基于快速模糊干扰观测器的UASV再入Terminal滑模控制 被引量：14

1

作者 黄国勇 姜长生 王玉惠 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期292-297,304,共7页

针对无人空天飞行器再入大气层过程中气动参数变化剧烈、控制精度要求高的特点,设计了基于快速模糊干扰观测器的Terminal滑模控制方案。通过改进传统模糊干扰观测器的学习律,提出一种快速模糊干扰观测器,增强了其在线逼近干扰及系统不... 针对无人空天飞行器再入大气层过程中气动参数变化剧烈、控制精度要求高的特点,设计了基于快速模糊干扰观测器的Terminal滑模控制方案。通过改进传统模糊干扰观测器的学习律,提出一种快速模糊干扰观测器,增强了其在线逼近干扰及系统不确定的能力。Terminal滑模的有限时间收敛特性提高了系统跟踪速度,同时采用快速模糊干扰观测器消除全部扰动的影响,从而保证了飞行品质。最后,仿真结果表明了快速模糊干扰观测器的优越性及闭环控制方案的有效性。 展开更多

关键词 无人空天飞行器再入 气动参数不确定 快速模糊干扰观测器 terminal滑模控制 有限时间收敛

在线阅读 下载PDF 职称材料

磁悬浮飞轮转子系统的快速Terminal滑模控制 被引量：5

2

作者 刘刚 李彩凤 《航天控制》 CSCD 北大核心 2008年第3期92-96,共5页

针对磁悬浮飞轮(MSFW)高精度控制的要求,提出了磁悬浮飞轮转子的快速Terminal滑模控制(FTSMC)以实现其鲁棒控制。建立了MSFW动力学方程,对MSFW受控自由度引入交叉反馈设计实现了各自由度解耦,分析并选取了三阶非线性微分跟踪器得到所需... 针对磁悬浮飞轮(MSFW)高精度控制的要求,提出了磁悬浮飞轮转子的快速Terminal滑模控制(FTSMC)以实现其鲁棒控制。建立了MSFW动力学方程,对MSFW受控自由度引入交叉反馈设计实现了各自由度解耦,分析并选取了三阶非线性微分跟踪器得到所需的微分信号,设计了快速Terminal滑模控制器,并利用Lyapunov函数证明了该控制系统的稳定性。仿真结果表明,与采用普通滑模控制相比,该控制系统具有状态响应快、系统状态在设定时间内迅速收敛以及抖振小等特点。 展开更多

关键词 快速terminal滑模控制 磁悬浮飞轮 鲁棒控制 滑动模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

漂浮基柔性两杆空间机械臂的全局鲁棒Terminal滑模控制 被引量：2

3

作者 于潇雁 陈力 《载人航天》 CSCD 2016年第4期512-519,共8页

讨论了载体位置、姿态均不受控并具有有界外部扰动的飘浮基柔性两杆空间机械臂振动不主动抑制的全局鲁棒Terminal滑模控制。首先选择合理的联体坐标系,利用拉格朗日方程并结合动量守恒原理得到系统的动力学方程。根据Terminal滑模控制技... 讨论了载体位置、姿态均不受控并具有有界外部扰动的飘浮基柔性两杆空间机械臂振动不主动抑制的全局鲁棒Terminal滑模控制。首先选择合理的联体坐标系,利用拉格朗日方程并结合动量守恒原理得到系统的动力学方程。根据Terminal滑模控制技术,给出了系统的Terminal滑模面,进而提出了系统的Terminal滑模运动控制算法。然后分析了该Terminal滑模控制器控制下系统中的两柔性杆的振动,并对两柔性杆的振动进行了数值仿真。该Terminal滑模控制律消除了惯常滑模控制的到达阶段,从而具有全局鲁棒性与稳定性;同时还保证了输出误差在任意指定有限时间内收敛到零。系统的数值仿真表明该Terminal滑模控制器能够使机械臂关节轨迹快速而稳定地追踪上期望运动轨迹,而系统中两柔性杆件始终存在比较大的柔性振动。该控制方案的显著优点为不需要测量、反馈载体的位置、移动速度、移动加速度,减少了系统的设计、制造、发射、维护费用,提高了系统的可靠性。 展开更多

关键词 飘浮基柔性两杆空间机械臂 terminal滑模控制 全局鲁棒 振动分析 外部扰动

在线阅读 下载PDF 职称材料

不确定多变量线性系统的快速收敛Terminal滑模控制 被引量：3

4

作者 徐世许 马建敏 《上海航天》 2011年第2期7-11,62,共6页

针对一类不确定多变量线性系统,提出一种对数型快速Terminal滑模变结构控制方案,设计了对数型非线性Terminal滑模超曲面及其相应的变结构控制律。研究结果表明:系统状态在有限时间内收敛至Terminal滑模面上,随后系统保持在滑模面上并在... 针对一类不确定多变量线性系统,提出一种对数型快速Terminal滑模变结构控制方案,设计了对数型非线性Terminal滑模超曲面及其相应的变结构控制律。研究结果表明:系统状态在有限时间内收敛至Terminal滑模面上,随后系统保持在滑模面上并在有限时间内收敛到平衡点。与普通快速Terminal滑模相比,在滑模面上能以更短的时间到达平衡点。仿真结果证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 不确定多变量线性系统 对数型快速terminal滑模 有限时间收敛 变结构控制律

在线阅读 下载PDF 职称材料

航空发动机全局快速滑模控制趋近律优化研究 被引量：2

5

作者 孙晖 刘尚明 邓奇超 《燃气轮机技术》 2015年第1期1-6,共6页

针对航空发动机的滑模控制性能优化问题,以多输入多输出的CMAPSS-40k民用涡扇发动机线性模型为控制对象,对使用等速、指数和幂次趋近律的滑模控制进行仿真,比较不同趋近律对滑模控制效果的优化作用。在此基础上,利用指数趋近律对全局快... 针对航空发动机的滑模控制性能优化问题,以多输入多输出的CMAPSS-40k民用涡扇发动机线性模型为控制对象,对使用等速、指数和幂次趋近律的滑模控制进行仿真,比较不同趋近律对滑模控制效果的优化作用。在此基础上,利用指数趋近律对全局快速Terminal滑模控制和全局快速非奇异Terminal滑模控制进行优化,并比较两者的控制性能。仿真结果表明,改进后的全局快速非奇异Terminal滑模控制系统具有更快的响应和更强的鲁棒性。 展开更多

关键词 航空发动机 滑模控制 趋近律 优化 全局快速非奇异terminal滑模控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于干扰观测器的磁悬浮球系统全局快速终端滑模控制 被引量：5

6

作者 魏静波 罗浩 关子津 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期836-844,共9页

为解决磁悬浮球系统模型不确定性和易受外部干扰影响的问题,提出一种基于终端滑模干扰观测器的全局快速终端滑模控制(GFTSMC)方法.首先,分析了磁悬浮球系统的数学模型并建立动态方程;然后,设计终端滑模干扰观测器(TSMDO),用以观测和估... 为解决磁悬浮球系统模型不确定性和易受外部干扰影响的问题,提出一种基于终端滑模干扰观测器的全局快速终端滑模控制(GFTSMC)方法.首先,分析了磁悬浮球系统的数学模型并建立动态方程;然后,设计终端滑模干扰观测器(TSMDO),用以观测和估计系统所受到的扰动,经证明,该观测器对扰动的估计误差能在有限时间内收敛;其次,为克服系统不确定性和外部干扰的影响,设计了基于终端滑模干扰观测器的全局快速终端滑模控制器,可以实现系统的全局快速收敛,所设计的控制律不含切换项,能削弱抖振,以提高系统的抗干扰性和鲁棒性;最后,对所提出的TSMDO-GFTSMC进行了仿真验证,结果表明:与基于扩张状态观测器的连续滑模控制方法相比,采用本文方法,磁悬浮小球的起浮响应时间缩短0.38 s,位移偏差减小90%,跟踪误差由0.420 mm减小为0.032 mm;本文方法提高了对干扰的观测精度,优化了磁悬浮球系统的控制效果,增强了系统的鲁棒性. 展开更多

关键词 磁悬浮球系统 全局快速终端滑模控制 干扰观测器 抗干扰性 鲁棒性

在线阅读 下载PDF 职称材料

高速动车组分布式全局快速终端滑模控制策略 被引量：3

7

作者 李中奇 唐博伟 +1 位作者 杨辉 黄琳静 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期41-50,共10页

速度跟踪控制是高速动车组自动驾驶的关键技术之一。通过分析列车运行过程的动力学关系,将车钩系统描述为弹簧-阻尼器系统,并考虑列车受到的附加阻力,以及由于列车车钩形变产生的列车长度变化等,建立高速动车组纵向多质点动力学模型。... 速度跟踪控制是高速动车组自动驾驶的关键技术之一。通过分析列车运行过程的动力学关系,将车钩系统描述为弹簧-阻尼器系统,并考虑列车受到的附加阻力,以及由于列车车钩形变产生的列车长度变化等,建立高速动车组纵向多质点动力学模型。在此模型基础上,设计分布式全局快速滑模控制器,此策略连续的控制率消除了传统滑模控制的抖振问题,控制器考虑动车与拖车的不同动力分配和牵引电机的输出功率上限,分别对动车与拖车的控制力进行不同的饱和限制。基于李雅普诺夫稳定性原理,证明了提出的控制算法的收敛与稳定。仿真结果表明,此高速动车组多质点模型能较为准确地反映列车运行中车钩的状态与受到的附加阻力,基于该模型的带有输出限制的分布式全局快速终端滑模控制器,使车钩纵向冲动更小,速度跟踪性能更优。 展开更多

关键词 高速动车组 多质点模型 分布式全局快速终端滑模控制 速度跟踪

在线阅读 下载PDF 职称材料

扰动观测的PMSM模糊全局快速终端滑模控制

8

作者 朱昌林 涂群章 +2 位作者 蒋成明 潘明 汪世骄 《陆军工程大学学报》 2023年第6期84-92,共9页

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)普通滑模控制存在的系统响应速度慢、存在抖振现象等问题,提出一种扰动观测的模糊全局快速终端滑模控制(global fast terminal sliding mode control,GFTSMC)策略。设计全局... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)普通滑模控制存在的系统响应速度慢、存在抖振现象等问题,提出一种扰动观测的模糊全局快速终端滑模控制(global fast terminal sliding mode control,GFTSMC)策略。设计全局快速终端滑模控制器以提高系统的响应速度和抗干扰能力,结合控制系统状态设计模糊控制规则实时调整速度控制器中的参数,在不影响系统收敛速度的条件下抑制抖振;设计Luenberger扰动观测器,将扰动估计值反馈至PMSM控制器中,削弱扰动对PMSM控制系统的影响。搭建PMSM控制试验平台对提出的控制策略进行试验验证。试验结果表明,Luenberger扰动观测器能够有效地估计扰动实际值扰动观测的,PMSM GFTSMC策略能够提高电机的响应速度和抗干扰能力抑制滑模控制中的抖振现象,增强系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 永磁同步电机 全局快速终端滑模控制 模糊逻辑控制 Luenberger扰动观测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

全局一致终端滑模控制 被引量：1

9

作者 李高鹏 雷军委 马颖亮 《上海航天》 北大核心 2008年第1期36-38,共3页

根据终端滑模控制的机理及终端函数构造准则,提出了一种在任意初始状态下系统可在给定的有限时间内一致到达原点邻域的全局一致终端滑模,并给出了构造全局终端函数的准则。理论研究和仿真结果表明:全局一致终端滑模控制可使系统收敛时... 根据终端滑模控制的机理及终端函数构造准则,提出了一种在任意初始状态下系统可在给定的有限时间内一致到达原点邻域的全局一致终端滑模,并给出了构造全局终端函数的准则。理论研究和仿真结果表明:全局一致终端滑模控制可使系统收敛时间不受初始状态的影响。 展开更多

关键词 变结构控制 终端滑模 全局一致终端滑模 有限时间快速收敛 全局终端函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进模糊滑模控制的列车速度跟踪研究 被引量：1

10

作者 康庄 贾利民 秦勇 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期97-107,共11页

列车运行过程具有强耦合、非线性等特征,且往往存在较大且不可观测的外界干扰,这些特性加大了列车运行控制的难度,针对列车运行速度跟踪控制问题,提出一种新的模糊滑模控制器设计方法。首先基于模糊滑模控制,引入全局快速终端滑模控制,... 列车运行过程具有强耦合、非线性等特征,且往往存在较大且不可观测的外界干扰,这些特性加大了列车运行控制的难度,针对列车运行速度跟踪控制问题,提出一种新的模糊滑模控制器设计方法。首先基于模糊滑模控制,引入全局快速终端滑模控制,使系统在有限时间内达到稳态;然后构造以李亚普洛夫函数导数的绝对值为补偿的自适应干扰估计项,对外界干扰进行准确估计,进而提出一种双层递阶指数趋近全局快速终端模糊滑模控制器,并且引入指数趋近率来调节滑模面的动态品质,该控制器能快速收敛到稳定状态,且有效地消除了控制器的抖振情况;最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性,且提高了列车运行控制系统性能。 展开更多

关键词 列车速度跟踪 滑模控制 模糊系统 全局快速终端滑模控制 指数趋近率 外界干扰

在线阅读 下载PDF 职称材料

高阶非线性系统的Term inal滑模控制 被引量：42

11

作者 庄开宇 张克勤 +1 位作者 苏宏业 褚健 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期482-485,539,共5页

针对一类高阶非线性系统的跟踪问题 ,基于 L yapunov稳定性理论 ,提出了一种新的 Terminal滑模控制策略 ,给出了选择 n阶系统 Terminal滑模面的具体数学表达式 .该控制策略确保了闭环系统滑动阶段的存在性 ;Ter-minal滑模函数的选取保... 针对一类高阶非线性系统的跟踪问题 ,基于 L yapunov稳定性理论 ,提出了一种新的 Terminal滑模控制策略 ,给出了选择 n阶系统 Terminal滑模面的具体数学表达式 .该控制策略确保了闭环系统滑动阶段的存在性 ;Ter-minal滑模函数的选取保证了输出跟踪误差在有限时间内收敛到零 .此外 ,系统的初始状态在滑模面上 ,从而消除了滑模控制的到达阶段 ,进而确保了闭环系统的全局鲁棒性和稳定性 .最后通过一个仿真例子进一步说明了该控制策略的可行性和有效性 . 展开更多

关键词 terminal滑模控制 有限时间收敛 非线性系统 LYAPUNOV稳定性理论 全局鲁棒性 控制策略

在线阅读 下载PDF 职称材料

均值耦合多电机滑模速度同步控制 被引量：14

12

作者 丁威 杜钦君 +3 位作者 宋传明 凌辉 罗永刚 黄蒙蒙 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期159-170,共12页

针对传统阿胶制粒机多电机速度同步控制精度低和控制系统响应速度慢的问题,提出了一种无速度传感器的多电机均值耦合非奇异全局快速Terminal滑模速度同步控制方法。首先,设计转速自适应磁链观测器,避免了加热筒体温度较高导致电机速度... 针对传统阿胶制粒机多电机速度同步控制精度低和控制系统响应速度慢的问题,提出了一种无速度传感器的多电机均值耦合非奇异全局快速Terminal滑模速度同步控制方法。首先,设计转速自适应磁链观测器,避免了加热筒体温度较高导致电机速度传感器检测精度不足的问题;然后,利用均值耦合策略对多电机转速进行耦合控制,实现系统误差全局补偿,保证多电机速度误差同步收敛;其次,通过设计具有非线性函数的非奇异全局快速Terminal滑模面,实现电机速度误差在有限时间内全局快速收敛,并消除了Terminal滑模的奇异问题,提高了单电机速度跟踪精度,降低了多电机间速度同步误差;最后,利用Lyapunov函数证明了观测器和控制器的稳定性及收敛性。仿真与实验结果表明:速度观测器能够在0.4 s内实现速度跟踪,当系统存在负载扰动时,调节时间小于0.05 s,具有良好的跟踪性能和稳态精度;与均值耦合滑模多电机速度同步控制相比,本文控制方法能够在0.15 s内实现对期望转速的跟踪,各电机同步误差调节时间减少了1.2 s,响应速度快,能够有效抑制负载扰动,具有更好的动态调节能力、稳态精度和鲁棒性,可满足阿胶制粒工艺的要求。 展开更多

关键词 多电机 速度同步控制 无速度传感器 均值耦合 非奇异全局快速terminal滑模

在线阅读 下载PDF 职称材料

新概念垂直起降无人机动力学建模与控制仿真 被引量：2

13

作者 张峻渤 杨靖宇 唐寅峰 《沈阳航空航天大学学报》 2020年第6期20-27,共8页

基于一种新概念垂直起降无人机,推导了无人机的六自由度动力学方程与运动学方程,建立了无人机的非线性数学模型。其次,基于非线性数学模型并结合全局快速Terminal滑模控制方法,设计了无人机的高度和姿态控制器,建立了无人机仿真控制系... 基于一种新概念垂直起降无人机,推导了无人机的六自由度动力学方程与运动学方程,建立了无人机的非线性数学模型。其次,基于非线性数学模型并结合全局快速Terminal滑模控制方法,设计了无人机的高度和姿态控制器,建立了无人机仿真控制系统。仿真结果表明,与普通滑模控制方法及传统PID方法进行对比,全局快速Terminal滑模控制方法控制精度更高,响应速度更快,鲁棒性更好,采用全局快速Terminal滑模控制方法可有效对无人机的滚转角、俯仰角、偏航角和高度进行精准控制。 展开更多

关键词 垂直起降无人机 动力学方程 数学模型 全局快速terminal滑模控制 仿真控制系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于改进ADRC的四旋翼无人机抗干扰姿态控制系统设计 被引量：19

14

作者 余小燕 孙宪坤 +2 位作者 熊玉洁 胡清礼 陈善鹏 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第12期78-83,共6页

四旋翼无人机空气动力学特性复杂,易受干扰,从而影响对无人机的稳定控制。为提高无人机姿态控制系统的抗干扰性,设计了一个基于改进自抗扰控制的四旋翼姿态控制系统。将全局快速终端滑模控制技术与传统自抗扰控制技术结合,利用全局快速... 四旋翼无人机空气动力学特性复杂,易受干扰,从而影响对无人机的稳定控制。为提高无人机姿态控制系统的抗干扰性,设计了一个基于改进自抗扰控制的四旋翼姿态控制系统。将全局快速终端滑模控制技术与传统自抗扰控制技术结合,利用全局快速终端滑模控制技术优化自抗扰控制系统中非线性误差反馈控制律的功能,对自抗扰控制系统进行重新设计,并使用Lyapunov理论证明该控制系统的稳定性。仿真实验结果表明改进的自抗扰控制系统在姿态控制中有着更快的响应速度、更强的抗干扰能力。 展开更多

关键词 无人机姿态控制 自抗扰控制 全局快速终端滑模 非线性误差反馈控制律

在线阅读 下载PDF 职称材料