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基于改进型Fal函数滤波器的扩张状态观测器设计 认领 引用
1
作者 丁美玲 陈慧蓉 张铮铮 《吉首大学学报（自然科学版）》 CAS 2026年第1期49-54,共6页
设计了一种改进型Fal函数滤波器,并分析了其滤波性能.仿真结果显示,该滤波器具有良好的滤波性能.在此基础上,将改进型Fal函数滤波器与扩张状态观测器(ESO)相结合,设计出一种改进型ESO.对比分析传统型ESO与改进型ESO对正弦信号和阶跃信... 设计了一种改进型Fal函数滤波器,并分析了其滤波性能.仿真结果显示,该滤波器具有良好的滤波性能.在此基础上,将改进型Fal函数滤波器与扩张状态观测器(ESO)相结合,设计出一种改进型ESO.对比分析传统型ESO与改进型ESO对正弦信号和阶跃信号中量测噪声的处理能力,仿真结果显示,改进型ESO在抑制噪声干扰与跟踪目标信号方面均表现出更优异的性能. 展开更多
关键词 Fal函数 滤波器 扩张状态观测器
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基于改进Fal函数的滤波器及扩张状态观测器研究 认领 引用 被引量：4
2
作者 秦耀 杨杰 +1 位作者 刘书云 曾海金 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2025年第2期684-692,共9页
Fal函数是非线性扩张状态观测器(Fal_NESO)的核心单元,其构成的滤波器(FalFilter)对于控制系统的性能具有重要影响.通过对FalFilter和Fal函数的性能分析,提出一种在定义域内连续可导且只有一个待整定参数的CFal函数,并证明了由CFal函数... Fal函数是非线性扩张状态观测器(Fal_NESO)的核心单元,其构成的滤波器(FalFilter)对于控制系统的性能具有重要影响.通过对FalFilter和Fal函数的性能分析,提出一种在定义域内连续可导且只有一个待整定参数的CFal函数,并证明了由CFal函数构成滤波器(CFalFilter)和非线性扩张状态观测器(CFal_NESO)的可行性;然后,联合CFalFilter和CFal_NESO,得到一种带滤波器的新型观测器(CFalFilter-CFal_NESO),用于处理测量环节含噪声干扰的情况;最后,通过典型实例将CFal函数与两个改进的Fal函数进行对比实验.实验结果表明,在跟踪速度趋近条件下,CFalFilter滤波效果最佳;仅改变Fal函数参数,CFal_NESO能够更好地提取噪声环境中的信号状态,同时减小因观测器阶数增加而带来的参数整定困难;在不改变参数条件下,CFalFilter-CFal_NESO进一步提高了对带有测量噪声信号的状态跟踪性能.所提CFalFilter、CFal_NESO和CFalFilter-CFal_NESO对于大多数非线性、高阶系统的滤波和观测均能适用,具有重要的学术意义和实际应用价值. 展开更多
关键词 非线性扩张状态观测器 Fal函数滤波器 CFal函数 收敛性 稳定性 新型观测器
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基于改进fal函数的船用汽轮机自抗扰转速控制器 认领 引用 被引量：3
3
作者 周毓金 孙文彩 +1 位作者 杨兴儒 胡凌峰 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第13期107-112,共6页
在新型全电推进船舶的发电汽轮机转速控制中,传统控制算法存在调节时间长、抗扰能力差和鲁棒性不足等问题。鉴于此,本文借鉴了“小误差大增益,大误差小增益”的思想,利用对数函数和双曲正切函数对原有的fal函数进行改进,提出一种基于改... 在新型全电推进船舶的发电汽轮机转速控制中,传统控制算法存在调节时间长、抗扰能力差和鲁棒性不足等问题。鉴于此,本文借鉴了“小误差大增益,大误差小增益”的思想,利用对数函数和双曲正切函数对原有的fal函数进行改进,提出一种基于改进fal函数的汽轮机转速自抗扰控制器。仿真验证表明,与线性自抗扰控制器和PID控制器相比,改进后的自抗扰控制器在汽轮机甩不同负荷时能更好地抑制转速飞升。此外,在油动机油压异常情况下,也展现出了更强的鲁棒性。 展开更多
关键词 汽轮机甩负荷试验 自抗扰控制器 扩张状态观测器 fal函数
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改进自抗扰的可控永磁悬浮托辊控制方法 认领 引用
4
作者 胡坤 孙亚伟 +2 位作者 蒋浩 陈卓 许刚 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2026年第2期29-38,共10页
目的针对可控永磁悬浮托辊的非线性特性且易受外部负载冲击干扰影响的问题。方法提出一种基于改进Levant微分器与改进扩张观测器的自抗扰控制(SAT-ADRC)方法。首先,建立可控永磁悬浮托辊动力学模型;其次,采用Sigmoid函数对Levant微分器... 目的针对可控永磁悬浮托辊的非线性特性且易受外部负载冲击干扰影响的问题。方法提出一种基于改进Levant微分器与改进扩张观测器的自抗扰控制(SAT-ADRC)方法。首先,建立可控永磁悬浮托辊动力学模型;其次,采用Sigmoid函数对Levant微分器进行改进,分析改进前后Levant微分器以及ADRC中TD微分器的输出性能,同时,利用反正切与双曲正切函数设计一种新型fal函数引入到扩张观测器中,融合改进的Levant微分器与新型fal函数的扩张观测器,设计了SAT-ADRC控制方法。结果仿真与实验结果表明,相较于PID与传统ADRC控制方法,所提出的SAT-ADRC控制方法具有较快的响应速度以及良好的抑制噪声能力,在负载冲击扰动工况下,表现出较强的抗扰动能力。结论提出的控制方法能有效改善可控永磁悬浮托辊的动态特性,对于永磁悬浮系统的控制具有较好的参考价值。 展开更多
关键词 可控永磁悬浮托辊 自抗扰控制 Levant微分器 fal函数
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直驱式电静液作动器改进自抗扰控制 认领 引用 被引量：1
5
作者 耿瑞 陈雪炜 +1 位作者 陈立勋 谭草 《机床与液压》 北大核心 2026年第6期110-115,共6页
针对直驱式电静液作动器力控制过程中参数不确定性和外部干扰等因素影响控制性能的问题,提出一种基于扰动观测的改进自抗扰控制方法。建立系统状态空间方程,设计自抗扰控制器,将系统未知扰动以及模型不精确部分视为总扰动进行观测并补... 针对直驱式电静液作动器力控制过程中参数不确定性和外部干扰等因素影响控制性能的问题,提出一种基于扰动观测的改进自抗扰控制方法。建立系统状态空间方程,设计自抗扰控制器,将系统未知扰动以及模型不精确部分视为总扰动进行观测并补偿。针对自抗扰控制器中fal函数在分段点处不可导,导致系统产生高频抖振、降低控制精度的问题,采用比例项和双曲正切函数相结合的拟合方法。由于双曲正切函数具有无限次可导的特性,能够确保控制律的光滑性,从而设计出连续光滑的faln函数,将其与fal函数进行对比分析,结果表明:faln函数在分段点处的连续性及平滑性更优异,有效抑制了系统的高频振荡。进而设计改进自抗扰控制器。最后,基于李雅普诺夫函数证明改进自抗扰控制器的稳定性。结果表明:改进自抗扰控制器的响应时间较自抗扰控制器和PID控制器分别降低30.76%和67.86%,跟踪误差的平均值分别降低51.73%和30%,有效提升了系统的跟踪性能;在持续干扰力的作用下,改进自抗扰控制器的稳态误差相比自抗扰控制器和PID控制器分别降低了35.56%和95.85%,有效提升了系统的抗干扰性能。 展开更多
关键词 直驱式电静液作动器 力控制 自抗扰控制 fal函数 扰动观测
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基于分数阶滑模自抗扰的压电定位台轨迹跟踪控制 认领 引用
6
作者 郑后强 康升征 +1 位作者 王浩文 李涛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第2期218-230,共13页
为了实现压电定位台的高精度跟踪控制,针对迟滞、模型不确定以及负载扰动等非线性因素对压电定位台运动精度的影响,设计了一种分数阶终端滑模自抗扰控制器,以实现系统高精度跟踪控制性能。首先,将分数阶理论、终端滑模理论和自抗扰理论... 为了实现压电定位台的高精度跟踪控制,针对迟滞、模型不确定以及负载扰动等非线性因素对压电定位台运动精度的影响,设计了一种分数阶终端滑模自抗扰控制器,以实现系统高精度跟踪控制性能。首先,将分数阶理论、终端滑模理论和自抗扰理论相结合,实现系统状态跟踪误差在有限时间内收敛。然后,基于改进的fal非线性函数设计了一种新型连续可导的趋近律以进一步减少抖振。最后,在压电定位台上进行了轨迹跟踪对比实验,实验结果表明,对于幅值为10μm的正弦期望轨迹且负载重量为200 g时,所设计的控制器均方根误差为0.0246μm,相较于PID、整数阶终端滑模和神经网络整数阶终端滑模三种控制方法的均方根误差精度分别提高76.66%,48.00%和43.32%,在40 Hz参考指令信号下分数阶终端滑模自抗扰控制器将压电定位台的均方根误差降低到了0.1869μm,并在不同负载下均具有良好的跟踪性能,削弱了抖振现象,同时对模型不确定性以及负载扰动具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 压电定位台 分数阶 滑模控制 fal函数 扩张状态观测器
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基于改进粒子群优化算法的进气压力系统自抗扰控制 认领 引用
7
作者 赵洋 白克强 万金鹏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2026年第5期266-284,共19页
针对航空发动机飞行环境模拟过渡态实验过程中发动机气流突变干扰、系统模型不确定性以及反馈信号中存在噪声等问题,本文提出一种基于改进粒子群优化算法(IPSO)的改进自抗扰控制(IADRC)方法,以提高进气压力控制系统的抗扰能力与稳定性... 针对航空发动机飞行环境模拟过渡态实验过程中发动机气流突变干扰、系统模型不确定性以及反馈信号中存在噪声等问题,本文提出一种基于改进粒子群优化算法(IPSO)的改进自抗扰控制(IADRC)方法,以提高进气压力控制系统的抗扰能力与稳定性。针对传统自抗扰控制器(Active Disturbance Rejection Controller,ADRC)中的fal函数存在误差增益过大、易引发系统抖振的问题,设计了一种改进型非线性误差反馈函数(Ifal函数),与其他改进的非线性误差反馈函数进行了对比,并基于李雅普诺夫稳定性理论对闭环控制系统进行了稳定性分析,实现抗扰性能与系统稳定性的有效平衡。针对IADRC存在待整定参数较多,且参数范围较广、人工整定困难的问题,引入改进粒子群优化算法对控制器进行参数整定,提高了参数优化的精度与效率。基于进气压力控制系统平台,开展了3种工况下的仿真实验和半物理试验,并与PID,ADRC,线性自抗扰控制器(LADRC),IADRC和基于粒子群优化算法的IADRC(PSO-IADRC)进行了对比分析。仿真结果表明,本文设计的IPSO-IADRC控制精度更高、调节速度更快及抗干扰能力更强,与当前工程中使用的ADRC相比,在无噪声情况下,压力最大偏离值减少79.27%;在强噪声情况下,压力最大偏离值减少81.63%;在半物理试验情况下,压力最大超调量降低了67.49%,有效抑制了调节阀的摆动幅度。本文提出的IPSO-IADRC方法有效提升了飞行环境模拟进气压力控制系统的动态响应性能和抗扰能力,为提高发动机试验评估的准确性提供了技术支撑。 展开更多
关键词 进气压力控制系统 调节阀 自抗扰控制 fal函数 粒子群优化算法 参数整定
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自抗扰fal函数改进及在四旋翼姿态控制中的应用 认领 引用 被引量：65
8
作者 陈志旺 张子振 曹玉洁 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期1901-1907,共7页
将自抗扰控制器(ADRC)应用于四旋翼飞行器姿态控制.首先,对扩张状态观测器(ESO)进行理论分析,对扩张状态观测器中的非线性fal函数进行改进,得到改进型faln函数,并对改进后的状态观测器进行收敛性判断;然后,将传统的fal函数与改进型faln... 将自抗扰控制器(ADRC)应用于四旋翼飞行器姿态控制.首先,对扩张状态观测器(ESO)进行理论分析,对扩张状态观测器中的非线性fal函数进行改进,得到改进型faln函数,并对改进后的状态观测器进行收敛性判断;然后,将传统的fal函数与改进型faln函数进行仿真实验对比,以验证改进型faln函数能够更好地达到"大误差,小增益"的效果;最后,将改进的faln函数应用于四旋翼飞行器姿态控制,仿真结果表明,改进后的faln函数具有比传统fal函数更优的抗扰效果. 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 自抗扰控制器 扩展状态观测器 fal函数 姿态控制
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Fal函数滤波器的分析及应用 认领 引用 被引量：48
9
作者 王宇航 姚郁 马克茂 《电机与控制学报》 EI 北大核心 2010年第11期88-91,99,共4页
Fal函数是一种特殊的非线性结构,是自抗扰控制器中扩张状态观测器(ESO)的核心部分。提出了Fal函数滤波器,对于噪声有较好的滤波效果,并分析了Fal函数滤波器的滤波特性。提出了一种基于Fal函数滤波器的新型ESO,用于处理量测环节带有噪声... Fal函数是一种特殊的非线性结构,是自抗扰控制器中扩张状态观测器(ESO)的核心部分。提出了Fal函数滤波器,对于噪声有较好的滤波效果,并分析了Fal函数滤波器的滤波特性。提出了一种基于Fal函数滤波器的新型ESO,用于处理量测环节带有噪声干扰的情况。与扩展一阶状态到ESO的方法以及扩展滤波器方程到ESO的方法相比,该新型ESO无须扩展ESO的阶数,避免了因阶数增加带来的观测误差增大以及参数整定问题。数值仿真表明,该新型ESO对于带有量测噪声的系统具有较好的状态跟踪效果。 展开更多
关键词 Fal函数 扩张状态观测器 自抗扰控制 滤波器
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Fal函数的改进及3种新型非线性扩张状态观测器 认领 引用 被引量：18
10
作者 蒲明 刘鹏 熊皑 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期1655-1662,共8页
首先分析现有fal函数和传统非线性扩张状态观测器中存在的6类问题,提出一种固定时间收敛的fal函数,其收敛速度快于传统fal函数,且收敛时间上界与初始误差无关;然后,分别设计基于新型fal函数的非线性扩张状态观测器、指数收敛非线性扩张... 首先分析现有fal函数和传统非线性扩张状态观测器中存在的6类问题,提出一种固定时间收敛的fal函数,其收敛速度快于传统fal函数,且收敛时间上界与初始误差无关;然后,分别设计基于新型fal函数的非线性扩张状态观测器、指数收敛非线性扩张状态观测器和全新结构的固定时间收敛非线性扩张状态观测器;最后,通过仿真验证这3种新型的非线性扩张状态观测器的估计总误差相对于传统非线性扩张状态观测器分别减少15.4%、16.9%和93.8%,对应的被控状态总误差分别减少13.6%、30.4%和78.3%. 展开更多
关键词 fal函数 非线性 扩张状态观测器 多输入多输出 固定时间收敛 指数收敛
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基于FAL函数滤波的动力定位自抗扰控制器设计 认领 引用 被引量：1
11
作者 郭亮琨 杨宣访 王家林 《计算技术与自动化》 2021年第4期8-13,20,共6页
针对动力定位系统数学模型不够精确,而且具有很强的非线性特性问题,采用自抗扰控制算法设计其控制器。该控制算法无需精确的数学模型,主要利用扩张状态观测器估计船舶运动位置、速度和总扰动,最后通过反馈控制对其进行补偿,从而实现船... 针对动力定位系统数学模型不够精确,而且具有很强的非线性特性问题,采用自抗扰控制算法设计其控制器。该控制算法无需精确的数学模型,主要利用扩张状态观测器估计船舶运动位置、速度和总扰动,最后通过反馈控制对其进行补偿,从而实现船舶动力定位的精确控制。但实际工程中,船舶的测量系统的测量噪声是难以避免的,为了避免测量噪声的影响,针对所设计的扩张状态观测器采用FAL函数滤波器,在测量信号进入扩张状态观测器之前进行滤波,以减小测量噪声的影响。从而使得其反馈控制更加精确。最后以一艘供给船为例进行仿真分析,验证了所设计非线性控制器的有效性和鲁棒性。 展开更多
关键词 船舶动力定位 自抗扰控制器 FAL函数滤波
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矿井中永磁提升机改进型自抗扰控制方法 认领 引用
12
作者 王随岭 张维君 李宁 《煤炭技术》 CAS 2026年第9期176-180,共5页
针对矿井永磁电机在转速控制过程中精度差、抗干扰能力弱的缺点,对传统自抗扰控制方法进行了改进。本文提出一种新型的非线性newfal(·)函数,并在此newfal(·)函数上对扩张状态观测器(ESO)进行了改进,旨在提高自抗扰控制的抗干... 针对矿井永磁电机在转速控制过程中精度差、抗干扰能力弱的缺点,对传统自抗扰控制方法进行了改进。本文提出一种新型的非线性newfal(·)函数,并在此newfal(·)函数上对扩张状态观测器(ESO)进行了改进,旨在提高自抗扰控制的抗干扰性和稳定性,满足矿用场景的应用。通过模拟矿井电机提升控制中多种不同工况的情况,对比PI控制、传统线性自抗扰控制以及改进后的自抗扰控制三种控制方法下永磁电机的控制效果,仿真结果表明,改进后的自抗扰器具有更快的响应速度、更高的精度和更强的鲁棒性,在矿井提升控制中能有较好的应用效果。 展开更多
关键词 永磁电机 矿井提升 自抗扰控制 fal(·)函数
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自抗扰fal函数的改进及在无拖曳卫星中的应用 认领 引用 被引量：6
13
作者 乔鑫宇 周文雅 吴国强 《航天控制》 CSCD 北大核心 2022年第4期38-44,共7页
针对自抗扰控制器在无拖曳卫星应用时瞬态性能以及鲁棒性上的不足,提出了自抗扰控制器非线性fal函数的改进形式——faln函数。函数通过调节函数大误差段增益,提高扩张状态观测器的抗差能力,以改善控制系统的性能。将faln函数与现有的自... 针对自抗扰控制器在无拖曳卫星应用时瞬态性能以及鲁棒性上的不足,提出了自抗扰控制器非线性fal函数的改进形式——faln函数。函数通过调节函数大误差段增益,提高扩张状态观测器的抗差能力,以改善控制系统的性能。将faln函数与现有的自抗扰控制器形式进行对比仿真分析,结果表明faln函数可以让控制器拥有更快速、平稳的过渡过程,可以很好地提升无拖曳系统的控制性能。 展开更多
关键词 无拖曳卫星 自抗扰控制器 扩展状态观测器 fal函数
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基于改进fal函数的无人直升机姿态自抗扰研究 认领 引用 被引量：6
14
作者 华桑暾 邱亚峰 陈成 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2022年第4期1-6,共6页
为提高无人直升机的姿态控制能力,针对fal函数拐点处不平滑易引起系统抖振、误差较大时系统增益较大等问题,提出一种改进fal函数,改写非线性误差反馈律,并重新应用于自抗扰控制中得到改进ADRC算法。基于已建立的无人直升机动力学模型,通... 为提高无人直升机的姿态控制能力,针对fal函数拐点处不平滑易引起系统抖振、误差较大时系统增益较大等问题,提出一种改进fal函数,改写非线性误差反馈律,并重新应用于自抗扰控制中得到改进ADRC算法。基于已建立的无人直升机动力学模型,通过Matlab/Simulink进行姿态角跟踪以及在白噪声和阶跃干扰下的抗干扰仿真。仿真结果表明,改进fal函数在拐点处具有更好的平滑性,基于改进fal函数的ADRC在无人直升机姿态角跟踪中依旧具有良好的响应速度和超调性,抗干扰能力较传统ADRC更好。 展开更多
关键词 动力学模型 改进fal函数 自抗扰控制 姿态控制
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基于改进浣熊优化算法的光电稳定平台改进自抗扰控制 认领 引用 被引量：4
15
作者 冯建鑫 朱振凯 +1 位作者 龚柏春 胥彪 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2025年第3期238-247,共10页
针对在不确定性扰动下光电稳定平台高精度控制问题,使用改进自抗扰控制器对系统进行控制。对扩张状态观测器中fal函数进行改进得到MIAfal函数。首先,将稳定平台速度输出变化和速度输出误差信号加入fal函数,根据扰动和误差大小调整增益,... 针对在不确定性扰动下光电稳定平台高精度控制问题,使用改进自抗扰控制器对系统进行控制。对扩张状态观测器中fal函数进行改进得到MIAfal函数。首先,将稳定平台速度输出变化和速度输出误差信号加入fal函数,根据扰动和误差大小调整增益,不增加输出抖振的同时增强了系统抗扰能力;另外,针对不同系统对非线性函数特性要求各不相同,难以用单一特定函数满足系统需求的问题,使用多项式拟合fal函数,保证函数光滑性的同时,调整多项式系数即可满足不同观测器的非线性需求,提升稳定平台抗扰性能。针对改进后fal函数参数较多难以调试的问题,引入并改进浣熊优化算法,分别利用佳点集和Logistic映射优化种群初始化分布和全局寻优。测试函数表明改进后的优化算法收敛速度更快,寻优精度更高。仿真结果表明,在正弦信号输入下,MIAfal函数相较于fal函数对扰动带来的误差和抖振均有所降低。实验结果表明,在不同频率和幅值的正弦扰动下,MIAfal函数相较于fal函数对扰动带来的误差影响可以减少29.6%41.2%。 展开更多
关键词 光电稳定平台 自抗扰控制器 fal函数 参数整定 群智能优化算法
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基于改进萤火虫群优化算法的永磁同步电机级联控制 认领 引用 被引量：4
16
作者 冯立杰 靳科新 张虎翼 《制造技术与机床》 CAS 北大核心 2025年第9期137-145,共9页
针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统的鲁棒性和稳态性能易受外部干扰和参数调整等因素影响,提出一种基于改进萤火虫群优化(glowworm swarm optimization,GSO)算法的自抗扰控制(active disturbance reje... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统的鲁棒性和稳态性能易受外部干扰和参数调整等因素影响,提出一种基于改进萤火虫群优化(glowworm swarm optimization,GSO)算法的自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)和改进超螺旋滑模控制(super-twisting sliding mode control,STSMC)相结合的控制方法。首先,采用改进的GSO算法对自抗扰控制器参数进行优化整定,解决传统自抗扰控制器参数选择困难、初始条件敏感及鲁棒性不足等问题,进而将优化后的ADRC运用到转速环。其次,将改进的STSMC运用到电流环,以解决传统滑模控制抖振严重、稳态性能差以及控制系统对数学模型精度要求较高的缺陷。最后,对该控制方法进行应用仿真,结果表明采用该控制方法能有效降低超调量和稳态误差,提高系统的抗干扰能力,加快响应时间。所提出的方法不仅验证了其可行性和优越性,还为永磁同步电机控制系统的设计提供一定参考建议。 展开更多
关键词 永磁同步电机 改进超螺旋滑模控制 自抗扰控制 萤火虫群优化算法 改进fal函数
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基于自抗扰的四旋翼无人机全局积分滑模姿态控制 认领 引用
17
作者 刘朝涛 刘斯达 +1 位作者 王瑞 周渡金 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2025年第10期48-54,共7页
为应对四旋翼无人机姿态调控过程中面临的内外部扰动及模型不确定性挑战,提出一种融合了自抗扰控制(ADRC)和全局积分滑模控制(SMC)的姿态控制器。首先,基于ADRC设计了完整姿态调控架构,着眼于扩张状态观测器(ESO)在扰动抑制方面的局限性... 为应对四旋翼无人机姿态调控过程中面临的内外部扰动及模型不确定性挑战,提出一种融合了自抗扰控制(ADRC)和全局积分滑模控制(SMC)的姿态控制器。首先,基于ADRC设计了完整姿态调控架构,着眼于扩张状态观测器(ESO)在扰动抑制方面的局限性,设计tfal函数取代传统的fal函数,从而增强了ESO对于扰动的估计与补偿性能。将SMC引入到ADRC中以提高系统的快速响应特性。在传统积分滑模面的基础上引入全局滑模函数用于提高系统的鲁棒性,并设计饱和函数解决SMC的抖振问题。然后利用Lyapunov定理对设计的全局积分滑模自抗扰控制器进行稳定性分析。最后,测试了四旋翼无人机在不同工况下的响应曲线。实验结果表明,提出的全局积分SMCADRC姿态控制器具有抗干扰能力强和响应速度快的特性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 自抗扰控制 滑模控制 姿态控制 fal函数
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改进自抗扰控制谐波式电动舵机伺服系统 认领 引用 被引量：28
18
作者 张明月 杨洪波 +2 位作者 章家保 丁同超 贾宏光 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期99-108,共10页
针对电动舵机系统的非线性、快时变等特点，提出了改进的自抗扰控制器以改善系统的位置跟踪性能。首先，给出电动舵机的系统模型及控制策略，分析了系统中非线性因素的影响；设计了改进自抗扰控制器，并利用现代控制理论给出了控制器参... 针对电动舵机系统的非线性、快时变等特点，提出了改进的自抗扰控制器以改善系统的位置跟踪性能。首先，给出电动舵机的系统模型及控制策略，分析了系统中非线性因素的影响；设计了改进自抗扰控制器，并利用现代控制理论给出了控制器参数的选择方法。然后，在舵机系统中进行仿真分析，验证了该控制器的可行性。最后，基于谐波式电动舵机对改进的自抗扰控制器与常规自抗扰控制器及PI控制器进行对比实验。实验结果表明：跟踪10sin（5πt）正弦信号时，改进自抗扰控制器能够消除位置平顶和速度死区，相位滞后为0．08722rad跟踪±1°-±15°角位置时，上升时间为9～18ms，超调量为0～7．25％，稳态均方差为0．00760～0．01083，性能明显优于常规自抗扰控制器和PI控制器。得到的数据显示该控制器减少了设计参数，位置跟踪超调量小，响应时间快，稳态均方差小，改善了舵机系统的动态和稳态性能。 展开更多
关键词 电动舵机 自抗扰控制器 Fal函数 摩擦模型 伺服控制
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用于永磁同步电机周期性转速脉动抑制的重复控制 认领 引用 被引量：9
19
作者 张巧芬 刘彦呈 +2 位作者 郭昊昊 张峰魁 郭晨 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期432-440,共9页
本文针对电流测量误差、逆变器死区效应等非理想因素造成永磁同步电机转速周期性脉动的问题,在转速外环设计插入式转速自适应重复控制器,实现对电机转速的平滑稳定控制.首先,分析各种非理想因素引起永磁同步电机稳态转速周期性脉动的机... 本文针对电流测量误差、逆变器死区效应等非理想因素造成永磁同步电机转速周期性脉动的问题,在转速外环设计插入式转速自适应重复控制器,实现对电机转速的平滑稳定控制.首先,分析各种非理想因素引起永磁同步电机稳态转速周期性脉动的机理.其次,为保证附加转速自适应重复控制器后的系统稳定性,设计零相位FIR低通滤波器、线性相位补偿器和重复控制器增益系数.在此基础上,引入fal函数,解决附加重复控制器导致的系统动态调节过程超调过大问题.实验结果验证了本文所提方法的有效性. 展开更多
关键词 永磁电机 转速 脉动 重复控制 fal函数
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基于扰动观测器补偿的机械臂非奇异快速终端滑模控制 认领 引用 被引量：29
20
作者 孙国法 赵尔全 +1 位作者 张国巨 黄鸣宇 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期1506-1515,共10页
针对机械臂系统在实际应用中存在的建模误差及未知扰动问题,设计了一种基于扰动观测器的改进型非奇异快速终端滑模控制策略.通过扰动观测器准确估计系统存在的总扰动,并设计恰当的非线性增益函数使扰动观测误差指数收敛,实现了对控制器... 针对机械臂系统在实际应用中存在的建模误差及未知扰动问题,设计了一种基于扰动观测器的改进型非奇异快速终端滑模控制策略.通过扰动观测器准确估计系统存在的总扰动,并设计恰当的非线性增益函数使扰动观测误差指数收敛,实现了对控制器的前馈补偿.考虑到终端滑模存在的奇异性问题,结合扰动观测器设计了非奇异快速终端滑模控制器,在保证跟踪误差有限时间收敛的同时抑制了滑模控制固有的抖振现象.同时在控制器设计过程中,用fal函数代替sig函数有利于削弱滑模控制抖振,提高系统稳定性及跟踪精度.最后,利用MATLAB软件进行实验仿真,验证了所设计控制器的有效性. 展开更多
关键词 机械臂控制 非奇异快速终端滑模控制器 fal函数 扰动观测器 滑模控制 有限时间收敛
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