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基于非线性扩张状态观测器的低参数敏感度PMSM无模型控制研究
1
作者 蔡舒迟 张志锋 《电机与控制应用》 2025年第2期192-200,共9页
【目的】针对永磁同步电机(PMSM)模型预测电流控制在电机参数失配工况下控制性能下降的问题,本文提出了一种在设计过程中无需使用电机参数的PMSM无模型控制策略。【方法】基于PMSM的超局部模型,设计了非线性扩张状态观测器(NESO),并根据... 【目的】针对永磁同步电机(PMSM)模型预测电流控制在电机参数失配工况下控制性能下降的问题,本文提出了一种在设计过程中无需使用电机参数的PMSM无模型控制策略。【方法】基于PMSM的超局部模型,设计了非线性扩张状态观测器(NESO),并根据Lyapunov理论进行了稳定性分析,构建了基于NESO的无模型预测电流控制系统;同时分析了超局部模型中电流反馈增益对无模型控制性能的影响,基于采样电流迭代对电流反馈增益进行了在线辨识。使用Matlab/Simulink对算法进行了仿真研究,首先在系统的给定电流反馈增益系数为标称值的工况下,对本文提出的基于NESO的无模型控制系统进行了验证;然后在系统给定电流反馈增益参数失配的工况下,与传统方法进行了仿真对比;最后对基于采样电流迭代的电流反馈增益参数在线辨识方法进行了验证。【结果】仿真结果表明,在超局部模型中电流反馈增益参数失配时,NESO的输出比传统线性扩张状态观测器更稳定,基于NESO的PMSM控制系统的电流环跟踪效果更好,相电流中的谐波含量也得到了降低。在仿真持续给定系统失配的电流反馈增益参数时,基于采样电流迭代的在线参数辨识方法可以准确识别实际的电流反馈增益参数,快速收敛并保持稳定。【结论】基于NESO的PMSM控制策略与传统控制方法相比降低了系统的设计参数敏感度,在电机参数不匹配的工况下具有更高的控制性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 预测电流控制 无模型控制 非线性扩张状态观测器 超局部模型
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无模型控制技术在丁二烯装置应用研究
2
作者 于洋 王艳雄 +3 位作者 王星 李洪峰 王虎 王余海 《当代化工》 CAS 2024年第1期247-252,共6页
对丁二烯控制技术的难点进行了剖析,重点阐述了无模型控制技术的基本原理、特性、功能、控制方法以及实现过程等,无模型控制技术通过对复杂控制系统进行闭环稳定安全控制,大大提高了生产设备的自动控制效率,改善了丁二烯产品品质,降低... 对丁二烯控制技术的难点进行了剖析,重点阐述了无模型控制技术的基本原理、特性、功能、控制方法以及实现过程等,无模型控制技术通过对复杂控制系统进行闭环稳定安全控制,大大提高了生产设备的自动控制效率,改善了丁二烯产品品质,降低了生产技术人员的劳动强度,降低了因人为因素而产生的不安定影响,从而增加了生产设备运行的平稳性。无模型控制系国内丁二烯装置首次应用精准优化控制,可以实现脱重塔单元整体的闭环稳定控制,在无模型控制基础上实现黑屏操作的自控投用率为100%实现精准控制,增加丁二烯的产量,提高了产品质量;投用无模型控制后正常工况下控制回路波动范围上下限可减少30%左右,实现控制回路参数更加稳定,装置运行更加平稳,提高装置的安全性和装置的寿命,延长装置的运行周期。 展开更多
关键词 化工生产 丁二烯装置 无模型控制 技术方案 精准控制 先进控制
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基于改进自适应趋近率的永磁同步电机无模型控制系统设计 被引量：1
3
作者 储禹丞 张兰红 程梦坤 《计算机测量与控制》 2024年第5期137-143,共7页
传统的速度环控制在永磁同步电机负载突变时,会引起转速波动较大从而影响电机运行的稳定性,为了抑制转速波动,并实现电机转速的快速响应,采用了一种基于扩展滑模扰动观测器的改进型趋近率控制方法;新算法通过引入含有外部扰动的电机运... 传统的速度环控制在永磁同步电机负载突变时,会引起转速波动较大从而影响电机运行的稳定性,为了抑制转速波动,并实现电机转速的快速响应,采用了一种基于扩展滑模扰动观测器的改进型趋近率控制方法;新算法通过引入含有外部扰动的电机运动方程,并将扰动进行扩展分析,建立了扰动观测器的数学模型,增加扰动观测的准确性;为了减少滑模控制器的抖振,提高响应速度,提出了一种改进型的滑模趋近率,新控制器采用增益自适应、幂次自适应的方法,实现动态调节控制增益的目的;将新算法分别与基于传统指数趋近律的无模型算法和PI控制策略进行仿真对比,仿真结果验证了所提控制策略在提高系统响应速度以及抗干扰能力方面的优异性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 扩展滑模扰动观测器 改进自适应趋近率 抗干扰能力 无模型控制
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基于分数阶扩展滑模扰动观测器的PMSM无模型控制算法研究
4
作者 程梦坤 储剑波 《电机与控制应用》 2024年第10期51-61,I0006,I0007,共13页
针对永磁同步电机调速控制系统突加负载时导致转速波动较大的问题,提出了一种基于分数阶扩展滑模扰动观测器(FOESMDO)的转速环新型无模型控制方案。新算法为了改善调速系统的动、静态性能,建立了不含电机参数的永磁同步电机新型超局部模... 针对永磁同步电机调速控制系统突加负载时导致转速波动较大的问题,提出了一种基于分数阶扩展滑模扰动观测器(FOESMDO)的转速环新型无模型控制方案。新算法为了改善调速系统的动、静态性能,建立了不含电机参数的永磁同步电机新型超局部模型,以此为研究对象,借助快速终端滑模控制和改进型滑模切换函数设计新型无模型滑模控制器;同时为了提高扰动估计的准确性及减小滑模控制存在的抖振现象,改进算法采用分数阶扩展滑模扰动观测器进行超局部结构中未知部分的在线估计;最后,将所提出的基于FOESMDO的新型切换函数快速终端滑模控制方法同传统方法进行仿真对比,验证了新型无模型控制算法(FOESMDO-ISFFTSMC)在提高调速系统的响应速度和抗干扰能力方面的优异性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 分数阶扩展滑模扰动观测器 改进滑模切换函数 无模型控制算法
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无模型控制律的一般形式及其在石化工业中的应用 被引量：20
5
作者 韩志刚 徐明新 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 2001年第3期24-29,34,共7页
无模型控制器在炼油、化工、电力、轻工等领域应用获得了良好的效果．将对无模型控制 律的一般形式、改进形式、组态方法、及其与ＤＣＳ联合使用的方法等进行介绍．并介绍了在石化工业 中一系列成功应用的实例．
关键词 无模型控制器 参数组态 DCS 石化工业 无模型控制律 自适应控制器
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无模型控制器的设计与实现 被引量：1
6
作者 沈永良 王德进 《黑龙江大学自然科学学报》 CAS 1998年第2期24-27,共4页
讨论用MCS-51系列单片机实现无模型控制算法的硬件与软件的设计问题。并对无模型控制器的特点及实现方法做了说明。
关键词 无模型控制器 设计 单片机 无模型控制律 算法
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无模型控制方法对多变量耦合系统控制的应用研究 被引量：29
7
作者 韩志刚 蒋爱平 汪国强 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期1155-1158,1162,共5页
以工业生产中具有耦合环节的控制问题为背景,讨论了多变量耦合系统的控制问题.指出各环节之间的耦合可以看成是相互间的干扰,因而克服耦合问题则变成抑制干扰的问题.无模型控制方法具有较好的抑制干扰的能力,用无模型控制方法对多变量... 以工业生产中具有耦合环节的控制问题为背景,讨论了多变量耦合系统的控制问题.指出各环节之间的耦合可以看成是相互间的干扰,因而克服耦合问题则变成抑制干扰的问题.无模型控制方法具有较好的抑制干扰的能力,用无模型控制方法对多变量耦合系统进行控制可收到良好的效果. 展开更多
关键词 多变量 耦合 非解耦控制 无模型控制
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采用改进粒子群算法的非线性大时滞系统无模型控制 被引量：5
8
作者 李秀英 李桂英 +2 位作者 毛琳 薛荆岩 孟华 《智能系统学报》 CSCD 北大核心 2013年第3期254-260,共7页
针对一类非线性大时滞系统,提出了一种不需要精确已知系统的数学模型的无模型控制方法和一种改进的粒子群算法.该控制方法是在泛模型的基础上增加误差反馈修正项,将改进泛模型作为系统模型,根据二次型性能指标设计最优控制律,利用改进... 针对一类非线性大时滞系统,提出了一种不需要精确已知系统的数学模型的无模型控制方法和一种改进的粒子群算法.该控制方法是在泛模型的基础上增加误差反馈修正项,将改进泛模型作为系统模型,根据二次型性能指标设计最优控制律,利用改进的粒子群算法优化控制律中的未知参数,粒子的取值范围通过对闭环系统的收敛性分析来确定.仿真研究表明,闭环控制系统的输出具有较好的响应速度和较小的跟踪误差的优点,证明了所提出方法的有效性. 展开更多
关键词 粒子群优化 非线性系统 无模型控制 大时滞
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无模型控制律串级形式及其应用 被引量：23
9
作者 韩志刚 汪国强 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期345-352,共8页
无模型控制律在炼油、化工、电力、轻工等领域应用获得了良好的效果．应用的方式许多是串级形式．将对无模型控制律的串级形式进行分析,指出这种形式是对具有干扰的大时滞系统控制的一种有效的方法,给出了在加热炉、氢氮比控制中成功应... 无模型控制律在炼油、化工、电力、轻工等领域应用获得了良好的效果．应用的方式许多是串级形式．将对无模型控制律的串级形式进行分析,指出这种形式是对具有干扰的大时滞系统控制的一种有效的方法,给出了在加热炉、氢氮比控制中成功应用的实例． 展开更多
关键词 串级控制 无模型控制方法 大时滞 加热炉 氢氮比
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无模型控制方法的抗干扰能力分析 被引量：8
10
作者 罗秋滨 李秀英 韩志刚 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第13期3472-3476,共5页
无模型控制方法在实际应用中收到了良好的效果,这是因为无模型控制方法有一系列优秀的性能。实践表明在这些性能中,克服强干扰的能力是最重要的。分析了无模型控制方法的抗干扰能力,并通过与PID调节器抗干扰能力的仿真比较,进一步说明... 无模型控制方法在实际应用中收到了良好的效果,这是因为无模型控制方法有一系列优秀的性能。实践表明在这些性能中,克服强干扰的能力是最重要的。分析了无模型控制方法的抗干扰能力,并通过与PID调节器抗干扰能力的仿真比较,进一步说明了无模型控制方法具有很强的抗干扰能力。 展开更多
关键词 无模型控制方法 抗干扰 PID 收敛速度
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动态总需求-总供给模型的无模型控制律设计 被引量：5
11
作者 孙剑飞 孙佰清 +1 位作者 冯英浚 王新生 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期899-901,共3页
由于宏观经济总需求-总供给模型是一种比较静态分析的方法,没有考虑经济中的许多动态因素,因此把动态分析引入总需求-总供给模型更能对经济作出深入分析.无模型控制具有自适应能力强、跟踪性好、抗干扰能力强、克服时滞等众多优点,很适... 由于宏观经济总需求-总供给模型是一种比较静态分析的方法,没有考虑经济中的许多动态因素,因此把动态分析引入总需求-总供给模型更能对经济作出深入分析.无模型控制具有自适应能力强、跟踪性好、抗干扰能力强、克服时滞等众多优点,很适合宏观经济动态分析.无模型控制律的最省“能量”的性质更为国家实施财政政策和货币政策时节省大量资金提供理论依据. 展开更多
关键词 总需求-总供给模型 无模型控制 财政政策 货币政策
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无模型控制方法性能分析 被引量：7
12
作者 薛荆岩 涂磊 韩志刚 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第5期531-534,共4页
无模型控制方法在实际应用中收到了良好的效果,因为其具有适应性、抗干扰能力、解耦性能和强制稳定能力等一系列优秀的性能。从理论上对这些性能进行分析十分必要,但比较困难,因此,介绍对无模型控制方法某些重要性能通过仿真分析的结果... 无模型控制方法在实际应用中收到了良好的效果,因为其具有适应性、抗干扰能力、解耦性能和强制稳定能力等一系列优秀的性能。从理论上对这些性能进行分析十分必要,但比较困难,因此,介绍对无模型控制方法某些重要性能通过仿真分析的结果。因为目前在工业过程控制中所应用的控制器90%以上是PID调节器,所以仿真采用了与PID调节器相应性能进行比较分析的途径。仿真结果说明了无模型控制方法在适应性、抗干扰能力、解耦性能和强制稳定能力等方面都强于PID调节器。另外,对所设计的仿真系统进行了简单的介绍。 展开更多
关键词 无模型控制方法 PID 抗干扰 适应性 强制稳定
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无模型控制在步进加热炉速度控制中的应用 被引量：6
13
作者 温锐 董学平 鲁照权 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期1327-1329,1396,共4页
步进梁是步进式加热炉的核心设备,其运动过程中速度变化复杂。文章针对液压系统非线性、时变、强干扰的特点,建立基于无模型控制方法的闭环速度控制系统,并在Matlab中进行了仿真。仿真结果表明,与常规PD控制相比,无模型控制的速度跟踪... 步进梁是步进式加热炉的核心设备,其运动过程中速度变化复杂。文章针对液压系统非线性、时变、强干扰的特点,建立基于无模型控制方法的闭环速度控制系统,并在Matlab中进行了仿真。仿真结果表明,与常规PD控制相比,无模型控制的速度跟踪性能良好,且此方法易于实现,便于工程应用。 展开更多
关键词 步进式加热炉 速度控制 液压系统 无模型控制
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无模型控制方法控制功能的分析研究 被引量：6
14
作者 蒋爱平 李秀英 巫红 《控制工程》 CSCD 2007年第1期14-17,共4页
无模型控制方法具有一系列良好的控制功能,从控制律的适应能力、收敛性能、抗干扰性能、解耦性能及克服大时滞的性能等5个方面分析了无模型控制方法的控制功能。把经典的PID调节器作为基本的比较对象,采用仿真比较和理论分析相结合的方... 无模型控制方法具有一系列良好的控制功能,从控制律的适应能力、收敛性能、抗干扰性能、解耦性能及克服大时滞的性能等5个方面分析了无模型控制方法的控制功能。把经典的PID调节器作为基本的比较对象,采用仿真比较和理论分析相结合的方法进行比较研究。分析与比较结果表明,无模型控制方法具有一系列良好的控制功能,即适应性功能、收敛性能、抗干扰、解耦功能及克服大时滞功能。 展开更多
关键词 无模型控制方法 适应性 抗干扰 解耦 大时滞
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无模型控制系统在加热炉温度控制上的应用 被引量：12
15
作者 蒋爱平 韩志刚 韩丹 《控制工程》 CSCD 2004年第5期388-391,共4页
锦西石化分公司南蒸馏DCS使用的是FOXBORO公司的I/A控制系统,它的基本环节的控制算法是古典的PID算法。这种算法对于线性非时变系统,控制效果良好,但对于某些复杂环节,诸如非线性、大时滞、时变、强耦合系统,控制起来很难。为此,使用无... 锦西石化分公司南蒸馏DCS使用的是FOXBORO公司的I/A控制系统,它的基本环节的控制算法是古典的PID算法。这种算法对于线性非时变系统,控制效果良好,但对于某些复杂环节,诸如非线性、大时滞、时变、强耦合系统,控制起来很难。为此,使用无模型控制系统来控制加热炉的温度,收到了满意的效果。 展开更多
关键词 无模型控制 时变系统 大时滞 DCS 控制算法 PID算法 控制系统 强耦合 非线性 炉温
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无模型控制律基本形式的性质分析 被引量：6
16
作者 汪国强 韩志刚 张铁柱 《哈尔滨理工大学学报》 CAS 2002年第4期81-83,89,共4页
对无模型控制律基本形式的性质进行了分析.证明了在此控制律的作用下,系统的输出将收敛到希望的输出值,并且相应的控制变量序列也是收敛的.应用实践表明,依据该控制律设计的无模型控制器具有广泛的应用领域和很好的控制效果.
关键词 基本形式 性质分析 无模型控制律 动态线性化 收敛性 自适应控制律
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无模型控制律一般形式的收敛性分析 被引量：7
17
作者 张铁柱 韩志刚 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期333-335,340,共4页
针对研究无模型控制律的收敛性问题,通过对无模型控制律基本形式的收敛性进行了分析,得到无模型控制律一般形式的收敛性定理,证明了在无模型控制律作用下,系统的输出将收敛到任意给定的希望输出值。应用实践表明,该控制律明显优于PID调... 针对研究无模型控制律的收敛性问题,通过对无模型控制律基本形式的收敛性进行了分析,得到无模型控制律一般形式的收敛性定理,证明了在无模型控制律作用下,系统的输出将收敛到任意给定的希望输出值。应用实践表明,该控制律明显优于PID调节律,某些用PID调节器尚不能实现闭环控制的被控环节,应用依据该控制律设计的无模型控制器后,都实现了闭环稳定控制。 展开更多
关键词 无模型控制律 一般形式 收敛性
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无模型控制律的基本形式收敛性分析 被引量：9
18
作者 于志刚 赵杰 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第2期130-132,共3页
在实时建模与反馈控制一体化的思想下,利用"泛模型的基本形式",对无模型控制律的收敛性进行了定量和定性的分析,给出了控制律收敛的必要条件、特征参量选择方法以及影响收敛特性的因素。从理论上,进一步证明了无模型控制器设... 在实时建模与反馈控制一体化的思想下,利用"泛模型的基本形式",对无模型控制律的收敛性进行了定量和定性的分析,给出了控制律收敛的必要条件、特征参量选择方法以及影响收敛特性的因素。从理论上,进一步证明了无模型控制器设计方法的合理性,并为控制器的设计提供理论依据。分析结果表明了在考虑控制系统设计的建模问题时,可以脱离开"先建模后设计"的经典途径,只要从所谓的泛模型出发,所设计的无模型控制律的收敛性将得到保证。 展开更多
关键词 无模型控制 收敛性 泛模型
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非线性系统的无模型控制方法 被引量：7
19
作者 李秀英 韩志刚 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第1期38-41,共4页
非线性系统广泛存在于各种实际问题中,但是建立复杂非线性被控对象的精确数学模型往往是很困难的,对非线性系统实现稳定控制是过程控制工程中的一项困难的课题。无模型控制方法是以非线性途径设计出来的,因而用它来控制某些非线性复杂... 非线性系统广泛存在于各种实际问题中,但是建立复杂非线性被控对象的精确数学模型往往是很困难的,对非线性系统实现稳定控制是过程控制工程中的一项困难的课题。无模型控制方法是以非线性途径设计出来的,因而用它来控制某些非线性复杂对象时,表现出了它的优良控制品质。主要说明了无模型控制方法实现了智能推理算法化,不同于一般的智能控制算法,同时分析了无模型控制律对非线性被控对象收敛的快速性,通过具体的工程实例说明了无模型控制方法在非线性系统中的成功应用。 展开更多
关键词 无模型控制方法 非线性 智能推理算法化 收敛速度
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无模型控制律的设计问题 被引量：6
20
作者 王德进 王玲 韩志刚 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 1997年第2期136-141,共6页
文献[1—4]中提出了无模型系统的控制律。然而这种控制律的设计途径是否合理?这是无模型控制器理论的一个重要问题。文中就上述问题进行了讨论并给出肯定答案。
关键词 无模型控制律 收敛性 控制律
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