基于干扰观测器的一类不确定非线性系统自适应二阶动态terminal滑模控制 被引量：16

1

作者 张强 袁铸钢 许德智 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期179-187,共9页

针对一类不确定非线性系统的跟踪控制问题,在考虑建模误差、参数不确定和外部干扰情况下,以其拥有良好的跟踪性能以及强鲁棒性为目标,提出基于回归扰动模糊神经网络干扰观测器(recurrent perturbation fuzzy neural networks disturbanc... 针对一类不确定非线性系统的跟踪控制问题,在考虑建模误差、参数不确定和外部干扰情况下,以其拥有良好的跟踪性能以及强鲁棒性为目标,提出基于回归扰动模糊神经网络干扰观测器(recurrent perturbation fuzzy neural networks disturbance observer,RPFNNDO)的鲁棒自适应二阶动态terminal滑模控制策略.将回归网络、模糊神经网络和sine-cosine扰动函数各自优势相结合,给出一种回归扰动模糊神经网络结构,提出RPFNNDO设计方法,保证干扰估计准确性;构造基于带有指数函数滑模面的二阶快速terminal滑模面,给出其控制器设计过程,避免了滑模到达阶段、传统滑模的抖振问题,采用具有指数收敛的鲁棒项抑制干扰估计误差对系统跟踪性能的影响,利用Lyapunov理论证明闭环系统的稳定性;将该方法应用于混沌陀螺系统同步控制仿真实验,结果表明所提方法的有效性. 展开更多

关键词 非线性系统 二阶动态terminal滑模控制 自适应控制 干扰观测器 模糊神经网络

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基于二阶动态Terminal滑模的近空间飞行器控制 被引量：11

2

作者 蒲明 吴庆宪 +1 位作者 姜长生 张军 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1056-1062,共7页

针对近空间飞行器飞行速度极高,气动参数变化剧烈,外界扰动大,控制精度要求高等特点,设计了基于二阶动态Terminal滑模的控制方案。Terminal滑模能在有限时间内收敛的特性加快了系统跟踪速度;二阶动态滑模的引入,使得滑模面及其部分阶导... 针对近空间飞行器飞行速度极高,气动参数变化剧烈,外界扰动大,控制精度要求高等特点,设计了基于二阶动态Terminal滑模的控制方案。Terminal滑模能在有限时间内收敛的特性加快了系统跟踪速度;二阶动态滑模的引入,使得滑模面及其部分阶导数为零,并且得到在时间本质上连续的控制器,有效克服了传统滑模的抖振问题。最后,仿真结果表明了二阶动态滑模去除抖振的优越性和整体控制方案的有效性。 展开更多

关键词 近空间飞行器 二阶动态terminal滑模控制 有限时间收敛 克服抖振

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基于非线性干扰观测器的二阶动态Terminal滑模在近空间飞行器控制中的应用 被引量：6

3

作者 蒲明 吴庆宪 +1 位作者 姜长生 程路 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期68-75,共8页

针对近空间飞行器飞行包络大、飞行速度快、气动参数变化剧烈、系统建模存在不确定性、受外界扰动大和控制精度要求高等特点,首先设计了基于二阶动态Terminal滑模的控制方案.Terminal滑模能在有限时间收敛的特性加快了系统跟踪速度;二... 针对近空间飞行器飞行包络大、飞行速度快、气动参数变化剧烈、系统建模存在不确定性、受外界扰动大和控制精度要求高等特点,首先设计了基于二阶动态Terminal滑模的控制方案.Terminal滑模能在有限时间收敛的特性加快了系统跟踪速度;二阶动态滑模的引入,使得滑模面及其部分阶导数为零,并且得到在时间本质上连续的控制器,有效克服了传统滑模的抖振问题.然后采用非线性干扰观测器逼近复合干扰.根据复合干扰逼近值设计控制器补偿项,进一步提高控制精度和削弱抖振.基于李雅普诺夫理论,严格证明了系统稳定性.最后将所设计控制方案用于近空间飞行器姿态角跟踪仿真实验,仿真结果表明了该控制方案跟踪精度高、速度快、鲁棒性强,且有效去除了滑模的抖振. 展开更多

关键词 近空间飞行器 二阶动态terminal滑模控制 有限时间收敛 克服抖振 非线性干扰观测器

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二阶Terminal滑模控制规律及其Windup效应的研究

4

作者 于红芸 鲍永平 顾文锦 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S8期689-692,共4页

文中提出的二阶Terminal滑模变结构控制方法有效消除传统滑模变结构产生的抖振,该方法既具有传统滑模变结构的特点,又能有效地消除传统滑模变结构所产生的抖振。同时,考虑了带有积分项的二阶Terminal滑模控制在控制受限的情况下的Windu... 文中提出的二阶Terminal滑模变结构控制方法有效消除传统滑模变结构产生的抖振,该方法既具有传统滑模变结构的特点,又能有效地消除传统滑模变结构所产生的抖振。同时,考虑了带有积分项的二阶Terminal滑模控制在控制受限的情况下的Windup效应。将一种Anti-Windup补偿器应用于该控制系统。将此方法用在非线性的多输入多输出微喷十字梁试验系统,仿真结果表明,该方法确实有效地消除了抖振,而且鲁棒性也很强。 展开更多

关键词 十字梁 二阶terminal滑模控制 变结构 抖振削弱 Windup效应

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基于扩张状态观测器和Terminal滑模的HVDC非线性鲁棒控制器设计 被引量：8

5

作者 李天云 张志华 +1 位作者 陈峰 张宇辉 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期190-195,共6页

针对高压直流输电系统(HVDC)强非线性和模型不确定性的特点,提出了一种基于扩张状态观测器(extended stateobserver,ESO)和Terminal滑模的HVDC非线性鲁棒控制策略。首先利用Terminal滑模设计出系统的虚拟控制输入,再由ESO来估计系统的... 针对高压直流输电系统(HVDC)强非线性和模型不确定性的特点,提出了一种基于扩张状态观测器(extended stateobserver,ESO)和Terminal滑模的HVDC非线性鲁棒控制策略。首先利用Terminal滑模设计出系统的虚拟控制输入,再由ESO来估计系统的内、外扰动以及不确定因素,并将其动态补偿到系统中,设计出了整流侧定电流和逆变侧定关断角非线性控制器。仿真结果表明,与常规的PI控制器相比,该控制器表现出良好的动态性能和稳态性能,提高了系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 扩张状态观测器 terminal滑模控制 高压直流输电 鲁棒性 动态补偿

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二阶动态滑模控制在移动机械臂输出跟踪中的应用 被引量：24

6

作者 吴玉香 胡跃明 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期411-415,420,共6页

针对移动机械臂的输出跟踪问题,结合高阶滑模控制和动态滑模控制的设计思想为其设计了一种二阶动态滑模控制器.首先给出了包括驱动电机动态特性的移动机械臂的简化动态模型,然后通过微分同胚和输入变换将其分解为四个低阶子系统,并给出... 针对移动机械臂的输出跟踪问题,结合高阶滑模控制和动态滑模控制的设计思想为其设计了一种二阶动态滑模控制器.首先给出了包括驱动电机动态特性的移动机械臂的简化动态模型,然后通过微分同胚和输入变换将其分解为四个低阶子系统,并给出了其输出跟踪的二阶动态滑模控制器的设计方法.仿真结果表明,所设计的二阶动态滑模控制器不仅能很好地跟踪给定轨迹,而且能有效地削弱滑模控制系统的抖振. 展开更多

关键词 移动机械臂 二阶动态滑模控制 跟踪控制 电机动态

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一类非线性系统的动态面二阶滑模控制 被引量：8

7

作者 梁勇 尚安利 邓方林 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2004年第10期1468-1470,1522,共4页

针对一类具有非匹配不确定的严格反馈非线性系统,基于动态面控制和二阶滑模控制设计方法,进行一种新颖的状态反馈控制器设计,实现了不确定系统任意小的跟踪误差。动态面控制类似于反演设计,但其包含一系列低通滤波器;低通滤波器允许控... 针对一类具有非匹配不确定的严格反馈非线性系统,基于动态面控制和二阶滑模控制设计方法,进行一种新颖的状态反馈控制器设计,实现了不确定系统任意小的跟踪误差。动态面控制类似于反演设计,但其包含一系列低通滤波器;低通滤波器允许控制对象数学模型不可微,这样就避免了反演设计所存在的"膨胀项",减少了计算量,易于实现。同时,由于引入二阶滑模控制,消除了传统滑模控制(一阶滑模控制)存在的抖振现象,既增强了控制系统的鲁棒性,又提高了系统的控制精度。 展开更多

关键词 低通滤波器 动态面控制 二阶滑模 反演

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基于动态二阶滑模控制算法的导弹自动驾驶仪设计 被引量：4

8

作者 尚安利 于德海 顾文锦 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期50-53,共4页

尾控型侧滑转弯(STT)导弹过载输出跟踪模型具有非最小相位的特性,系统的零动态或内部动态不稳定,所以不能直接应用反馈线性化和滑模控制等算法设计导弹过载输出控制器。为了设计方便,首先将导弹数学模型的线性部分进行规范形转化;然后... 尾控型侧滑转弯(STT)导弹过载输出跟踪模型具有非最小相位的特性,系统的零动态或内部动态不稳定,所以不能直接应用反馈线性化和滑模控制等算法设计导弹过载输出控制器。为了设计方便,首先将导弹数学模型的线性部分进行规范形转化;然后将输出跟踪问题转化为状态跟踪问题,则可采用滑模控制设计自动驾驶仪。通过构造动态滑模输出,使得系统零动态稳定;采用全局二阶滑模控制来消除抖振。仿真结果表明,所提出的方法可使导弹的输出过载准确跟踪制导指令,而且切换抖动得到有效抑制。 展开更多

关键词 自动控制技术 二阶滑模 非最小相位 零动态 抖振

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焊接机器人非奇异Terminal滑模控制系统研究 被引量：1

9

作者 孙辉辉 訾斌 +2 位作者 钱森 李清伟 杨根喜 《机械设计》 CSCD 北大核心 2012年第8期40-44,共5页

针对焊接机器人不确定性系统的特点,进行了非奇异Terminal滑模控制系统研究。建立了焊接机器人动态模型;确定了控制系统的硬件结构,并在此基础上探讨了系统非奇异Terminal滑模控制的基本原理。最后,结合实例对焊接机器人非奇异Terminal... 针对焊接机器人不确定性系统的特点,进行了非奇异Terminal滑模控制系统研究。建立了焊接机器人动态模型;确定了控制系统的硬件结构,并在此基础上探讨了系统非奇异Terminal滑模控制的基本原理。最后,结合实例对焊接机器人非奇异Terminal滑模控制系统进行了数值仿真。结果表明,该控制系统的自适应性强,精度高,误差可以快速收敛到0。 展开更多

关键词 焊接机器人 terminal滑模控制 动态建模 数值仿真

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基于Terminal滑模鲁棒控制器设计及应用 被引量：2

10

作者 曲鑫 任章 《控制工程》 CSCD 北大核心 2011年第2期219-222,253,共5页

为了有效地消除被控系统中高度非线性,强耦合及参数不确定性对于控制系统所造成的影响,设计了Terminal滑模变结构动态逆控制方法。该方法通过引入一种增广滑模超平面,给出任意阶系统选择Terminal滑模面的具体数学表达式,并基于李雅普诺... 为了有效地消除被控系统中高度非线性,强耦合及参数不确定性对于控制系统所造成的影响,设计了Terminal滑模变结构动态逆控制方法。该方法通过引入一种增广滑模超平面,给出任意阶系统选择Terminal滑模面的具体数学表达式,并基于李雅普诺夫稳定性理论得出相应控制器,保证了输出跟踪误差能够在有限的时间内达到零,并且误差趋于零的时间可以根据情况任意设置。并以高超声速飞行器为例,设计了基于高超声速飞行器纵向模型的Terminal滑膜鲁棒控制器,使其能够在高度非线性、多变量和不稳定特性作用下,跟踪高度和速度指令。最后的仿真结果表明,采用Terminal滑模与动态逆相结合的控制方法,有效的弥补了非线性动态逆需要精确模型的缺点,有效地改善了整个控制系统的性能,使系统具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 鲁棒控制 terminal滑模 动态逆 高超声速

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基于逼近的动态面二阶滑模的船舶航向跟踪控制 被引量：1

11

作者 张凯 李铁山 赵蓉 《舰船科学技术》 北大核心 2017年第10期66-69,共4页

针对船舶航向非线性运动数学模型存在不确定性误差的情况下,提出一种新颖的动态面二阶滑模智能控制方法。首先采用动态面控制(DSC)技术,以消除传统Backstepping方法中存在的"计算爆炸"问题。为了削弱滑模控制中固有的抖振效应... 针对船舶航向非线性运动数学模型存在不确定性误差的情况下,提出一种新颖的动态面二阶滑模智能控制方法。首先采用动态面控制(DSC)技术,以消除传统Backstepping方法中存在的"计算爆炸"问题。为了削弱滑模控制中固有的抖振效应,提高系统的鲁棒性,引用了一种新颖的二阶滑模控制方法。然后直接利用径向基神经网络技术逼近模型误差,同时采用最少学习参数(MLP)技术,以减少控制器的计算负担,所设计的控制器可以保证闭环系统中所有信号一致最终有界,并使跟踪误差任意小,最后通过仿真验证所提算法的有效性。 展开更多

关键词 船舶航向控制 动态面控制(DSC) 二阶滑模控制 径向基神经网络 最少学习参数(MLP)

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高机动导弹非线性自动驾驶仪动态面控制 被引量：8

12

作者 唐治理 雷虎民 +1 位作者 刘代军 崔颢 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期1523-1525,共3页

提出了高机动非线性导弹自动驾驶仪的动态面控制器设计方法,该方法基于光滑二阶动态滑模,所设计的虚拟控制足够光滑,在利用反步法设计内环控制器时不需要进行积分滤波,克服了反步法所带来的项数膨胀问题。二阶动态滑模控制器能够对非匹... 提出了高机动非线性导弹自动驾驶仪的动态面控制器设计方法,该方法基于光滑二阶动态滑模,所设计的虚拟控制足够光滑,在利用反步法设计内环控制器时不需要进行积分滤波,克服了反步法所带来的项数膨胀问题。二阶动态滑模控制器能够对非匹配不确定性或未建模动态进行补偿,并且比传统滑模有更高的跟踪精度。在考虑了系统不确定性和外部干扰的情况下,仿真结果显示所设计的控制器有较强的鲁棒性和控制精度。 展开更多

关键词 动态面控制 光滑二阶动态滑模 虚拟控制 时标分离 鲁棒微分器

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基于超扭曲算法的无人机动态逆编队控制器设计 被引量：4

13

作者 杨婧 史小平 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第7期1380-1385,共6页

针对扰动条件下的无人机编队飞行控制系统,研究了一种将非线性动态逆(nonlinear dynamic inversion,NDI)理论与超扭曲算法相结合的非线性编队控制方法。以其中一架僚机的编队控制器设计为例,在无人机质心动力学和运动学模型的基础上,建... 针对扰动条件下的无人机编队飞行控制系统,研究了一种将非线性动态逆(nonlinear dynamic inversion,NDI)理论与超扭曲算法相结合的非线性编队控制方法。以其中一架僚机的编队控制器设计为例,在无人机质心动力学和运动学模型的基础上,建立了基于偏差的编队控制系统,从而将编队控制问题转化为僚机的路径跟踪问题;在二阶滑模控制中超扭曲算法的基础上,设计了僚机的NDI控编队控制器,以消除滑模算法中存在的抖振现象,并实现对位置指令的跟踪及干扰的抑制。最后以3架编队无人机构成的编队飞行控制系统为例,对此方法进行了数学仿真,仿真结果表明基于该方法的编队控制系统具有良好的稳定性和鲁棒性。 展开更多

关键词 二阶滑模控制 超扭曲算法 非线性动态逆 无人机 编队控制

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BTT导弹滚转通道无抖振滑模控制研究 被引量：1

14

作者 朱凯 齐乃明 +1 位作者 秦昌茂 陈军波 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期191-194,共4页

提出了一种基于舵机动态特性的BBT导弹滚转通道无抖振滑模控制方法。考虑到舵机的动态特性具有滤波性能,采用二阶终端滑模控制策略设计了舵机控制指令,利用舵机的滤波特性得到连续的实际控制,并在设计过程中充分考虑了导弹气动参数和舵... 提出了一种基于舵机动态特性的BBT导弹滚转通道无抖振滑模控制方法。考虑到舵机的动态特性具有滤波性能,采用二阶终端滑模控制策略设计了舵机控制指令,利用舵机的滤波特性得到连续的实际控制,并在设计过程中充分考虑了导弹气动参数和舵机模型的不确定性。仿真结果表明,本方法明显消除了控制信号的抖振,并具有良好的鲁棒性。 展开更多

关键词 二阶滑模控制 舵机动态特性 无抖振 终端滑模 滚转通道 不确定性

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高超声速飞行器自适应抗饱和再入控制 被引量：5

15

作者 都延丽 尹佳杰 +1 位作者 孟亦真 盛守照 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期833-841,共9页

高超声速飞行器(Hypersonic vehicle,HSV)再入过程中易发生舵面饱和现象,并且其动力学模型具有强烈不确定的特征,这导致其姿态控制系统的设计极富挑战性。针对舵面受限的非线性控制问题,提出外部Antiwindup系统结合二阶Terminal滑模控... 高超声速飞行器(Hypersonic vehicle,HSV)再入过程中易发生舵面饱和现象,并且其动力学模型具有强烈不确定的特征,这导致其姿态控制系统的设计极富挑战性。针对舵面受限的非线性控制问题,提出外部Antiwindup系统结合二阶Terminal滑模控制律的设计方法,能够实现对气动舵面饱和的控制补偿,使HSV快速平稳地跟踪指令信号。其次,针对HSV的强不确定控制问题,提出自适应滑模干扰观测器(Adaptive sliding mode disturbance observer,ASMDO)的方法来对再入气动参数不确定及强外界干扰进行估计,此方法无需干扰界已知且学习参数少,适合实时控制。最后,再入姿态控制的仿真结果表明了该控制方法的有效性和强鲁棒性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 再入 ANTI-WINDUP 二阶terminal滑模控制 自适应滑模干扰观测器

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基于遭遇点状态预测的复合控制前向拦截导引律 被引量：1

16

作者 张友安 吴华丽 +1 位作者 施建洪 张金鹏 《航空兵器》 2015年第1期16-22,共7页

为满足高空拦截高速机动目标的实际需求,研究了基于遭遇点状态预测的复合控制前向拦截导引律设计方法。根据二维前向拦截导引运动模型,对导引运动方程进行分段线性化处理求得解析解,据此预测发动机的使用。应用李雅普诺夫稳定性理论设... 为满足高空拦截高速机动目标的实际需求,研究了基于遭遇点状态预测的复合控制前向拦截导引律设计方法。根据二维前向拦截导引运动模型,对导引运动方程进行分段线性化处理求得解析解,据此预测发动机的使用。应用李雅普诺夫稳定性理论设计了基于二阶滑模的前向拦截导引律,考虑了复合控制系统的动态,使拦截导弹的前置角与目标的前置角成比例关系。仿真结果表明基于预测的复合控制前向拦截导引律在保证拦截导弹准确命中目标的情况下有效节省了发动机的使用,验证了本文方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 前向拦截 导引律 控制系统动态 二阶滑模 预测

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