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状态约束下连铸结晶器振动位移系统的抗干扰控制 预览
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作者 李强 方一鸣 +1 位作者 李建雄 马壮 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1557-1564,共8页
针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在的机械加工精度误差、摩擦非线性等不确定性和负载转矩扰动等问题,考虑电机单方向变速转动约束,提出了一种基于切换函数的抗干扰控制方案.首先,针对系统中状态约束且不可测及前向通道含... 针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在的机械加工精度误差、摩擦非线性等不确定性和负载转矩扰动等问题,考虑电机单方向变速转动约束,提出了一种基于切换函数的抗干扰控制方案.首先,针对系统中状态约束且不可测及前向通道含有非线性周期函数(近似正弦函数,逆解非唯一)的问题,通过建立偏心轴转角误差与结晶器振动位移之间的函数关系,解决系统自身的状态约束问题.其次,针对系统存在的不确定性和负载转矩扰动问题,设计切换函数重构系统中存在的整体不确定性,通过扩张状态观测器对整体不确定性进行估计,将估计值与滑模控制方法相结合设计输出反馈控制器,实现结晶器振动位移的跟踪控制.最后,通过Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性,通过仿真验证了本文所提方法的有效性. 展开更多
关键词 连铸结晶器 状态约束 切换函数 扩张状态观测器 滑模控制
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伺服电机驱动的连铸结晶器振动系统受限状态下预设性能控制
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作者 李强 方一鸣 +1 位作者 李建雄 马壮 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期661-667,共7页
以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统输入和状态受限问题,考虑系统存在的参数不确定性和负载转矩扰动影响,设计一种基于观测器的预设性能自适应控制器.首先,针对系统存在的参数不确定性、负载转矩扰动等问题,基... 以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统输入和状态受限问题,考虑系统存在的参数不确定性和负载转矩扰动影响,设计一种基于观测器的预设性能自适应控制器.首先,针对系统存在的参数不确定性、负载转矩扰动等问题,基于Lyapunov函数设计变增益扩张状态观测器,在保证观测精度的同时,削弱峰值现象;其次,考虑状态和输入受限的情况,将预设性能函数与Backstepping技术相结合设计控制器,构建指令滤波器解决"计算膨胀"问题,引入动态补偿量对观测器及受限状态产生的误差进行补偿,并对所设计的控制器进行稳定性分析;最后,通过仿真对比实验验证控制器的有效性. 展开更多
关键词 连铸结晶器 振动位移系统 预设性能 状态观测 反步控制
基于扩张状态观测器的轧机振动抑振器研究 预览
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作者 王鑫鑫 闫晓强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1-6,共6页
轧机振动是一种机电液界耦合的“幽灵”式振动,而目前现场针对轧机振动的抑振手段是以调节轧机参数为主的抑振方法,鉴于此,提出一种轧机振动抑振方法。利用扩张状态观测器估计轧机振动外扰和系统不确定参数并将其视为总和扰动;将总和扰... 轧机振动是一种机电液界耦合的“幽灵”式振动,而目前现场针对轧机振动的抑振手段是以调节轧机参数为主的抑振方法,鉴于此,提出一种轧机振动抑振方法。利用扩张状态观测器估计轧机振动外扰和系统不确定参数并将其视为总和扰动;将总和扰动转化为伺服阀的等效输入,再将等效输入实时地补偿到伺服阀控制信号中以达到抑振目的。此抑振器可以作为模块化嵌入到原控制系统中,仿真结果表明,该抑振器针对三种经常出现的轧机振动现象均有良好的抑振效果。 展开更多
关键词 轧机振动 耦合振动 扩张状态观测器 抑振器
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基于ESO与NTSM的汽车主动前轮转向控制 预览 被引量:7
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作者 桑楠 魏民祥 《南京航空航天大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期521-527,共7页
提出基于扩张状态观测器(Extended state observer,ESO)与非奇异终端滑模(Nonsingular terminal sliding mode,NTSM)的车辆主动前轮转向控制。首先建立二自由度车辆模型计算车辆理想参考横摆角速度。其次以二自由度模型为基础设计扩张... 提出基于扩张状态观测器(Extended state observer,ESO)与非奇异终端滑模(Nonsingular terminal sliding mode,NTSM)的车辆主动前轮转向控制。首先建立二自由度车辆模型计算车辆理想参考横摆角速度。其次以二自由度模型为基础设计扩张状态观测器与非奇异终端滑模控制器,扩张状态观测器能估计车辆状态与扰动,非奇异终端滑模控制器能对扰动进行补偿并输出控制量。最后在Matlab/Simlink中建立了扩张状态观测器与非奇异终端滑模控制器,采用CarSim非线性车辆模型进行仿真试验,研究了NTSM与PID控制器的闭环控制性能以及鲁棒性,并对两种控制器试验结果进行对比。结果表明,非奇异终端滑模控制的车主动前轮转向系统能有效改善车辆的操纵稳定性,控制器具有强抗干扰能力、良好的路径跟踪性能和鲁棒性,且优于PID控制器。 展开更多
关键词 主动前轮转向 扩张状态观测器 终端滑模控制 操纵稳定性
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基于扩张状态观测器的舰载机俯仰自适应滑模控制 预览 被引量:1
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作者 张勇 韩维 +1 位作者 陈俊锋 崔世麒 《海军航空工程学院学报》 2017年第3期279-283,共5页
传统自适应滑模需要系统扰动上界的先验信息和易引发作动器抖振是其不便用于工程实际的主要原因。文章基于扩张状态观测器对传统自适应滑模进行了改进,利用扩张状态观测器(ESO)实时观测外扰并在自适应滑模控制中进行补偿。将改进后的... 传统自适应滑模需要系统扰动上界的先验信息和易引发作动器抖振是其不便用于工程实际的主要原因。文章基于扩张状态观测器对传统自适应滑模进行了改进,利用扩张状态观测器(ESO)实时观测外扰并在自适应滑模控制中进行补偿。将改进后的自适应滑模应用于舰载机俯仰姿态控制中,进行仿真计算。计算结果表明,在系统扰动上界未知的情况下,ESO提高了自适应滑模的鲁棒性,消除了抖振。 展开更多
关键词 自适应滑模 扩张状态观测器 舰载机 姿态控制系统
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基于状态观测器滑翔制导炸弹滚转通道控制 预览
6
作者 王明光 魏丽霞 +1 位作者 张树森 刘志高 《战术导弹控制技术》 2014年第1期6-10,共5页
将滑翔制导炸弹横侧向之间各种耦合作用、模型不确定性、内部扰动和外部扰动看成干扰,设计扩张状态观测器对其进行实时估计并加以动态补偿;在此基础上,将对象模型转化为一个积分器串联线性模型,采用测速反馈控制.理论分析及半实物仿真表... 将滑翔制导炸弹横侧向之间各种耦合作用、模型不确定性、内部扰动和外部扰动看成干扰,设计扩张状态观测器对其进行实时估计并加以动态补偿;在此基础上,将对象模型转化为一个积分器串联线性模型,采用测速反馈控制.理论分析及半实物仿真表明,相对于常规PID控制,其控制品质明显提高,具有一定的工程应用价值. 展开更多
关键词 滑翔制导炸弹 PID 扩张状态观测器
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扩张状态观测器在非线性系统故障诊断中的应用 预览
7
作者 常凯 吴国庆 《信息技术》 2013年第2期36-38,41共4页
介绍了扩张状态观测器理论,提出了一种应用于非线性系统的基于扩张状态观测器的故障诊断新方法,给出了多阶系统的故障观测器的设计方法,最后通过仿真实验证明所提供的方法相对于传统方法具有以下优点:一是可以得到故障的近似函数,便于... 介绍了扩张状态观测器理论,提出了一种应用于非线性系统的基于扩张状态观测器的故障诊断新方法,给出了多阶系统的故障观测器的设计方法,最后通过仿真实验证明所提供的方法相对于传统方法具有以下优点:一是可以得到故障的近似函数,便于识别故障。二是具有优良的即时性和反应能力。 展开更多
关键词 故障诊断 扩张状态观测器 非线性系统
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基于扩张状态观测器的汽车质心侧偏角估计 被引量:2
8
作者 白玉 桑楠 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第12期154-158,共5页
提出了一种应用扩张状态观测器估计汽车质心侧偏角的算法。该算法以二自由度汽车动力学模型为基础,把与质心侧偏角相关项视为扩张状态,建立扩张状态观测器,利用实时获取的横摆角速度、车轮转角、纵向速度估计汽车质心侧偏角。为验证... 提出了一种应用扩张状态观测器估计汽车质心侧偏角的算法。该算法以二自由度汽车动力学模型为基础,把与质心侧偏角相关项视为扩张状态,建立扩张状态观测器,利用实时获取的横摆角速度、车轮转角、纵向速度估计汽车质心侧偏角。为验证该算法的准确度,利用Matlab对汽车质心侧偏角估计器进行仿真计算,将仿真结果与实车场地试验测得的数据进行了比较。结果表明,应用扩张状态观测gang够较为准确、实时地估计出车辆的质心侧偏角,满足汽车主动安全控制的要求。 展开更多
关键词 扩张状态观测器 质心侧偏角 参数估计
基于Terminal滑模控制的水轮发电机组调速系统 预览 被引量:1
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作者 顾艳 邹德虎 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1840-1842,共3页
将自抗扰Terminal滑模控制应用于水轮机调速系统,以Terminal滑模控制作为主输出,以自抗扰控制估计扰动。对扰动具有很强的适应能力,同时收敛速度快。所设计出的控制规律不包括难以准确测定的参数。针对单机无穷大系统的仿真结果表明... 将自抗扰Terminal滑模控制应用于水轮机调速系统,以Terminal滑模控制作为主输出,以自抗扰控制估计扰动。对扰动具有很强的适应能力,同时收敛速度快。所设计出的控制规律不包括难以准确测定的参数。针对单机无穷大系统的仿真结果表明,自抗扰Terminal滑模调速控制器可以使水轮发电机组受到扰动后迅速趋于稳定,抑制功率振荡。对于参数的变化具有极强的鲁棒性,将有效提高水轮机调速系统的性能。 展开更多
关键词 水轮发电机 TERMINAL滑模控制 扩张状态观测器 电力系统 稳定性
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水下运载器横向速度估计算法
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作者 栾禄雨 朱海 徐剑峰 《大连海事大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期38-41,共4页
为隐蔽获取水下运载器横向速度信息,提出一种实时估计算法.利用扩张状态观测器和动力学方程设计横向速度观测器,通过输入运载器自主测量的航行状态数据,实时估计横向速度.然后,使用递归序列预测方法对横向速度估计值进行二阶修正,降低... 为隐蔽获取水下运载器横向速度信息,提出一种实时估计算法.利用扩张状态观测器和动力学方程设计横向速度观测器,通过输入运载器自主测量的航行状态数据,实时估计横向速度.然后,使用递归序列预测方法对横向速度估计值进行二阶修正,降低传感器测量误差等外干扰对估计精度的不利影响.采用实测数据进行仿真验证.结果表明,水下运载器横向速度估计算法实现了横向速度的隐蔽实时估计,且估计精度较高. 展开更多
关键词 水下运载器 横向速度 估计算法 动力学方程 扩张状态观测器 递归序列预测
基于自抗扰技术的感应电机转子磁链闭环观测和速度估算 预览 被引量:2
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作者 李红波 张凯 +2 位作者 赵晖 熊健 康勇 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期 59-64,共6页
在自抗扰技术的基础上建立了磁链的闭环扩张状态观测器模型。该模型不用对系统进行参数辨识就可以抑制内部参数摄动和外部干扰的影响,因此该观测模型有更强的鲁棒性。文中对比了模型参考自适应的速度估算方法,在所提出的转子磁链观测模... 在自抗扰技术的基础上建立了磁链的闭环扩张状态观测器模型。该模型不用对系统进行参数辨识就可以抑制内部参数摄动和外部干扰的影响,因此该观测模型有更强的鲁棒性。文中对比了模型参考自适应的速度估算方法,在所提出的转子磁链观测模型的基础上,利用李亚普诺夫稳定定律推得了速度观测自适应律。 展开更多
关键词 自抗扰 参数摄动 扩张状态 转子磁链观测
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基于自抗扰控制的导弹电液舵机系统研究 预览 被引量:7
12
作者 付永领 陈辉 +1 位作者 刘和松 祁晓野 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期 1051-1055,共5页
针对导弹电液舵机伺服系统中的高非线性、模型参数时变性等复杂因素,首先建立了舵系统的数学模型,将负载变化和不确定性扰动视为一个综合总扰动项,然后利用扩张状态观测器(ESO)对其进行观测和补偿,并基于自抗扰控制(ADRC)技术设计... 针对导弹电液舵机伺服系统中的高非线性、模型参数时变性等复杂因素,首先建立了舵系统的数学模型,将负载变化和不确定性扰动视为一个综合总扰动项,然后利用扩张状态观测器(ESO)对其进行观测和补偿,并基于自抗扰控制(ADRC)技术设计了一个不依赖于数学模型的控制器。采用该方法设计的控制器不仅能满足系统对快速性和稳态精度的要求,而且有效抑制了负载变化和不确定性扰动对系统的影响。仿真结果表明系统有较强的鲁棒性和适应性,验证了该控制方案的可行性和有效性。 展开更多
关键词 电液舵机伺服系统 扩张状态观测器 自抗扰控制 鲁棒性 适应性
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基于自抗扰控制技术的鲁棒制导律设计 预览 被引量:1
13
作者 张晨光 陈大融 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第6期 7-10,共4页
利用自抗扰控制技术,设计了一种对未知目标机动具有较强鲁棒性的制导律。运用扩张状态观测器对系统非线性部分、通道间耦合项以及目标机动加速度的总和进行估计,并实时给予动态补偿,实现了动态反馈线性化和解耦控制,然后设计了非线... 利用自抗扰控制技术,设计了一种对未知目标机动具有较强鲁棒性的制导律。运用扩张状态观测器对系统非线性部分、通道间耦合项以及目标机动加速度的总和进行估计,并实时给予动态补偿,实现了动态反馈线性化和解耦控制,然后设计了非线性反馈控制器。仿真结果表明,该制导律能有效抑制视线角速度的波动,保证导弹命中目标。 展开更多
关键词 制导律 自抗扰控制 扩张状态观测器 非线性反馈
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自抗扰控制器在气压伺服控制系统中的应用
14
作者 王燕波 包钢 王祖温 《大连海事大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期 6-10,15,共6页
为提高控制系统的鲁棒性,增强干扰抑制能力,提出了适用于气压伺服系统的自抗扰控制器方案,并讨论了控制参数的整定.自抗扰控制器为非线性控制器,由跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律3部分构成.扩张状态观测... 为提高控制系统的鲁棒性,增强干扰抑制能力,提出了适用于气压伺服系统的自抗扰控制器方案,并讨论了控制参数的整定.自抗扰控制器为非线性控制器,由跟踪微分器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律3部分构成.扩张状态观测器可以实时观测系统状态和扩张状态,从而实现全状态反馈及系统不确定性和外扰的补偿控制.自抗扰控制器的设计不依赖于被控系统的精确数学模型,并对内外扰有较强的抑制能力,在整个系统工作区间都有良好的鲁棒性.仿真结果表明,自抗扰控制器对气动伺服系统模型的不确定性以及外干扰的鲁棒性较好,且具有较优的动态性能. 展开更多
关键词 气压伺服系统 非线性控制 自抗扰控制器 扩张状态观测器
Novel Fault Diagnosis Scheme for HVDC System via ESO 预览
15
作者 YAN Bing-yong TIAN Zuo-hua SHI Song-jiao 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期 88-93,共6页
A novel fault detection and identification(FDI)scheme for HVDC(High Voltage Direct Current Transmission)system was presented.It was based on the unique active disturbance rejection concept,where the HVDC system faults... A novel fault detection and identification(FDI)scheme for HVDC(High Voltage Direct Current Transmission)system was presented.It was based on the unique active disturbance rejection concept,where the HVDC system faults were estimated using an extended states observer(ESO).Firstly,the mathematical model of HVDC system was constructed,where the system states and disturbance were treated as an extended state.An augment HVDC system was established by using the extended state in rectify side and converter side,respectively.Then,a fault diagnosis filter was established to diagnose the HVDC system faults via the ESO theory.The evolution of the extended state in the augment HVDC system can reflect the actual system faults and disturbances,which can be used for the fault diagnosis purpose.A novel feature of this approach is that it can simultaneously detect and identify the shape and magnitude of the HVDC faults and disturbance.Finally,different kinds of HVDC faults were simulated to illustrate the feasibility and effectiveness of the proposed ESO based FDI approach.Compared with the neural network based or support vector machine based FDI approach,the ESO based FDI scheme can reduce the fault detection time dramatically and track the actual system fault accurately.What's more important,it needs not do complex online calculations and the training of neural network so that it can be applied into practice. 展开更多
关键词 高压直流输电系统 故障检验与识别 故障诊断 分支状态观测器
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目标自动跟踪参数辨识模型的工程化动态辨识 预览 被引量:4
16
作者 常天庆 周启煌 邱晓波 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2006年第1期 7-9,13,共4页
为解决机动目标参数辨识模型工程应用问题。采用扩张状态观测器等先进的非线性滤波算法,从实测的含有观测噪声的目标位置数据的序列中,直接估计出机动目标运动的一阶、二阶、三阶导数。并结合目标运动模型辨识的理论算法,在工程应用... 为解决机动目标参数辨识模型工程应用问题。采用扩张状态观测器等先进的非线性滤波算法,从实测的含有观测噪声的目标位置数据的序列中,直接估计出机动目标运动的一阶、二阶、三阶导数。并结合目标运动模型辨识的理论算法,在工程应用上首次实现了机动目标运动模态和运动模型的双重动态辨识,完成了目标模型动态辨识的工程化设计。 展开更多
关键词 扩张状态观测器 模型的动态辨识 参数辨识模型
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自抗扰控制技术滤波特性的研究 预览 被引量:50
17
作者 宋金来 甘作新 韩京清 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期 110-112,119,共4页
给出了自抗扰控制技术用于滤波的研究结果,提供了一些仿真实例.结果表明,这种新型的控制技术对高频噪声具有较好的滤波特性.通过应用实例并与卡尔曼滤波相比,显示了其优越性和实用性.
关键词 自抗扰控制 滤波特性 跟踪微分器 扩张状态观测器 数字控制
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基于新型观测器的海洋重力测量数据处理方法 预览
18
作者 庞晓楠 王洪志 《青岛大学学报:自然科学版》 CAS 2003年第4期 62-64,共3页
为进一步改善对海洋重力测量数据处理的实时性,提出了基于扩张状态观测器的处理方法,在消除海洋重力测量数据中海浪高频干扰的同时跟踪重力变化,并进行了仿真分析,结果表明,应用扩张状态观测器不仅可以有效虑除海浪噪声干扰,还可以对重... 为进一步改善对海洋重力测量数据处理的实时性,提出了基于扩张状态观测器的处理方法,在消除海洋重力测量数据中海浪高频干扰的同时跟踪重力变化,并进行了仿真分析,结果表明,应用扩张状态观测器不仅可以有效虑除海浪噪声干扰,还可以对重力的变化进行跟踪,证明了该处理方法的有效性. 展开更多
关键词 海洋重力测量 扩张状态观测器 数据处理 滤波因子 垂向加速度 不确定函数 ESO
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一种可完全线性化的不同类型混沌系统同步方法 预览 被引量:1
19
作者 杨涛 陈治纲 邵惠鹤 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第10期 1463-1465,共3页
讨论可完全线性化的不同类型混沌系统之间的同步问题.根据滑模控制原理求取混沌同步控制形式,利用扩张状态观测器对系统信息进行渐进估计,把复杂的滑模控制策略变为可实现的控制方式,以此实现具有不确定性混沌系统的同步.以Duffing和Van... 讨论可完全线性化的不同类型混沌系统之间的同步问题.根据滑模控制原理求取混沌同步控制形式,利用扩张状态观测器对系统信息进行渐进估计,把复杂的滑模控制策略变为可实现的控制方式,以此实现具有不确定性混沌系统的同步.以Duffing和Vander Pol系统为例进行仿真,效果良好. 展开更多
关键词 可完全线性化 混沌同步 保密通讯 滑模控制 扩张状态观测器
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滑模控制策略在具有不确定性的混沌系统同步中的应用 预览
20
作者 杨涛 张斌 邵惠鹤 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第12期 16-22,共7页
根据滑模控制原理求取混沌同步控制形式,利用扩张状态观测器对系统信息进行渐进估计,得到物理可实现的同步控制策略,以此实现具有不确定性混沌系统的同步.以Duffing和Vander Pol系统为例进行仿真,效果良好.
关键词 混沌同步 滑模控制 扩张状态观测器 保密通信
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