本文探讨的是基于干扰观测器的具有不匹配干扰的非线性系统抗干扰控制策略。干扰观测器(Disturbance Observer)是现代控制理论中用于估计系统干扰的一种有效工具,通过实时观测干扰,可以在控制过程中对干扰进行补偿,从而提高系统的性能。 干扰观测器的基本原理是利用系统输出与期望输出之间的差值来估计干扰。在实际应用中,干扰可能来自于外部环境、系统参数的不确定性、模型误差等各种因素。这些干扰可能对系统的稳定性和性能产生不利影响。特别是对于非线性系统而言,干扰的影响更为复杂,因此需要有效的控制策略来克服干扰带来的不良影响。 本文所提出的抗干扰控制方案,是针对一类具有不匹配干扰的非线性系统。所谓不匹配干扰,指的是这些干扰并不完全符合系统模型的预期结构,它们可能在系统的不同部分、不同的控制通道中出现,对系统控制输入产生干扰。这类干扰的建模和补偿比匹配干扰更具有挑战性。 为了解决这一问题,本文提出了一个基于干扰观测器的控制方案,通过结合干扰观测器技术与后推方法(back-stepping method)来设计控制器。后推方法是当前非线性控制系统设计中一个非常重要的技术,它通过逐步设计每一个子系统的控制器,最终实现整个系统的稳定控制。后推方法特别适合处理非线性系统中的控制问题,因为它可以系统地将复杂的非线性系统分解为更易于处理的低阶子系统。 本文作者在以往的研究基础上,扩展了对于具有不匹配干扰的更一般化非线性系统的控制策略。在提出的新方案中,干扰观测器用于估计和补偿不匹配干扰的影响,而后推方法用于构建整个系统的稳定控制器。这种复合控制策略不仅能够有效抵抗干扰,而且能够保证闭环系统的半全局一致最终有界(Semi-Global Uniformly Ultimate Bounded,SGUUB)稳定性。 文章还介绍了干扰观测器控制策略在20世纪80年代末出现,随后在多个控制领域得到了应用。近年来,干扰观测器控制策略与其他控制方法如H∞控制、滑模控制、自适应控制、模糊控制等相结合,形成了多种复合控制方案。然而,将干扰观测器与后推方法结合的复合控制方案的报道却很少。在本文中,作者提出了一种新的结合干扰观测器技术和后推方法的控制方案,并通过数值例子的模拟实验来验证该控制方案的可行性和有效性。 关键词包括抗干扰控制、干扰观测器、不匹配干扰。通过本论文的研究,我们可以了解到关于干扰观测器在抗干扰控制中应用的最新进展,以及如何结合后推方法解决不匹配干扰问题。这些知识对于理解和设计非线性系统的抗干扰控制方案具有重要的理论价值和实践意义。 此外,本文的工作为解决实际工程中遇到的非线性系统的干扰问题提供了新的思路和方法,特别是在那些干扰复杂且难以精确建模的场合。虽然由于OCR扫描的原因,本文内容可能存在个别字识别错误或漏识别,但通过上下文的语境和相关领域的知识,我们仍能理解文章的主要内容和贡献。
2024-11-07 11:29:49 196KB 研究论文
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ADC 50 60 Hz 控干扰的抑制技术 许多工业设置需要抑制50 Hz和60 Hz干扰。本应用笔记介绍如何使用AD7708/AD7718、AD7709、AD7719、AD7782/AD7783 Σ-Δ型ADC实现这些频率的最佳抑制。 ### ADC 50 60 Hz 干扰抑制关键技术解析 #### 一、引言 在众多工业场景中,特别是那些需要使用高精度模数转换器(Analog-to-Digital Converter, ADC)进行数据采集的应用中,来自电力系统的50Hz和60Hz干扰常常成为一大难题。本文将详细介绍如何通过合理配置AD7708/AD7718、AD7709、AD7719、AD7782/AD7783等Σ-Δ型ADC来实现对这些频率的高效抑制。 #### 二、电力线路频率及其干扰 全球范围内的交流电频率主要分为两种标准:50Hz和60Hz。这些频率可能会通过电源变压器、无屏蔽电缆或电气设备辐射等方式对电信号造成干扰。除了基频干扰外,还可能存在其谐波成分,如100Hz、120Hz等,尽管这些谐波的强度通常低于基频。由于实际电网频率可能在50Hz或60Hz的基础上波动±1Hz,因此在使用高分辨率ADC测量低电平信号时,交流电干扰会成为一个严重的挑战。 #### 三、干扰抑制方法 ##### 1. 差分信号技术 若系统具备良好的共模抑制能力,则可以通过使用差分信号来抑制共模50Hz/60Hz干扰。然而,这种方法无法有效解决正常模式干扰问题。 ##### 2. 模拟滤波器 使用低通模拟滤波器是一种减少干扰的传统方法。为了有效地抑制50Hz和60Hz的干扰,滤波器通常需要有较低的截止频率和较高的阶次。但这不仅限制了可测量信号的带宽,而且高阶模拟滤波器的成本较高且占用较大的电路板空间。此外,模拟滤波器的截止频率容易受温度等因素的影响而发生变化。 ##### 3. 数字滤波器 数字滤波器作为替代方案,可以在特定的电力线路频率下实现优秀的抑制效果,并且可以同时衰减50Hz和60Hz的干扰,使得设备能够在不重新配置的情况下适用于不同的电网环境。设计数字滤波器时需考虑的关键参数包括:在50Hz±1Hz和60Hz±1Hz频率下的抑制效果、谐波抑制能力、滤波器建立时间以及滤波器的复杂度(这会影响功耗等其他因素)。例如,60dB的抑制效果足以将1mV的干扰电压衰减至1μV水平。 #### 四、Σ-Δ型ADC的特点及应用 Σ-Δ型ADC内置有数字滤波器,这是其架构中的关键组成部分之一。当正确配置后,该滤波器能够有效抑制电力线路频率的干扰,同时保持足够的带宽以测量输入信号。ADI公司的AD7708/AD7718、AD7709、AD7719、AD7782/AD7783等型号的ADC均采用了sinc3滤波器。 ##### 1. sinc3滤波器 - **滤波器响应**:sinc3滤波器的响应特性由滤波器的采样速率fS(通常是32.768kHz)和寄存器值SF决定。 - **滤波器特性**:sinc3滤波器具有较短的建立时间,使其在追求高速转换的同时也能保持低噪声性能。 - **滤波器配置**:sinc3滤波器响应仅能在斩波关闭模式下(ADMODE[7]=1)获得,如在AD7708/AD7718中。在该模式下,通道变化后的建立时间是转换间隔的三倍,以确保sinc3滤波器完全建立起来。 #### 五、结论 通过对Σ-Δ型ADC中的sinc3滤波器进行合理的配置,可以有效地抑制50Hz和60Hz的电力线路干扰。相较于传统的模拟滤波器,数字滤波器具有更高的灵活性和稳定性,能够更好地满足现代工业环境中对于高精度数据采集的需求。此外,通过选择合适的滤波器参数,可以在保持信号质量的同时降低系统成本并提高整体性能。
2024-08-17 16:48:18 382KB ADC 干扰抑制
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针对传统伺服系统运行中受扰动的问题,提出了基于干扰观测器的改进PID控制方法。通过干扰观测器来补偿扰动对伺服系统运行的影响,提高系统的跟踪精度。仿真和实验结果表明,该控制方法可有效提高系统的跟踪精度,增强伺服控制系统的适应性和鲁棒性。 伺服系统在现代工业自动化领域扮演着至关重要的角色,它们被广泛应用于精密定位、速度控制、力矩控制等任务。然而,传统的伺服系统在运行过程中常常受到各种内外部扰动,如机械摩擦、负载变动、参数漂移等,这些扰动会严重影响系统的跟踪精度和稳定性。为了解决这一问题,研究者提出了一种基于干扰观测器的伺服系统PID控制方法,旨在提高系统的抗扰动能力和跟踪性能。 PID控制器是工业控制中最常见的控制策略,由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分组成,可以有效地平衡系统的响应速度、稳定性和准确性。然而,当面对复杂环境和不确定性时,单纯的PID控制可能无法达到理想的控制效果。因此,引入干扰观测器的目的是实时估计并补偿这些未知扰动,使系统能够更好地跟踪设定值。 干扰观测器的设计原理是基于系统模型的差异,通过观测实际输出与模型预测输出之间的偏差,估算出等效的干扰信号,并将其反馈到控制输入端,实现对扰动的补偿。这种设计使得控制器能够“看见”并抵消那些无法直接测量的干扰,从而提高了系统的鲁棒性。 在具体实施中,通过构建适当的干扰观测器结构,可以有效地抑制伺服系统中的摩擦干扰,这对于改善系统的动态性能至关重要。例如,当伺服电机在低速运行时,摩擦力的影响尤为显著,干扰观测器可以显著减小由于摩擦引起的误差。 仿真和实验结果证实了这种方法的有效性。对比没有干扰观测器的伺服系统,引入干扰观测器后,系统的跟踪精度显著提升,极限环振荡现象得到消除,这表明系统的稳定性得到了增强。同时,系统的适应性和鲁棒性也有了明显的提升,能够在面临不确定性和扰动时保持良好的控制性能。 基于干扰观测器的伺服系统PID控制方法是一种有效的抗扰动策略,它通过实时估算和补偿干扰,提高了伺服系统的控制精度和鲁棒性。这种方法对于应对复杂工业环境中的伺服控制挑战具有重要的理论和实践价值,为未来伺服系统控制技术的发展提供了新的思路。
2024-08-16 11:42:35 365KB
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多智能体系统——竞争网络下异构多智能体系统的分组一致性问题 Group consensus of heterogeneous multi-agent system (附论文链接+源码Matlab) 多智能体系统——具有非线性不确定干扰的多智能体系统的固定时间事件触发一致性控制(附论文链接+源码Matlab) 2021年五一杯数学建模消防救援问题思路 2021年MathorCup A题自动驾驶中的车辆调头问题思路(附论文 程序链接)
2024-08-11 18:45:48 11KB 网络 网络 matlab
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全球定位系统(英文名:Global Positioning System,简称GPS),又称全球卫星定位系统,中文简称为“球位系”,是一个结合卫星及通讯发展的技术,利用导航卫星进行测时和测距的中距离圆型轨道卫星导航系统。
2024-07-17 15:32:30 9.26MB GPS
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文章主要对感性负载对机载电子设备的干扰及抑制措施研究
2024-06-07 09:33:49 139KB 感性负载
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由于IR2110内部不能产生负电压,因此在采用零电压关断IGBT时容易产生毛刺干扰,对此研究了IGBT体寄生二极管反向恢复过程,并结合IGBT的输入阻抗米勒效应,分析出IR2110零电压关断毛刺干扰产生原因,最后对IR2110典型零电压关断电路进行改进,设计一种带负充电泵的IR2110关断电路。经实验验证,该电路可有效解决IR2110的零电压关断毛刺干扰问题,保证逆变器的工作稳定性。
2024-06-04 10:22:34 90KB IR2110 反向恢复 米勒效应
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不同人工干扰条件下枸杞园害虫的风险性评估与防治策略,赵紫华,张蓉,本文建立了枸杞害虫风险评估体系2亚体系、5方面、14个指标的综合评价系统,运用害虫风险指数法与经验公式法对枸杞园主要害虫进行�
2024-03-22 23:51:41 381KB 首发论文
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摘要:传统的电路应用中经常会受到干扰及浪涌,从而引起电路不能正常工作,造成系统或设备的工作不稳定性、传输数据出现误差,甚至出现故障等。MORNSUN公司提供了一种的安全可靠的电源解决方案,B0505LM-1W系列产品隔离1000VDC ,能很好地保证,在其状态下不受干扰,正常工作,提高系统及设备的稳定性和可靠性。
2024-03-03 22:39:52 55KB 瞬态干扰 RS422 RS485
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基于CPCI结构变频器若直接采用CPCI机箱内部的开关电源,存在较为严重的电磁干扰,为了消除此电磁干扰,文中通过分析基于CPCI结构变频器的电磁干扰源及切断干扰源的方法,设计了一种电源处理方式,通过实际电路的杂散指标测试,得出该处理方式可以有效地隔离数字电路与模拟电路间的电磁干扰,降低开关电源对变频器的干扰及其输出纹波。此外,本设计可以为其他接收机电源设计提供参考。
2024-03-01 08:41:10 82KB 电磁干扰 开关电源 CPCI
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