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船用绳驱动并联打磨机器人二阶积分终端自适应滑模控制策略研究
1
作者 赵世龙 王生海 +4 位作者 何云鹏 韩广冬 李建 陈海泉 孙玉清 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期207-219,236,共14页
在船舶建造和维护过程中,人工打磨难度大、效率低、风险高,因此打磨作业成为船舶行业转型升级中的痛点之一。为此,提出一种船用绳驱动并联打磨机器人(cable-driven parallel grinding robot,CDPGR)。首先,采用Lagrange法建立了包含船舶... 在船舶建造和维护过程中,人工打磨难度大、效率低、风险高,因此打磨作业成为船舶行业转型升级中的痛点之一。为此,提出一种船用绳驱动并联打磨机器人(cable-driven parallel grinding robot,CDPGR)。首先,采用Lagrange法建立了包含船舶运动的CDPGR动力学模型。将打磨机构工作时的反作用力和船舶运动作为动力学模型的外部扰动。其次,因CDPGR在实际应用中易受到上述扰动的影响,且现有控制器控制精度不高,所以基于动力学模型提出了一种二阶积分终端自适应滑模控制器(second-order integral terminal adaptive sliding mode control,SOITASMC),并采用Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。进一步,在包含上述复杂工况的影响下,通过仿真验证了SOITASMC的有效性,并与现有控制器进行了对比。最后,搭建了CDPGR的缩比样机并进行了试验。试验条件下,SOITASMC较现有控制器稳态位置误差平均减小了0.05 m,稳态角度误差平均减小了1.09°,上升时间平均减小了0.8 s。并对打磨前后的铁板部分图像进行二值化处理,结果表明该部分铁板的光滑率从22.34%上升至69.51%。试验结果验证了SOITASMC的优越性和CDPGR实际打磨的有效性。此相关研究可为绳驱动并联机器人的实船应用提供新的思路与方法。 展开更多
关键词 绳驱动并联机器人 打磨机器人 动力学分析 二阶积分终端自适应滑模控制
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电驱动汽车横摆稳定性自适应积分终端滑模控制 被引量：1
2
作者 高伟 杨成源 邓召文 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第1期55-61,共7页
为提高分布式电驱动车辆的横摆稳定性,采用分层控制方法设计了一种基于自适应积分终端滑模控制的直接横摆力矩控制策略。控制策略上层设计了一种自适应积分终端滑模控制器以计算目标附加横摆力矩;控制策略下层以轮胎附着利用率最小为优... 为提高分布式电驱动车辆的横摆稳定性,采用分层控制方法设计了一种基于自适应积分终端滑模控制的直接横摆力矩控制策略。控制策略上层设计了一种自适应积分终端滑模控制器以计算目标附加横摆力矩;控制策略下层以轮胎附着利用率最小为优化目标,采用二次规划控制算法设计了转矩优化分配控制器;通过Matlab-CarSim联合仿真平台对控制策略的有效性进行了对比验证。仿真结果表明:在高附着系数路面下,应用自适应积分终端滑模控制器车辆的质心侧偏角峰值,相较于无控制和积分滑模控制车辆的下降率分别为17.1%和1.7%,横摆角速度峰值下降率分别为13.7%和3.4%;在低附着系数路面下,质心侧偏角峰值相较于无控制和积分滑模控制车辆的下降率分别为69%和39.4%,横摆角速度峰值下降率分别为16%和2.4%,提高了车辆的横摆稳定性与行驶安全性。 展开更多
关键词 分布式电驱动 横摆稳定性 自适应积分终端滑模 二次规划
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一种输入受限二阶水下无人系统自适应鲁棒滑模控制方法
3
作者 宋志国 张洪源 赵长见 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第6期631-636,共6页
不同于传统降阶控制方法,在某输入受限水下无人系统二阶动力学模型的基础上,提出了一种自适应鲁棒滑模控制方法。在保留原始模型优良特性的同时,证明了滑模面趋近速率与控制系统鲁棒性能之间的等价关系。同时,将控制参数的选定问题转换... 不同于传统降阶控制方法,在某输入受限水下无人系统二阶动力学模型的基础上,提出了一种自适应鲁棒滑模控制方法。在保留原始模型优良特性的同时,证明了滑模面趋近速率与控制系统鲁棒性能之间的等价关系。同时,将控制参数的选定问题转换为寻优问题,通过实时自适应调节控制参数,在最小化滑模面到达时间、最大化控制系统鲁棒性能的同时,保证了控制输出满足执行机构的物理约束。数值仿真结果表明,所提出的鲁棒滑模控制方法能够在系统存在扰动的情况下有效跟踪期望信号,最大相对跟踪误差小于3‰,证明了所提方法的鲁棒性,同时,结合有限控制输出的仿真结果证明了所提出的有限输出参数自适应调节方法的可行性。 展开更多
关键词 输入受限控制 滑模控制 自适应控制 鲁棒控制 二阶系统
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考虑输入饱和的机械臂积分快速终端滑模控制
4
作者 王杰 沈艳霞 《控制工程》 北大核心 2025年第7期1241-1250,共10页
针对机械臂系统存在未建模部分、摩擦力、外加扰动的问题,提出了一种考虑输入饱和的积分快速终端滑模控制方法,用于各关节角的轨迹跟踪控制。首先,建立机械臂模型,将未建模部分、摩擦力、外加扰动、输入饱和误差看作集中扰动;其次,设计... 针对机械臂系统存在未建模部分、摩擦力、外加扰动的问题,提出了一种考虑输入饱和的积分快速终端滑模控制方法,用于各关节角的轨迹跟踪控制。首先,建立机械臂模型,将未建模部分、摩擦力、外加扰动、输入饱和误差看作集中扰动;其次,设计了一种固定时间收敛的扩张高增益观测器对集中扰动进行估计,解决了传统扩张高增益观测器的估计误差在初始时刻存在峰值和只能渐近稳定的问题;再次,将积分滑模控制与快速终端滑模控制相结合,利用反步法完成积分快速终端滑模控制器的设计,通过观测器所估计的集中扰动削减控制输出的抖振;最后,对所提观测器与控制方法进行仿真实验。仿真结果表明,所提观测器能够精确估计集中扰动,所提控制方法能够提高机械臂系统的轨迹跟踪速度和精度,同时在考虑输入饱和的情况下保证了机械臂系统的安全性。 展开更多
关键词 机械臂 输入饱和 扩张观测器 反步法 积分快速终端滑模控制
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非结构化干扰下机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制
5
作者 王君 何长智 《航空制造技术》 北大核心 2025年第13期22-30,共9页
针对实际应用中的建模误差和未知外界扰动对机械臂系统轨迹跟踪精度的影响,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应非奇异快速终端滑模控制策略(ANFTSMC-DO)。首先,设计了非线性干扰观测器在线估计干扰信息,并通过选取的适当非线性增... 针对实际应用中的建模误差和未知外界扰动对机械臂系统轨迹跟踪精度的影响,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应非奇异快速终端滑模控制策略(ANFTSMC-DO)。首先,设计了非线性干扰观测器在线估计干扰信息,并通过选取的适当非线性增益函数,使估计误差按指数规律快速收敛。其次,采用自适应非奇异快速终端滑模控制器应对参数变化和未建模的动态特性,避免系统性能随时间衰减。同时在保证鲁棒稳定性和控制精度的前提下,使得所提方法有效抑制了抖振现象,可以更好地抵御外界扰动的影响。最后,通过仿真验证了该方法在误差收敛速度以及控制精度上的显著优势,增强系统鲁棒性的同时实现了更高的跟踪精度。 展开更多
关键词 机械臂 非奇异快速终端滑模控制 非线性干扰观测器 自适应控制 有限时间收敛
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基于终端滑模控制和模糊系统的高速列车轨迹跟踪自适应控制器
6
作者 郭佑星 冯晓云 +2 位作者 张启璇 孙鹏飞 王青元 《铁道学报》 北大核心 2025年第4期33-40,共8页
研究存在模型不确定和外界干扰的高速列车轨迹跟踪控制问题。考虑建模精度与控制成本,建立单坐标系下的列车多体动力学模型。基于终端滑模控制和模型参考自适应控制,设计控制方法实现高速列车速度和位置跟踪控制,并严格证明了控制方法... 研究存在模型不确定和外界干扰的高速列车轨迹跟踪控制问题。考虑建模精度与控制成本,建立单坐标系下的列车多体动力学模型。基于终端滑模控制和模型参考自适应控制,设计控制方法实现高速列车速度和位置跟踪控制,并严格证明了控制方法的稳定性。提出基于控制误差和速度等级的通用模糊规则,调整控制器不连续项系数,在不影响控制效果的同时抑制控制系统的抖振现象。对所提AFTSMC进行两个数值试验,并与相同条件下采用MRAC、PID及普通ATSMC进行对比试验。通过仿真结果分析,证明所提AFTSMC的轨迹跟踪性能和平稳控制效果。 展开更多
关键词 高速列车 轨迹跟踪控制 终端滑模控制 自适应控制 模糊系统 多体动力学系统
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重载列车离散积分终端滑模预测控制
7
作者 李中奇 孙鹏昕 +1 位作者 杨辉 周靓 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第2期235-244,共10页
针对重载列车运行环境复杂多变导致的传统控制方法跟踪误差较大的问题,提出了一种新型的离散积分终端滑模预测控制方案,该方案设计了一种基于自适应切换控制的离散积分终端滑模控制律,为提高重载列车系统跟踪精度,将模型预测控制与离散... 针对重载列车运行环境复杂多变导致的传统控制方法跟踪误差较大的问题,提出了一种新型的离散积分终端滑模预测控制方案,该方案设计了一种基于自适应切换控制的离散积分终端滑模控制律,为提高重载列车系统跟踪精度,将模型预测控制与离散积分终端滑模控制相结合并推导出离散积分终端滑模预测控制方案.并且还对重载列车多输入多输出系统的未知扰动、系统离散化误差进行了延时估计,进一步提升了模型的精度和算法的控制精度.仿真结果表明,本文提出的控制方法质点1速度跟踪误差在±0.2 km/h以内,各质点控制力变化平稳且小于对比方案. 展开更多
关键词 重载列车 离散积分终端滑模控制 模型预测控制 自适应控制 速度跟踪
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基于扰动观测器和改进自适应二阶快速终端滑模的PMLSM伺服系统控制 被引量：1
8
作者 赵希梅 李德豪 金鸿雁 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期41-49,共9页
针对永磁直线同步电动机(PMLSM)在运行时易受到摩擦力、负载扰动及环境变化等不确定影响,设计一种基于扰动观测器和自适应二阶快速终端滑模控制方法。首先,该方法在高阶滑模的基础上结合了快速终端滑模控制,有效加快了系统响应速度。其... 针对永磁直线同步电动机(PMLSM)在运行时易受到摩擦力、负载扰动及环境变化等不确定影响,设计一种基于扰动观测器和自适应二阶快速终端滑模控制方法。首先,该方法在高阶滑模的基础上结合了快速终端滑模控制,有效加快了系统响应速度。其次,在二阶滑模面的基础上引入条件积分项,该项仅作用于边界层内部,能够有效避免滑模到达阶段由于积分饱和现象导致的超调量过大及响应时间过慢的问题。此外,设计自适应切换控制律,使切换增益在合理的区间内,并根据系统状态进行实时更新,从而削弱抖振现象。最后,为进一步提升系统的鲁棒性,采用扰动观测器对PMLSM系统的集总不确定性进行补偿。经实验验证,该控制方法具有良好的位置跟踪精度和强鲁棒性,且对系统抖振现象有明显削弱作用。 展开更多
关键词 永磁直线同步电动机 二阶滑模控制 终端滑模控制 条件积分项 自适应控制 扰动观测器
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永磁同步电机模糊积分终端滑模控制
9
作者 徐鹏 郭铖 +3 位作者 苏鑫 袁利兵 黄媛 但远宏 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第4期52-59,共8页
滑模变结构控制因其良好的鲁棒性与响应速度,被广泛地应用于永磁电机控制系统中。但传统滑模控制仍存在着收敛速度、抖振等问题,为进一步提升控制性能,本文以传统滑模变结构控制为基础,设计了一种改进型模糊积分终端滑模变结构控制器。... 滑模变结构控制因其良好的鲁棒性与响应速度,被广泛地应用于永磁电机控制系统中。但传统滑模控制仍存在着收敛速度、抖振等问题,为进一步提升控制性能,本文以传统滑模变结构控制为基础,设计了一种改进型模糊积分终端滑模变结构控制器。通过线性函数与非线性函数相结合设计快速积分终端滑模面,使误差能够更快速地收敛,输出转速更快的响应且稳态误差更小。通过引入模糊控制并采用连续的饱和函数sat(s)代替符号函数sgn(s),对系统的趋近速度动态调节,且在零点附近平滑切换,提高了系统整体的抗干扰能力并削弱了系统输出抖振。仿真与实物实验结果表明,模糊积分终端滑模变结构控制在提高系统响应速度的同时也有效地削弱了抖振。验证了所设计的控制策略具备能够有效地提高系统的鲁棒性、削弱系统抖振的优点。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模变结构控制 积分终端滑模面 饱和函数 模糊控制
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基于复合非线性反馈-自适应积分滑模的飞机主动侧杆随动控制
10
作者 邢皓斌 吴阳明 +3 位作者 郑凯 王晓丽 欧阳权 王志胜 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
主动侧杆是飞机飞行姿态调节的关键操纵装置。在飞机自动驾驶模式下,主动侧杆随动功能通过实时跟踪飞机的控制指令,增强飞行员对飞行状态的感知,从而有效提升飞行安全性。然而,系统中的未知干扰力矩会导致主动侧杆随动跟踪精度下降。为... 主动侧杆是飞机飞行姿态调节的关键操纵装置。在飞机自动驾驶模式下,主动侧杆随动功能通过实时跟踪飞机的控制指令,增强飞行员对飞行状态的感知,从而有效提升飞行安全性。然而,系统中的未知干扰力矩会导致主动侧杆随动跟踪精度下降。为了解决这一难题,文中设计了一种基于复合非线性反馈-自适应积分滑模的主动侧杆随动控制方法,在复合非线性反馈控制算法基础上加入积分滑模控制算法。其中,复合非线性反馈控制能有效改善系统的稳态性,自适应积分滑模控制能有效抑制系统未知干扰。实验结果表明,所提出的改进飞机主动侧杆随动控制算法与传统复合非线性反馈控制算法相比,调节时间减小约41%,稳态误差减少了约93.6%。此外,在加入常值扭矩扰动下与传统PID算法相比,改进后的随动控制算法调节时间减少了约79%。改进后的主动侧杆随动控制算法显著提升了系统的控制精度和响应性能,并且具有良好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 主动侧杆 随动控制 复合非线性反馈 自适应积分滑模控制
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基于自适应终端趋近律和滑模扰动观测器的SPMSM控制 被引量：1
11
作者 张会林 顾玉 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第1期125-134,共10页
为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因... 为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因子和系统状态的指数增益,使新的趋近律中不含有切换函数;其次,经理论和测试分析,证明了ATSMRL收敛时间比CESMRL短且抖振更小;为了进一步补偿SPMSM驱动系统中的扰动,设计了ESMDO以实时将观测到的扰动值及时前馈至速度控制器中,利用Lyapunov证明了ATSMRL和ESMDO的稳定性。通过仿真和实验,在电机启动、加载和卸载三个阶段对所提方法进行了有效性验证,结果表明:与CESMRL和ATSMRL相比,所提方法不仅实现了速度无超调、收敛时间最快,而且降低了电机的抖振、增强了系统的抗干扰性能。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 滑模控制 自适应终端趋近律 扩张滑模扰动观测器 抖振
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六轴机械臂非奇异快速积分终端滑模轨迹跟踪控制研究
12
作者 陈涛 刘建璇 +2 位作者 王立忠 邹湘军 李晓娟 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第8期2115-2123,共9页
针对机械臂建模参数精准性与扰动不确定性的轨迹跟踪控制问题,提出一种非奇异快速积分终端滑模控制方案。设计一种新型非奇异快速积分终端滑模控制器,非奇异快速终端滑模保证系统快速收敛的同时避免收敛中的奇异性问题,积分项用于提高... 针对机械臂建模参数精准性与扰动不确定性的轨迹跟踪控制问题,提出一种非奇异快速积分终端滑模控制方案。设计一种新型非奇异快速积分终端滑模控制器,非奇异快速终端滑模保证系统快速收敛的同时避免收敛中的奇异性问题,积分项用于提高对扰动的抑制能力,保证控制器对误差的快速响应;通过李雅普诺夫稳定性理论对控制器进行收敛性分析。仿真结果表明:所提控制方案能在有外部干扰的情况下保证关节轨迹精确跟踪,验证了方案的有效性。 展开更多
关键词 机械臂 非奇异快速积分终端滑模控制 轨迹跟踪 李雅普诺夫稳定性理论
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多关节机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制
13
作者 朱梦念 王亚刚 《控制工程》 北大核心 2025年第3期571-576,共6页
针对二阶非线性多关节机械臂系统模型存在的不确定性和未知干扰问题,以及终端滑模控制中容易出现的奇异问题,首先,提出改进的非奇异快速终端滑模面,并进行了有限时间收敛的证明。然后,针对实际系统中不确定项边界无法轻易获取的问题,在... 针对二阶非线性多关节机械臂系统模型存在的不确定性和未知干扰问题,以及终端滑模控制中容易出现的奇异问题,首先,提出改进的非奇异快速终端滑模面,并进行了有限时间收敛的证明。然后,针对实际系统中不确定项边界无法轻易获取的问题,在改进滑模面中加入自适应算法估计不确定性项的边界。最后,通过仿真验证了自适应非奇异快速终端滑模控制器能够使系统稳定地收敛到平衡点,并经过对比验证了所提控制器的轨迹跟踪能力明显优于其他控制器。 展开更多
关键词 非奇异快速终端滑模控制 自适应估计 非线性系统 系统不确定项边界
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基于模糊补偿的磁浮列车悬浮系统非奇异终端滑模控制
14
作者 孙友刚 张丹丹 +1 位作者 吉文 徐俊起 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期803-811,共9页
针对电磁悬浮(EMS)型磁浮列车在实际运行时,因系统参数时变、侧风气动升力以及载客量变化等因素,致使高精度悬浮动态性能下降的问题,提出一种自适应模糊非奇异终端滑模控制(FNTSC)方法.首先,建立考虑系统不确定性与外部干扰的单电磁铁... 针对电磁悬浮(EMS)型磁浮列车在实际运行时,因系统参数时变、侧风气动升力以及载客量变化等因素,致使高精度悬浮动态性能下降的问题,提出一种自适应模糊非奇异终端滑模控制(FNTSC)方法.首先,建立考虑系统不确定性与外部干扰的单电磁铁悬浮系统动力学模型;其次,采用模糊逻辑系统对悬浮系统中的未知非线性函数进行在线逼近与动态补偿;然后,针对传统滑模控制(SMC)中的奇异性问题和颤振现象,设计非奇异终端滑模控制器,并在不进行任何线性化处理的前提下,基于Lyapunov稳定性理论证明跟踪误差的有限时间收敛性;最后,将PID、SMC、模糊PID控制方法与FNTSC方法进行仿真对比,并进一步开展PID和FNTSC方法的实验对比,验证所提方法的有效性和鲁棒性.研究结果表明:在随机外部干扰和轨道不平顺情况下,FNTSC方法具有更小的稳态误差和更优的跟踪性能;相较于PID控制方法,静态悬浮的均方根误差降低15.7%,对幅值为2 mm的正弦波不平顺轨迹,其跟踪误差可限定在0.05 mm以内. 展开更多
关键词 磁浮交通 悬浮系统 模糊控制 非奇异终端滑模控制 鲁棒性 自适应控制
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基于时延估计与终端滑模的无人船跟踪控制
15
作者 刘超 叶华生 +2 位作者 沈跃 刘慧 沈亚运 《电子测量技术》 北大核心 2025年第4期91-100,共10页
针对欠驱动无人船动力学模型参数获取困难、跟踪控制易受水流及自然风等干扰的问题,本文提出了一种基于自适应时延估计与超螺旋快速终端滑模的轨迹跟踪控制方法。首先通过手部位置点坐标变换方法,对欠驱动无人船数学模型进行状态扩展重... 针对欠驱动无人船动力学模型参数获取困难、跟踪控制易受水流及自然风等干扰的问题,本文提出了一种基于自适应时延估计与超螺旋快速终端滑模的轨迹跟踪控制方法。首先通过手部位置点坐标变换方法,对欠驱动无人船数学模型进行状态扩展重新构建;然后采用自适应时延估计技术,估计无人船未知动力学模型部分及外部扰动,并设计超螺旋快速终端滑模控制策略补偿时延估计产生的误差,提高控制系统鲁棒性;最后,基于仿真分析与航行跟踪实验验证本研究控制方法可行性。在航行跟踪实验中,位置平均误差相比于PID算法、滑模算法及自适应时延估计滑模算法分别降低了35.1%、24.7%、20.8%,轨迹跟踪精度高。本文提出的控制方法不依赖动力学模型参数,可实现欠驱动无人船精准轨迹跟踪控制,且收敛速度快、鲁棒性高,为欠驱动无人船轨迹跟踪控制提供了可供借鉴的方法。 展开更多
关键词 欠驱动无人船 自适应时延估计 超螺旋快速终端滑模控制 轨迹跟踪控制
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基于自适应滑模的四轮移动机器人轨迹跟踪控制
16
作者 郭磊 张雨晴 宋原 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期11-18,共8页
针对滑模控制中具有未知界的非匹配不确定性的估计与补偿问题,提出了一种适用于四轮移动机器人的非奇异终端滑模控制器,不需要已知界的不确定性的先验知识。为了保证滑模面的存在性,引入高斯过程回归对非匹配不确定性进行在线估计,一方... 针对滑模控制中具有未知界的非匹配不确定性的估计与补偿问题,提出了一种适用于四轮移动机器人的非奇异终端滑模控制器,不需要已知界的不确定性的先验知识。为了保证滑模面的存在性,引入高斯过程回归对非匹配不确定性进行在线估计,一方面避免采用高增益的控制,从而减小了控制量抖振;另一方面,通过高斯过程回归的估计结果对系统的不确定性进行补偿,从而提高了基于模型的滑模控制器的适应性。基于近端策略优化(PPO)算法设计了一种自适应终端滑模控制器,通过控制精度和控制输入的抖振幅度来构建奖励函数,以此对滑模控制器的参数进行自适应调整,从而减小抖振并提高跟踪精度。通过李雅普诺夫稳定性分析证明了非奇异终端滑模控制器的稳定性,基于数值仿真实验验证了所设计控制器的有效性。结果表明:与传统的终端滑模相比,所提出的自适应终端滑模控制器在保持较高控制精度的同时,抖振振幅减小了90%,优于传统的控制方法。 展开更多
关键词 四轮移动机器人 轨迹跟踪 终端滑模控制 自适应滑模控制 高斯过程回归 强化学习
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基于自适应扰动观测器的电磁直线驱动器改进滑模控制
17
作者 高仁璟 王赓 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期64-75,共12页
针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模... 针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模扰动观测器对系统扰动等不确定性因素进行观测与自适应前馈补偿。为保证系统的有限时间收敛性,基于改进的全局快速终端滑模面设计等效控制部分,并引入改进的快速超螺旋算法作为趋近阶段的切换控制律,以进一步提升收敛速度并削弱抖振的影响。利用Lyapunov定理证明闭环系统的稳定性,并通过仿真和试验验证控制方法的有效性。结果表明,所提出的控制方法具有增强系统鲁棒性、避免参数增益选择保守性的优势,能够实现对非线性时变扰动的自适应观测补偿,保证误差在有限时间内更快收敛的同时有效抑制抖振。 展开更多
关键词 电磁直线驱动器 自适应滑模扰动观测器 全局快速终端滑模 快速超螺旋算法 运动控制
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PMSM无模型超螺旋快速积分终端滑模控制 被引量：6
18
作者 赵凯辉 谯梦洁 +3 位作者 吕玉映 游鑫 张昌凡 郑剑 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期64-74,共11页
针对永磁同步电机运行过程中因模型不确定、参数摄动和外部扰动等因素的影响,从而导致驱动系统性能下降的问题,提出一种新型控制策略。首先,为减少对系统数学模型的依赖,构建了一个新的超局部模型,用于描述永磁同步电机的转速环。其次,... 针对永磁同步电机运行过程中因模型不确定、参数摄动和外部扰动等因素的影响,从而导致驱动系统性能下降的问题,提出一种新型控制策略。首先,为减少对系统数学模型的依赖,构建了一个新的超局部模型,用于描述永磁同步电机的转速环。其次,基于转速环的新型超局部模型,结合一种新型积分终端滑模面和改进超螺旋控制律来设计新型无模型超螺旋快速积分终端滑模控制器,实现了对转速的精确控制。再次,采用非奇异快速终端滑模面和双幂次趋近律设计改进扩展非奇异终端滑模扰动观测器,通过精确观测和前馈补偿未知扰动,有效地抑制参数摄动和外部扰动,增强了系统鲁棒性,提高系统的动态性能和稳态性能。最后,通过与传统控制方法的仿真和实验对比,证实所提算法转速抗超调能力提升为0.412 5%,转矩快速响应能力提升0.013 s。结果表明当存在未知扰动时,所提方法具有较强的鲁棒性和良好的抗干扰性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无模型超螺旋快速积分终端滑模控制器 扩展非奇异终端滑模扰动观测器
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Riemann-Liouville分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制
19
作者 蔡中泽 曾庆双 孙谷昊 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第2期263-271,共9页
本文主要研究了分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制问题.首先,针对Buck变换器中存在多重干扰和电子元件具有非整数阶特性的情况,建立了存在匹配和不匹配干扰的Riemann-Liouville分数阶Buck变换器数学模型.然后,针对传统滑模控制算法... 本文主要研究了分数阶Buck变换器的自适应连续滑模控制问题.首先,针对Buck变换器中存在多重干扰和电子元件具有非整数阶特性的情况,建立了存在匹配和不匹配干扰的Riemann-Liouville分数阶Buck变换器数学模型.然后,针对传统滑模控制算法要求预知干扰上界的问题,设计了自适应算法以估计干扰的未知上界,基于反步控制方法建立了滑模控制器,引入分数阶滑模面,提升系统鲁棒性的同时,实现滑动模态的渐近收敛.进而,针对滑模控制系统中的抖振问题,设计了连续滑模控制信号,减小了不连续控制带来的抖振,使系统状态能够在有限时间内收敛至滑模面上,并给出了最大收敛时间.最后,基于Mittag-Leffler稳定性理论,证明了所提出总体控制方案的稳定性.数值仿真验证了所提出控制器的有效性,保证了系统鲁棒性的同时,减小了抖振,得到了良好的动态性能和较小的稳态误差. 展开更多
关键词 分数阶微积分 Riemann-Liouville BUCK变换器 自适应律 连续滑模控制 Mittag-Leffler稳定
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扰动信息未知的永磁同步电机自适应滑模控制
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作者 王俊凯 张晓宇 +1 位作者 柳向斌 郭蓉 《电子测量技术》 北大核心 2025年第1期76-83,共8页
扰动信息未知时,永磁同步电机(PMSM)终端滑模控制中的抖振加剧。为了减弱未知不确定和扰动对控制性能的影响,本文提出了一种改进的基于干扰观测器的自适应快速终端滑模控制方法。首先,建立包含参数化不确定性及负载扰动的PMSM数学模型,... 扰动信息未知时,永磁同步电机(PMSM)终端滑模控制中的抖振加剧。为了减弱未知不确定和扰动对控制性能的影响,本文提出了一种改进的基于干扰观测器的自适应快速终端滑模控制方法。首先,建立包含参数化不确定性及负载扰动的PMSM数学模型,采用非奇异快速终端滑模面设计滑模控制器,以提高系统的响应速度。接着,利用干扰观测器估计系统的不确定性和未知扰动,并在滑模控制器中引入新的自适应增益以补偿估计误差,实现了无需扰动上界条件的自适应鲁棒控制。改进的自适应控制策略能够实现动态补偿,增强了系统对未知扰动的适应性。仿真和实验结果表明,扰动信息未知时,所提出的方法有效抑制了滑模控制引起的抖振现象,增强了PMSM系统的鲁棒性,显著提升了控制精度和动态性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 自适应控制 快速终端滑模控制 鲁棒控制
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