扰动补偿

摘要： 鉴于某舰载随动系统存在摩擦、海况等扰动因素,为提升系统控制精度及鲁棒性,提出了一种基于相位补偿的非奇异快速终端滑模控制(NFTSM+ARBF+TTD)方法。将泰勒公式与非线性函数fhan相结合,构造跟踪微分器,旨在减小相位延迟。在抑制微分过程噪声的基础上,应用泰勒公式进行相位补偿。设计自适应神经网络(ARBF)逼近扰动项,减小了非奇异快速终端滑模(NFTSM)中的抖振。扰动估计结果表明,与RBF相比,应用ARBF逼近扰动能够有效抑制微分峰值,更接近扰动真实值。半实物仿真实验中,正弦跟踪结果表明NFTSM+ARBF控制策略的跟踪误差比NFTSM减小一半左右,具备良好动态跟踪性能,适用于该交流伺服系统。

摘要： 针对传统PI调节器在负载剧烈突变时控制性能不佳及使用传统滑模观测器抖振严重的问题,文中以感应电机为研究对象,提出了一种基于滑模观测器和传统PI调节器的扰动实时补偿方案。通过改进型的扰动观测器对系统扰动进行实时观测估算,将估算出的扰动反馈至PI调节器进行前馈补偿,从而有效提高电机控制性能,改善抖振现象。文中搭建了基于MATLAB的仿真平台和TMS320F28335 DSP的实验平台,对所研究的改进滑模观测器扰动前馈补偿方法与常规单PI调节、常规滑模观测器扰动补偿进行了对比分析。该结果验证了所提方案的有效性与可行性,速度超调量优化了0.5%,响应时间为30 ms。

摘要： 板球系统是一个非线性、欠驱动、强耦合二维拓展平面,对其开发研究成果可以应用到各种平台上。回顾板球系统的非线性、不确定性、摩擦力和噪声等扰动影响因素,从系统模型、控制方法以及噪声扰动补偿策略等角度切入,分别在动力学模型和视觉伺服模型2个层面对国内外的研究进展进行综述。当前运动控制研究多集中于较为理想的简化数学模型,为实现板球系统的精确控制,运动控制研究须从常规工况向极限工况拓展,但是极限工况下板球系统的非线性和强耦合特征显著增强,对系统建模以及控制算法的自适应性和鲁棒性的要求提高。同时,为应对复杂数学模型下的包含噪声扰动等不确定性扰动问题,考虑干扰观测器和滤波器扰动补偿策略需要深入研究。扰动补偿可以抑制或消除不确定性扰动或未建模动态模式的影响,而滤波器则可以有效处理测量噪声和过程噪声估计动态系统的状态。运动控制的实现依赖于高效先进的控制算法,可见开发高效控制算法亟需解决。最后归纳了板球控制系统目前存在的主要难点,结合小波神经网络对板球控制系统存在的问题及研究方向进行了展望。

摘要： 针对无刷双馈发电机(BDFG)在三相电压对称跌落时的控制问题,提出了一种解决方案。首先,根据发电机特点建立了简化降阶模型,分析常规控制策略下控制绕组电压与反电动势之间的不平衡关系,进而提出了一种改进的控制策略。在改进的控制策略中,将电网电压暂降视为一种扰动,并将电压指令值的变化趋势作为扰动补偿项添加到控制绕组指令值中,从而抵消了惯性环节的影响,使系统平稳运行。并通过实验验证了改进控制策略的可行性与有效性。

摘要： 针对周期参考信号下的离散时间系统,提出一种幂次吸引控制系统设计方法。基于幂次吸引律构造离散重复控制器,实现周期性扰动的完全抑制,并采取扰动观测技术对扰动非周期成分进行有效抑制。为了刻画系统误差的动态性能,给出离散吸引律的吸引指标表达式,包括吸引域、绝对吸引层、稳态误差带以及最大收敛步数,并对不同幂次的稳态误差带进行比较,为幂次选取提供依据。数值仿真与实验结果验证了所提设计方法的有效性。

摘要： 以Boost变换器的大扰动控制为研究对象,针对基于储能函数模型的Boost滑模控制器,在输入电压和负载大扰动时输出存在静态误差的现象,设计一种基于扰动补偿的强鲁棒性动态滑模控制器,根据输入电压和负载的变化方向和变化量进行动态调整储能函数滑模面,提出采用保形分段三次插值方法实现能量补偿,使得调整后的滑模面能够自适应大扰动下的Boost变换器控制需求,并提出将动态滑模面与指数趋近律相结合,使得Boost变换器在有限时间消除静态误差。最后利用Matlab/Simulink进行系统仿真验证,仿真结果表明:采用本文控制方法的系统具有较好的动态响应调节特性和稳态误差调节特性,仿真结果与理论分析吻合。

摘要： 为了提高光电稳瞄平台的扰动补偿能力,提出了一种基于自抗扰的改进内模控制策略.以经电流环化简后的方位轴速度环为控制对象,采用内模控制给定系统期望输出轨迹,将基于自抗扰的鲁棒控制律引入到内模控制结构中降低模型误差和外部扰动对系统的影响,提高抗扰动能力.给出了所提出控制器的设计方法与闭环控制系统结构,仿真对比实验验证了所提策略的高性能表现,结果表明,所提方法对于系统参数摄动具有很强的鲁棒性,与标准内模控制以及PI相比具有更高的稳定精度.

摘要： 针对直流配电网母线电压稳定性问题,设计了一种变增益线性扩张状态观测器(variable gain linear extended state observer,VGLESO),有效地解决了传统高增益线性扩张状态观测器(linear extended state observer extended state ob-server,LESO)在运行初始阶段输出存在峰值的问题.在此基础上进一步提出了一种变增益滑模自抗扰控制策略,将其应用到直流配电网AC-DC双向变流器控制系统中的电压外环.变增益滑模自抗扰控制策略在不需要增加额外电流传感器的情况下,就能够实现对系统总扰动的快速跟踪和补偿,有效地抑制了母线电压波动,提高了系统的动态响应.从理论上证明了VGLESO和变增益滑模自抗扰控制策略的稳定性.最后通过MATLAB/Simulink验证了该控制策略的可行性与正确性.

摘要： 高压加热器系统用于汽轮机部分抽汽给水的加热,各加热器系统的水位是一个具有多种外部扰动的非自平衡对象,给控制系统的设计带来了难度.自抗扰控制(ADRC)是一种非线性控制器,对多数不确定系统的强干扰具有很强的鲁棒性和适应性,由跟踪微分器(TD)、扩展状态观测器(ESO)、非线性反馈(NLSEF).为了更好地控制锅炉高压加热器水位,本文应用自抗扰控制器来提高其控制精度、鲁棒性和抗干扰能力.通过理论分析和仿真实验测试,并与PID控制进行比较.实验结果表明,自抗扰控制器满足稳态响应系统的指标,对汽包水位的控制具有良好的及时性和准确性.

摘要： 高压加热器系统用于汽轮机部分抽汽给水的加热,各加热器系统的水位是一个具有多种外部扰动的非自平衡对象,给控制系统的设计带来了难度。自抗扰控制(ADRC)是一种非线性控制器,对多数不确定系统的强干扰具有很强的鲁棒性和适应性,由跟踪微分器(TD)、扩展状态观测器(ESO)、非线性反馈(NLSEF)。为了更好地控制锅炉高压加热器水位,本文应用自抗扰控制器来提高其控制精度、鲁棒性和抗干扰能力。通过理论分析和仿真实验测试,并与PID控制进行比较。实验结果表明,自抗扰控制器满足稳态响应系统的指标,对汽包水位的控制具有良好的及时性和准确性。

摘要： 以搭建的自治水下机器人一机械手系统为对象,通过水池实验分析了载体分系统的响应特性。针对传统的反馈控制在载体控制中的不足,将输入补偿项和机械手扰动补偿项作为载体控制的前馈项,设计了水下机器人复合校正控制器。水池实验验证了方法的可行性和有效性。

摘要： 本文针对中国新一代光学遥感卫星所提出的高精度、高稳定度、快速机动与稳定控制的需求,提出了卫星多级协同控制技术,实现了载荷的振动隔离、扰动补偿和指向调节功能,达到了姿态快、准、稳的控制要求.首先,本文利用Kane方法和牛顿欧拉方法建立了卫星多级动力学模型.其次,通过设计两级协同主被动一体化控制方法,不仅实现了卫星姿态的快速机动能力,还实现了星体的主被动一体化扰动抑制,在低频段通过主动控制环节补偿了星体的姿态偏差,中频段通过主动控制环节抑制了共振峰,高频段利用被动挠性环节衰减了星体的高频振动,从而使载荷获得较星体更高的精度与稳定度.最后,通过数值仿真的形式,验证了本文所设计的两级协同主被动一体化控制方法的有效性,显著提升了平台载荷的姿态控制指标,为中国静止轨道高精度高光谱探测卫星的发展提供了技术基础.

摘要： 提出了一种适用于深海采矿扬矿管重载半主动型升沉补偿系统，由位移反馈控制器、速度反馈控制器和扰动补偿控制器组成的复合控制器：并详细讨论了该复合控制器中各控制器的设计。仿真和模拟实验研究证明了所设计的复合控制器是有效的。

摘要： 本文从补偿原理、仿真及实际电路方面,介绍了基于扰动被偿和重复控制的SPWM开关功率放大器,使测试电源在提高带负载能力的同时,满足提高输出稳定度及降低输出失真度.

摘要： 为了提高惯性器件仿真的真实性，飞行仿真转台被广泛应用与半实物仿真系统。但是飞行仿真转台的响应误差、响应滞后、非线性等特性影响了整个半实物仿真系统的性能。文中采用卡尔曼滤波器对转台的状态进行估计，并设计了带有前馈的闭环控制器，减小了飞行仿真转台的低频的相位滞后。通过对转动轴上的转动惯量进行辨识，控制器的参数可以自动调整来减小负载惯量变化对系统的影响。同时控制器对系统的力矩扰动进行了补偿，减小了飞行仿真转台小信号运行时的非线性特性。

摘要： 为了提高惯性器件仿真的真实性，飞行仿真转台被广泛应用与半实物仿真系统。但是飞行仿真转台的响应误差、响应滞后、非线性等特性影响了整个半实物仿真系统的性能。文中采用卡尔曼滤波器对转台的状态进行估计，并设计了带有前馈的闭环控制器，减小了飞行仿真转台的低频的相位滞后。通过对转动轴上的转动惯量进行辨识，控制器的参数可以自动调整来减小负载惯量变化对系统的影响。同时控制器对系统的力矩扰动进行了补偿，减小了飞行仿真转台小信号运行时的非线性特性。

摘要： 为了提高惯性器件仿真的真实性，飞行仿真转台被广泛应用与半实物仿真系统。但是飞行仿真转台的响应误差、响应滞后、非线性等特性影响了整个半实物仿真系统的性能。文中采用卡尔曼滤波器对转台的状态进行估计，并设计了带有前馈的闭环控制器，减小了飞行仿真转台的低频的相位滞后。通过对转动轴上的转动惯量进行辨识，控制器的参数可以自动调整来减小负载惯量变化对系统的影响。同时控制器对系统的力矩扰动进行了补偿，减小了飞行仿真转台小信号运行时的非线性特性。

摘要： 为了提高惯性器件仿真的真实性，飞行仿真转台被广泛应用与半实物仿真系统。但是飞行仿真转台的响应误差、响应滞后、非线性等特性影响了整个半实物仿真系统的性能。文中采用卡尔曼滤波器对转台的状态进行估计，并设计了带有前馈的闭环控制器，减小了飞行仿真转台的低频的相位滞后。通过对转动轴上的转动惯量进行辨识，控制器的参数可以自动调整来减小负载惯量变化对系统的影响。同时控制器对系统的力矩扰动进行了补偿，减小了飞行仿真转台小信号运行时的非线性特性。

摘要： 针对熔融体温度非线性特性强、受干扰严重的特点，采用了自抗扰控制策略来实现温度控制.利用安排过渡过程的策略来增强系统的快速性与鲁棒性；利用扩张状态观测器实现对于系统的内扰与外扰的统一估计和补偿，大大提高系统的抗干扰能力.对所采用的自抗扰控制算法进行了仿真研究.结果表明，控制精度高，系统快速性好，并且具有很好的鲁棒性.试验结果表明，采用自抗扰控制算法的基于ATMeg32单片机的熔体流动速率仪控制器具有较高的测量精度，并且能够实现试验过程的微计算机综合控制管理.

摘要： 针对熔融体温度非线性特性强、受干扰严重的特点，采用了自抗扰控制策略来实现温度控制.利用安排过渡过程的策略来增强系统的快速性与鲁棒性；利用扩张状态观测器实现对于系统的内扰与外扰的统一估计和补偿，大大提高系统的抗干扰能力.对所采用的自抗扰控制算法进行了仿真研究.结果表明，控制精度高，系统快速性好，并且具有很好的鲁棒性.试验结果表明，采用自抗扰控制算法的基于ATMeg32单片机的熔体流动速率仪控制器具有较高的测量精度，并且能够实现试验过程的微计算机综合控制管理.

摘要： 本发明涉及一种用于补偿由于扰动力在转子上的作用而在主动磁轴承的转子中引起的至少一个低频机械扰动振荡的方法。该机械扰动振荡具有在转子的旋转频率以下的扰动振荡频率。该方法包括以下步骤：a）分析低频机械扰动振荡，b）确定用于在转子中产生抵消机械扰动振荡的机械补偿力的补偿力，以及c）向转子施加补偿力，其中，借助于被从磁轴承控制电路解耦的主动磁轴承的至少一个补偿控制电路来执行步骤a）、b）和c）。

摘要： 本发明公开一种星载雷达对航天器平台扰动实时补偿解耦方法，该方法包含：星载雷达搜索时，三轴稳定速率陀螺实时检测航天器平台姿态角的变化量和变化方向；航天器平台姿态角的变化量和变化方向通过坐标变换得出星载雷达姿态角的变化量和变化方向；当星载雷达姿态角的变化量超过预设阈值，星载雷达设定搜索补偿角；搜索补偿角的值为星载雷达姿态角的变化量；搜索补偿角的补偿方向与星载雷达的搜索方向垂直并与星载雷达姿态角的变化方向相反；星载雷达的伺服机构根据搜索补偿角对星载雷达的姿态角进行实时补偿控制。本发明利用航天器平台的自身资源，实现对星载雷达伺服机构的实时补偿，无需占用航天器宝贵的体积、重量和功耗资源，节省资源。

摘要： 本发明涉及一种用于补偿由于扰动力在转子上的作用而在主动磁轴承的转子中引起的至少一个低频机械扰动振荡的方法。该机械扰动振荡具有在转子的旋转频率以下的扰动振荡频率。该方法包括以下步骤：a）分析低频机械扰动振荡，b）确定用于在转子中产生抵消机械扰动振荡的机械补偿力的补偿力，以及c）向转子施加补偿力，其中，借助于被从磁轴承控制电路解耦的主动磁轴承的至少一个补偿控制电路来执行步骤a）、b）和c）。

摘要： 本发明公开一种星载雷达对航天器平台扰动实时补偿解耦方法，该方法包含：星载雷达搜索时，三轴稳定速率陀螺实时检测航天器平台姿态角的变化量和变化方向；航天器平台姿态角的变化量和变化方向通过坐标变换得出星载雷达姿态角的变化量和变化方向；当星载雷达姿态角的变化量超过预设阈值，星载雷达设定搜索补偿角；搜索补偿角的值为星载雷达姿态角的变化量；搜索补偿角的补偿方向与星载雷达的搜索方向垂直并与星载雷达姿态角的变化方向相反；星载雷达的伺服机构根据搜索补偿角对星载雷达的姿态角进行实时补偿控制。本发明利用航天器平台的自身资源，实现对星载雷达伺服机构的实时补偿，无需占用航天器宝贵的体积、重量和功耗资源，节省资源。

摘要： 一种控制力矩陀螺框架系统高频扰动的自适应补偿方法，适用于频率固定或具有频率漂移特性的高频力矩干扰的自适应补偿应用。本专利提供了一种控制力矩陀螺框架系统高频扰动的自适应前馈补偿方法，可实现在框架响应带宽低于转子频率的情况下，将转子动不平衡扰动频率幅值衰减至10％以下。从而极大程度地削弱了目前框架转速中最大的扰动因素即转子动不平衡扰动。实现将框架转速稳定度提升一倍，进而将控制力矩陀螺的输出力矩的稳定度也提升了一倍。

摘要： 本发明公开了一种基于滑模与扰动补偿的低速直驱电机扰动抑制方法，应用于航空航天、机器人、数控机床等直驱伺服技术领域。本发明针对滑模控制器设计复杂，同时低速运行时对时变扰动抑制效果不明显的缺点，采用低速滑模控制器与降阶状态观测器时变扰动补偿相结合的方式，降低了系统结构复杂度，提升了电机低速运行时扰动抑制效果。本发明公开的方法，滑模控制器主要抑制低频扰动影响，无需提供扰动信息，结构设计简单，同时加入负载扰动前馈补偿，能够驱动电机在极低转速下同时抑制低频和中高频转矩脉动，提升了直驱伺服电机低速运行时的控制精度。

摘要： 本发明提出了一种基于H∞原理的扰动观测器的吊舱系统的扰动补偿方法，用于消除吊舱系统中机械耦合、摩擦以及外界扰动对系统稳定性的影响。该方法通过在吊舱系统的速度内回路中加入扰动观测器，由于扰动观测器的补偿效果取决于标称模型的建模精度和前馈滤波器的设计，而摩擦环节会引起对象的不确定变化。基于H∞的扰动观测器可以保证在吊舱平台特性变化时，依旧具有良好的扰动抑制能力。

摘要： 本发明涉及一种船用高精度控制扰动补偿稳台及补偿控制方法，包括：用于搭载负载的负载平台；用于感知柔性组件对各个方向的压力情况的压电轴承，压电轴承上至少设置有三个方向的压电传感器；用于连接其上的垂直电机、横向电机和纵向电机以实现移动并带动万向节运动的移动平台，用于提前感知扰动的柔性组件；用于读取压电轴承的数据并进行快速并行处理，且控制垂直电机、横向电机和纵向电机进行补偿的处理器。本发明由于柔性杆的设计对扰动进行了迟滞分时处理，通过处理器可以在柔性杆争取到的迟滞时间内将扰动消除，而现有技术都为后补偿，只能尽量小的、尽量快的减小扰动干扰，而不是消除干扰。

摘要： 本发明提供一种基于小波神经网络的机械臂扰动补偿方法，主要分为干扰信号预测以及前馈反馈补偿两部分。干扰信号预测部分针对非线性信号预测精度低、实时性差，采用小波神经网络分析的时变近周期干扰信号在线预测模型，提高扰动预测准确率；前馈反馈补偿部分针对机器人末端定位精度低，采用前馈反馈联合补偿控制方法，通过建立的机械臂运动学模型，计算关节补偿角加入到前馈控制系统中，提高补偿效果，进而提高机械臂末端定位精度。

摘要： 本发明涉及高精度伺服控制系统领域，尤其涉及一种基于扰动补偿的PMSM伺服系统的快速有限时间复合控制方法；该方法首先通过有限时间干扰观测器对伺服系统的集总扰动进行估计，并将扰动估计值进行前馈补偿；最后，得到了一种基于扰动补偿的快速有限时间复合控制律，将其作为快速有限时间复合速度控制器，以实现永磁同步电机伺服系统在扰动影响下的控制。本发明利用有限时间干扰观测器提升了扰动观测误差收敛的速度，提高了扰动的补偿效果；同时该复合控制器实现了系统的有限时间控制，并有效地减小了系统的上升时间，实现了系统在大偏差工况下的快速响应。