度自抗扰控制蛇鹫优化算法参数整定金刚石薄膜制备

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基于神经网络的无线电能传输自抗扰控制

现代电子技术 2025年第06期 85-90页

作者：宋贝多程志江刘尊祝杨涵棣新疆大学可再生能源发电与并网控制教育部工程研究中心

为了实现电压型无线电能传输系统（WPT）的精确和稳定输出，解决自抗扰控制器（ADRC）参数整定复杂的问题，提出一种基于径向基（RBF）神经网络优化的ADRC控制的WPT系统。首先，建立双边LCC型WPT系统模型，并采用Hammerstein模型简化系... 详细信息

为了实现电压型无线电能传输系统（WPT）的精确和稳定输出，解决自抗扰控制器（ADRC）参数整定复杂的问题，提出一种基于径向基（RBF）神经网络优化的ADRC控制的WPT系统。首先，建立双边LCC型WPT系统模型，并采用Hammerstein模型简化系统分析和控制器设计；其次，利用RBF神经网络的在线学习能力动态优化ADRC控制器中的可调参数，以实现对系统输出电压的精确控制；最后，搭建基于RBF-ADRC的无线电能传输装置，比较RBF-ADRC和ADRC控制器的控制效果。实验结果表明，与传统ADRC控制器相比，RBF-ADRC控制器不仅解决了参数调整困难的问题，还显著提升了系统的响应速度和控制性能，验证了RBF-ADRC控制器的有效性，实现了无超调的稳定输出，并且过渡时间更短。

关键词：无线电能传输系统自抗扰控制 RBF神经网络双边LCC型拓扑结构恒压输出径向基函数

宽输入电压双有源桥变换器模糊自抗扰控制策略

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重庆理工大学学报(自然科学) 2025年第2期39卷 212-219页

作者：刘李林郭强张帆云徐文希李海啸重庆理工大学电气与电子工程学院重庆401320 重庆市能源互联网工程技术研究中心重庆400054

针对军用便携式储能装备电压等级多样性的特点,提出一种适用于宽输入电压的双有源桥(DAB)DC-DC变换器优化控制策略。首先,分析扩展移相控制各状态下的数学模型,推导出DAB变换器小信号模型。然后,将简化自抗扰控制器接入到电压环,并结合... 详细信息

针对军用便携式储能装备电压等级多样性的特点,提出一种适用于宽输入电压的双有源桥(DAB)DC-DC变换器优化控制策略。首先,分析扩展移相控制各状态下的数学模型,推导出DAB变换器小信号模型。然后,将简化自抗扰控制器接入到电压环,并结合模糊神经网络算法在线优化控制器参数,实现DAB变换器的宽输入电压特性。最后,搭建一套500 W实验样机,实验结果表明,所提出的优化控制策略使DAB变换器具有更好的输入电压适应性,输入电压范围从原来的40~60 V扩大到36~96 V;同时响应时间小于5 ms,提高了系统的动态响应能力。

关键词：自抗扰控制双有源桥DC-DC变换器扩展移相宽输入电压模糊神经网络

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两级式AD/DC变换器的改进自抗扰控制

电力科学与技术学报 2025年第1期40卷 230-236页

作者：陈俊伟武鹏李学举陈蓓上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620

为改善两级式AC/DC变换器的动态性能,提升系统的抗干扰能力,提出两级式变换器的改进自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)。首先,根据开关周期平均法和扩展描述函数法分别对前级功率因数校正(power factor corrector,... 详细信息

为改善两级式AC/DC变换器的动态性能,提升系统的抗干扰能力,提出两级式变换器的改进自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)。首先,根据开关周期平均法和扩展描述函数法分别对前级功率因数校正(power factor corrector,PFC)电路和后级LLC(inductor-inductor-capacitor)谐振变换电路进行小信号分析,建立电路的数学模型;随后,将二倍频纹波看作内部扰动,在ADRC的基础上加入扰动抑制律,使观测器快速预估扩张状态,进而分析不同扰动抑制律对系统动态性能和抗扰能力的影响,给出控制器参数设计方法;最后,采用仿真实验测试控制器性能。实验结果表明:相较于传统ADRC和PI(proportional integral)控制器,改进ADRC能在较低的电流谐波下,改善负载突变时输出电压的超调量和调节时间,提升系统的动态性能。

关键词：两级式AC/DC变换器自抗扰控制动态性能扰动抑制律功率因数校正电路 LLC谐振变换电路