摘要：针对未知扰动引起永磁电磁混合悬浮系统控制性能下降问题,提出一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法 .首先,分析并搭建了永磁电磁混合悬浮型磁浮球控制实验台和系统理论模型;其次,引入了扩张状态观测器对系统扰动进行估计与控制补偿,采用积分滑模面和改进指数趋近律设计了改进滑模控制方法,削弱了滑模控制输出抖振,改善了磁浮球的动、静态性能,并分析了有无扩张状态观测器对扰动估计与补偿时的系统的稳定性和误差收敛大致范围;最后,通过半实物联合仿真技术对所提基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法、改进滑模控制方法、传统滑模控制方法和比例-积分-微分控制方法进行对比实验.理论分析和实验结果表明:所提基于扩张状态观测器的改进滑模控制方法具有更强的稳定性和抗扰性,对外部磁场摄动具有更强的鲁棒性,在给定信号范围变化及突变时也具有更强的适应性.所提控制方法进一步提高了永磁电磁混合悬浮系统的控制性能,对于永磁电磁混合悬浮型磁浮球这一类非线性系统的控制也具有较好的参考价值.

摘要：柔性多状态开关(flexible multi-state switch,FMSS)存在非线性和强耦合的特点,传统的比例积分(proportional integral,PI)控制难以实现输出功率的完全解耦,且存在PI参数调节困难、系统动态响应速度慢及鲁棒性差等问题。文中首先利用反馈精确线性化将FMSS由高阶非线性系统转化为2个完全独立的一阶线性系统,实现了有功和无功电流的完全解耦;然后针对传统滑模控制(sliding mode control,SMC)趋近速度慢、系统收敛性能差以及运动抖振大等问题,设计了一种基于自适应趋近率的改进SMC算法,对电压外环和电流内环进行优化,并通过Lyapunov函数研究了所提算法的稳定性;最后在Simulink软件中,对三端口FMSS在输出功率扰动、交流电压暂降及系统参数摄动等工况下进行仿真分析,结果表明所提控制策略增强了系统的鲁棒性和抗干扰能力,可有效提升系统的动态响应速度。

摘要：重载AGV(Automated Guided Vehicle)在启动和突加负载时,传统的直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)存在速度超调、转矩脉动大和抗干扰性差等因素。为提高直接转矩控制对重载电机的控制性能,设计了一种线性自抗扰结合改进滑膜控制的直接转矩控制策略。首选,针对传统PI控制速度环存在的速度跟踪不稳定,采用改进的线性自抗扰控制器替换了PI控制结构。然后,针对转矩环在重载时转矩脉动较大的问题,对原有滑膜控制器进行了改进。最后,通过Matlab/Simulink搭建了控制模型,验证了改进的融合控制策略对重载AGV电机的转矩和磁链波动分别降低了56.12%和21.8%,突加负载时的速度波动降低了50.2%,并消除了启动时的速度超调,提升了重载AGV行走时的平顺性。

摘要：目的设计并开发一种基于液压驱动与Delta机器人概念的多自由度加载测试平台,用于异种金属焊接结构件力学性能的评估,以解决当前异种金属焊接结构件在多轴动态加载条件下力学性能测试精度不足的问题,进而提升焊接结构件在复杂工况下的力学性能测试能力。方法提出的测试平台结合了Delta机器人三自由度并联结构的灵活性与液压系统的大载荷能力,能够在多轴动态加载条件下对焊接结构件进行高精度的力学性能测试。平台采用了改进的滑模控制方法,以增强系统对未知参数和动态扰动的鲁棒性。测试平台通过集成LabVIEW系统实现了实时数据采集与控制,具备实时监测和反馈能力。在实验中,采用车辆悬架臂作为测试对象,通过施加不同方向和大小的力来验证平台的性能。结果该平台能够在多轴动态加载条件下实现高精度的力学性能测试。测试数据表明,平台对加载力的控制误差始终保持在±2%以内,并成功预测了悬架臂的受力分布和变形模式,验证了它在复杂力学环境中的适应性和可靠性。结论设计的测试平台能够满足异种金属焊接结构件在多自由度加载条件下的力学性能测试需求,为焊接工艺优化和结构设计提供了重要的实验工具和技术支持。

摘要：动态变化的模型参数与无法预知的噪声干扰,使得现有控制策略难以满足多自由度机械臂的控制要求,为此,提出改进滑模自适应的智能控制策略。基于其动力方程分析导致控制误差的原因,设计具有误差调整的扰动数学模型。为了避免非奇异性与收敛性带来的误差影响,设计积分滑模面,为了防止非连续项带来的误差影响,设计双幂次逼近滑模。通过仿真实验,验证提出的改进滑模控制策略具有良好的控制精度与自适应能力,显著提高多自由度机械臂的控制稳定性与控制速度,并且获得良好的抗未知扰动的能力。

摘要：针对永磁同步电机采用传统滑模控制时,响应慢、超调量大、抗干扰能力差等问题,提出了协调控制策略。在传统指数滑模的基础上,设计了可变趋近律的改进滑模算法,与自抗扰控制构建了协调控制策略。利用模糊控制得到可变控制因子,调整自抗扰在系统中的占比。搭建仿真与实物实验平台进行实验,结果表明:该协调控制策略明显提升了系统响应速度,实现了无超调跟踪,增强了系统抗干扰能力。