摘要：针对永磁同步电机(PMSM)调速系统易受到参数不确定性及负载扰动的影响,提出了一种新型可变边界层的非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制策略。首先,构建可在有限时间内快速收敛的非奇异快速终端滑模面;然后,采用角速度与q轴定子参考电流的二阶模型设计速度环滑模控制器,减小了角速度与q轴定子参考电流一阶模型所引起的误差,并避免了终端滑模面奇异问题;最后,设计可变边界层使误差减小至阈值时系统状态切换至小边界层,实现抖振和跟踪精度的协调控制。数值仿真结果表明,NFTSM控制策略与传统PI控制策略相比,转速超调量小,响应速度快,稳态精度近似为0,对参数摄动和负载扰动鲁棒性强,且在有效削弱抖振的同时保证了转速的稳态精度。

摘要：为了提高 SPMSM转子位置和速度的观测性能,提出一种基于准滑动模态的可变边界层 S型开关函数与锁相环模块相结合的滑模观测器系统。首先,基于隐极式 PMSM的数学模型,建立电流信号的滑模面;其次,为提高电机转速与转子位置估算精度,采用可变边界层的设计思想,通过一种边界层随转速变化的 S型开关函数代替传统符号函数,达到减弱抖振并提高跟踪精度的目的;再次,利用锁相环得到转子位置及转速信号,并针对锁相环在动态阶段跟踪精度较低的缺点,设计一个信号抑制器以削弱动态误差并提高响应速度;最后,搭建 Matlab/Simulink仿真平台对此方法进行验证,结果表明提出的方法可行并拥有良好的跟踪能力。

摘要：滑模观测器是永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)无位置传感器研究中最常用的一种方法。为解决传统滑模观测器的抖振以及反电动势随转速变化而造成的位置估计精度问题,设计了一种自适应滑模观测器。以边界层随转子速度变化的正弦饱和函数取代符号函数,抑制了观测器的抖振;同时通过在观测器中引入一个与转子转速相关的反馈增益,得到了包含转子信息的等价磁链观测值,避免了反电动势估计位置引起的误差;构建李雅普诺夫函数证明了观测器的稳定性。实验结果验证了所设计的自适应观测器在减小抖振、提高观测精度方面具有有效性。

摘要：针对空间机器人关节的快速跟踪控制问题,提出一种边界层厚度可变的两级滑模控制方法.首先对研究对象建模,运用拉格朗日法推导出系统的动力学方程.考虑其刚柔混合特性,结合奇异摄动理论,将系统分解为快、慢变两个子系统,对快变子系统设计了速度差值反馈控制方法,对慢变子系统设计了两级滑模控制方法,并引入边界层厚度可变的饱和函数来解决系统的振荡问题.最后利用数值仿真进行了验证.

摘要：为了解决悬挂负载空中机器人飞行时产生的负载摆动和残余振荡问题,本文采用滑模变结构方法设计了高度控制器和抗摆控制器。首先建立悬挂负载空中机器人的动力学模型,基于此设计出一阶滑模的高度控制器和二阶滑模的抗摆控制器,并且提出了一种改进型的边界层厚度可变的边界层法来降低抖震现象。最后使用MATLAB和Adams联合仿真,验证控制器的有效性。结果表明,设计出的控制器具有良好的抗摆效果,满足系统要求。