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状态观测器被引量:1
1998年
从应用角度出发,论述了现代控制理论中的状态观测器的CAD原理和过程.
李泽国
关键词:状态反馈控制系统状态观测器
状态观测器分析与设计新方法
2024年
状态观测器是现代控制理论非常重要的组成部分,它解决了系统状态观测问题,使得状态反馈成为一种可以实现的控制方式.不同于现有的能观性分解和对偶原理方法,本文直接采用矩阵的特征值配置来讨论状态观测器存在条件,给出了状态观测器存在条件新的分析方法以及观测器矩阵新的设计方法.
常晓恒潘婷婷熊军
关键词:状态观测器能观性
基于状态观测器的增量式预测控制
2024年
通过状态观测器状态估计代替内部模型的状态反馈,推导了基于状态观测器的增量式模型预测控制算法,通过增广状态估计实现实测的输出反馈对内部模型进行修正;其次,当模型预测控制内部模型与实际被控对象存在模型失配时,得到存在模型失配的闭环系统的状态方程,研究了闭环系统的鲁棒稳定性;最后,给出一个线性对象和一个非线性对象的仿真示例,并对线性示例进行模型失配下的稳定性分析,仿真结果表明该控制算法具有较好的控制效果,并具有一定的鲁棒稳定性。
冯虎张超刘文泽许锋罗雄麟张惠良
关键词:模型预测控制状态观测器模型失配鲁棒稳定性
基于扩张状态观测器的自动泊车路径跟踪控制
2024年
为了消除外界干扰和转向系统运动学模型的不确定性的影响,建立了自动垂直泊车系统的车辆运动学模型,设计了线性扩张状态观测器,该观测器可将系统外界干扰和模型不确定性看作总的扰动量进行观测和补偿,而不需要建立被拉对象的精确数学模型。在此基础上,将扩张状态观测器的值作为滑模控制器的补偿量,用于削弱干扰和不确定对控制器的影响,提高路径跟踪的精度。设定适当的扰动,通过Matlab/Simulink软件仿真,与没有观测器的传统滑模控制相比,验证了该系统跟踪效果的有效性。实车试验结果表明,该路径跟踪控制器能够精确控制车辆完成垂直泊车任务,提出的方法在变速及不确定扰动的泊车情况下具有较好的跟踪控制效果。
朱茂飞王博飞谷曼牛润新刘前
关键词:自动泊车扩张状态观测器滑模控制
基于扩张状态观测器的快速反射镜滑模控制
2024年
快速反射镜需要具备快速的动态响应以及抗干扰能力。针对快速反射镜系统在工作环境中,因自身运动以及外界干扰等因素所引起的不确定性干扰问题,本文在对快速反射镜系统进行分析与数学建模的基础上,提出一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制器,利用扩张状态观测器观测出未知扰动并直接补偿给控制器,在保证跟踪误差在期望精度范围的同时,有效减少了抖振,便于工程实现。通过仿真实验证明:相较于传统滑模控制器,采用基于扩张状态观测器的改进滑模控制器,上升时间缩短了50.4%,调节时间上缩短了39.1%,跟踪精度提高了30.5%,满足了快速反射镜的工作要求,提高了动态性能。
缑泽恩韩顺杰李双成粟华
关键词:扩张状态观测器滑模控制音圈电机
基于扩张状态观测器的伺服加载模糊滑模控制
2024年
针对电动伺服加载测试台存在的间隙、摩擦等非线性控制问题,以滑模变结构控制(SMC)为主体进行了加载控制器设计。分析伺服加载测试台整体结构,提出一种基于扩张状态扰动观测器(ESO)的模糊滑模控制(FSMC)策略。该策略在使用ESO针对伺服加载系统的外部干扰进行观测的基础上,设计了模糊控制对滑动模态面和滑模趋近律进行自适应调节,提高了系统的动态实时跟随能力和干扰补偿能力,并减小SMC控制器稳定时的抖振现象。仿真结果表明:所设计的基于扩张状态观测器的模糊滑模控制器(FSMC-ESO)对比传统SMC及PID控制具有更好的快速响应性和鲁棒性。
桑勇蒋路明郭联龙廖连杰
关键词:滑模控制扩张状态观测器模糊控制
基于级联扩展状态观测器和新型滑模的PMSM控制
2024年
为了缩短永磁同步电机的响应时间,提高系统的动态性能、稳态精度和系统鲁棒性,设计了一种级联扩展状态观测器和自适应非奇异快速终端滑模控制相结合的控制系统。首先,基于电机数学模型,建立了级联扩展状态观测器,能够准确地观测和补偿扰动,优化了系统的动态性能、稳态精度和鲁棒性;其次,在速度环设计了新型非奇异快速终端滑模面和趋近率,能够有效地抑制PI控制中的转速超调和抖振现象,实现快速收敛;在控制器设计中,考虑到观测器估计误差是未知的,因此设计了一种自适应律,用以调整未知的估计参数;最后,对所提出的控制策略进行了严格的稳定性分析。仿真结果表明,与传统控制方法相比,转速超调抑制能力提升为9.6%,同时转速快速响应能力提升0.045 s,具有优异的速度动态性能和抗干扰能力,提高了系统的性能。
林琪深周士贵罗晓东柴方博
关键词:永磁同步电机滑模控制自适应控制
基于扩张状态观测器的双母管系统预测控制
2024年
双母管式机组较为广泛地应用于热电联产机组中,但由于多炉多机和2根大容量母管互相影响,导致热电负荷跟踪不及时,母管压力控制自动化水平较低。为此,针对双母管系统的非线性、强耦合、大迟延特性,设计了基于广义扩张状态观测器的多模型预测控制(generalized extended state observer based muti-model predictive control,GESOMMPC)方法。首先,建立了基于间隙度量(gap-metric)的多模型控制对象用于逼近非线性系统;其次,设计了扩张状态观测器估计系统耦合的集总扰动,并作为前馈信号输入到预测控制器中;最后,设计基于扰动前馈的多模型预测控制器实现对双母管系统的控制。实验结果表明,相对于PID方法,所提方法在满足电热负荷的同时,可以在允许范围内保持母管压力稳定,且动态偏差更小,过渡过程时间更短。
唐炜洁沈炯张俊礼王海涛董宸
关键词:状态观测器预测控制
改进扩张状态观测器下永磁同步电动机滑模控制被引量:1
2024年
为了提高永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)伺服系统的鲁棒性,提出了一种基于改进扩张状态观测器(expanded state observer,ESO)和滑模控制(sliding mode control,SMC)相结合的复合控制器。首先,提出了一种基于新型趋近律的SMC,该新型趋近律中引入系统状态变量,使趋近速度变得与系统状态相关,同时能够保证系统状态在有限时间到达滑模面并收敛到零;其次,利用ESO估计系统状态并抵消外部扰动,且针对传统的fal函数易引起系统抖振和误差较大时引起系统增益大的问题,提出了一种新的fal函数;最后,在Matlab/Simulink中进行仿真。仿真结果表明:相比于使用传统SMC的系统,使用了该新型控制器的系统其响应时间快0.042 s,加入负载扰动时有更好的抗扰动性能,故在使用新型控制器下的系统有更好动态性能和控制精度。
杨羽萌朱其新
关键词:永磁同步电动机滑模控制自抗扰控制扩张状态观测器
基于扩张状态观测器的双摆吊车分层滑模控制
2024年
吊车系统在大尺寸货物运送过程中会呈现出双摆效应,同时更易受到外部干扰影响,导致控制难度更大。针对双摆吊车系统控制难题,提出一种基于扩张状态观测器的分层滑模控制方法,在保证负载快速平稳运送的同时有效抑制吊钩和负载的摆动。基于吊车系统的动力学模型设计扩张状态观测器对系统的状态变量和干扰集合项进行估计,利用系统的状态误差和观测器的估计信号设计分层滑模控制器。此外,控制方法通过在滑模面中引入干扰补偿项,进一步提高系统的抗干扰能力。通过数值仿真,与已有方法进行对比,充分验证该研究方法在工作效率和鲁棒性方面均具有良好的控制性能。
姚鑫亚陈鹤
关键词:吊车系统欠驱动系统机电系统

相关作者

彭周华
作品数:250被引量:81H指数:6
供职机构:大连海事大学
研究主题:欠驱动 控制器 扩张状态观测器 无人艇 预估器
刘陆
作品数:214被引量:22H指数:2
供职机构:大连海事大学
研究主题:欠驱动 控制器 扩张状态观测器 避碰 制导
王丹
作品数:313被引量:86H指数:6
供职机构:大连海事大学
研究主题:控制器 扩张状态观测器 欠驱动 无人艇 预估器
俞立
作品数:987被引量:2,694H指数:26
供职机构:浙江工业大学
研究主题:线性矩阵不等式 移动机器人 无线传感器网络 全方位视觉 扩张状态观测器
姚建勇
作品数:266被引量:251H指数:9
供职机构:南京理工大学
研究主题:位置伺服系统 鲁棒控制器 非线性鲁棒 扩张状态观测器 自适应鲁棒