基于准滑动模态的液压支架推移系统高精度位置控制

1

作者 高钰豪 孙星 +2 位作者 李洋 刘伟 李婧妍 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期105-112,共8页

液压支架推移系统的控制精度直接影响综采工作面直线度。目前液压支架推移系统位置控制算法普遍存在状态感知维度单一、动态扰动耦合复杂等问题,导致控制算法的实际效果受限,特别是移架过程中的非线性摩擦效应与未建模动态特性,进一步... 液压支架推移系统的控制精度直接影响综采工作面直线度。目前液压支架推移系统位置控制算法普遍存在状态感知维度单一、动态扰动耦合复杂等问题,导致控制算法的实际效果受限,特别是移架过程中的非线性摩擦效应与未建模动态特性,进一步加剧了系统控制偏差的累积效应。针对上述问题,提出了一种基于准滑动模态的液压支架推移系统高精度位置控制方法。首先,建立了融合液压缸动力学、流量特性及扰动耦合的非线性模型,提出了“双幂次趋近律−新型饱和函数”协同框架,解决传统滑模控制(SMC)中快速收敛与抖振抑制的矛盾。其次,设计了一种基于扩张状态观测器(ESO)的准滑动模态控制器(QSMC),该控制器引入ESO估计液压支架推移系统未建模动态和外部扰动,采用非线性反馈饱和函数加快系统状态收敛,有效抑制SMC固有的抖振现象。仿真结果表明:相比传统SMC,所提方法在阶跃响应中稳态时间缩短至1.1 s,降幅为47.6%,稳态误差趋近于零;在正弦响应中,0.2 s即可实现稳定跟踪,峰值误差为0.001 m,减小了94.7%,且具备更宽的频带特性;在方波输入下所提方法实现了平滑切换,鲁棒性更强。 展开更多

关键词 液压支架推移系统 工作面直线度控制 位置控制 滑模控制 准滑动模态 扩张状态观测器

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于准滑动模态的动态非平衡身管高精度俯仰控制

2

作者 高钰豪 褚渊博 《机床与液压》 北大核心 2024年第10期21-26,共6页

非平衡身管俯仰系统属于典型的电液伺服系统,在路面波动条件下实现其高精度位置控制,可有效提升身管武器的远程精准打击能力。为此,分析非平衡身管俯仰工作原理及路面波动影响机制,建立各组件的数学模型并联立得到系统状态空间模型;基... 非平衡身管俯仰系统属于典型的电液伺服系统,在路面波动条件下实现其高精度位置控制,可有效提升身管武器的远程精准打击能力。为此,分析非平衡身管俯仰工作原理及路面波动影响机制,建立各组件的数学模型并联立得到系统状态空间模型;基于准滑动模态,设计改进饱和函数的双幂次趋进律滑模控制器;最后,搭建路面波动条件下非平衡身管俯仰滑模控制仿真模型,进行仿真分析并与指数趋进律、双幂次趋进律滑模控制器的控制效果对比,验证所提方法的可行性和有效性。结果表明:所提方法具有跟踪精度高、响应时间短、抖振抑制效果好且所需能量少等优势,可满足动态非平衡身管高精度控制的需求。 展开更多

关键词 准滑动模态 电液伺服系统 非平衡身管俯仰系统 高精度位置控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

柔性二级倒立摆的准滑动模态控制研究 被引量：1

3

作者 王珏 谢慕君 李元春 《东北师大学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期83-87,共5页

柔性二级倒立摆是一个高阶非线性强耦合的自然不稳定系统,为了对其进行稳摆控制,基于建模机理建立了柔性二级倒立摆数学模型,提出准滑动模态控制方法,设计了滑模变结构控制器,使系统具有较好的稳摆控制和鲁棒性.仿真结果表明:基于准滑... 柔性二级倒立摆是一个高阶非线性强耦合的自然不稳定系统,为了对其进行稳摆控制,基于建模机理建立了柔性二级倒立摆数学模型,提出准滑动模态控制方法,设计了滑模变结构控制器,使系统具有较好的稳摆控制和鲁棒性.仿真结果表明:基于准滑动模态控制的滑模变结构控制方法能够更好地实现倒立摆稳定控制;比传统指数趋近率的滑模控制器输出更加平滑,削弱了抖振. 展开更多

关键词 柔性二级倒立摆 滑模变结构 准滑动模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

某型船舶电站离散准滑模有功分配控制器设计 被引量：3

4

作者 宋立忠 陈少昌 李红江 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期56-60,共5页

利用离散变结构控制理论对某型船舶电站设计了有功分配控制器。分析了抖振产生的原因并给出一种切换带厚度单调递减的改进型控制方案。仿真结果表明 ,所提方案较好地克服了困扰离散趋近律方法的稳态抖振问题 ,设计的有功分配控制器可以... 利用离散变结构控制理论对某型船舶电站设计了有功分配控制器。分析了抖振产生的原因并给出一种切换带厚度单调递减的改进型控制方案。仿真结果表明 ,所提方案较好地克服了困扰离散趋近律方法的稳态抖振问题 ,设计的有功分配控制器可以大大改善并联机组的动态特性 ,提高了并联系统的鲁棒性。 展开更多

关键词 离散变结构控制 准滑动模态 趋近律 船舶 有功分配控制器 设计 移动电站 电力系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

无刷直流电机无位置传感器转子位置自检测复合方法 被引量：17

5

作者 鲁文其 胡育文 +1 位作者 黄文新 储剑波 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期70-75,97,共7页

基于对定子铁心饱和法和滑动模态观测器法转子位置自检测原理和特性的讨论,提出了一种能在全速范围内(包含零速在内)实现转子位置准确检测和控制的复合方法。零速时采用定子铁心饱和法判断转子初始位置并起动,低高速时设计了一种新的准... 基于对定子铁心饱和法和滑动模态观测器法转子位置自检测原理和特性的讨论,提出了一种能在全速范围内(包含零速在内)实现转子位置准确检测和控制的复合方法。零速时采用定子铁心饱和法判断转子初始位置并起动,低高速时设计了一种新的准滑动模态观测器控制算法,它将反电动势估算值反馈到定子电流的观测计算中,相比传统的滑模观测器算法,它可以通过选择合适的反馈值提高转子位置角的估算精度和系统的稳定性,并且切换函数采用饱和函数代替开关函数,可以通过选择合理的边界层厚度有效地削弱抖振。以一台表面式无刷直流电机为对象进行实验,实验结果表明该转子位置自检测复合方法能够在全速范围内有效地估算转子位置信息,是实现无刷直流电机无位置传感器运行的一种实用方法。 展开更多

关键词 铁心饱和 准滑动模态观测器 饱和函数 无传感器

在线阅读 下载PDF 职称材料

不确定离散变结构控制系统的趋近律方法 被引量：27

6

作者 高存臣 刘云龙 李云艳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期781-785,共5页

分析了不确定离散变结构控制系统的常用设计方法的优缺点,借助s型函数提出了一种改进的离散趋近律.应用该趋近律设计的变结构控制系统,其原点稳定性和系统平稳性都优于指数趋近律和变速趋近律,该设计方案保证了系统状态在趋近过程中能... 分析了不确定离散变结构控制系统的常用设计方法的优缺点,借助s型函数提出了一种改进的离散趋近律.应用该趋近律设计的变结构控制系统,其原点稳定性和系统平稳性都优于指数趋近律和变速趋近律,该设计方案保证了系统状态在趋近过程中能够保持某一趋近特性,加快了系统状态的趋近速度,同时降低了抖振,易于变结构控制设计.仿真结果验证了该设计方案的可行性和有效性. 展开更多

关键词 不确定离散系统 变结构控制 趋近律 s型函数 准滑动模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

带落角约束的再入机动弹头的变结构导引律 被引量：14

7

作者 胡正东 曹渊 蔡洪 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期393-398,共6页

针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的变结构导引律。该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过采用准滑动模态控制削弱抖振的影响。通过数学仿真,分析了四个制导参数对制导效果的影响,探... 针对再入机动弹头垂直打击目标的要求,研究了具有末端落角约束的变结构导引律。该导引律包括俯冲平面内的制导方程和转弯平面内的制导方程,通过采用准滑动模态控制削弱抖振的影响。通过数学仿真,分析了四个制导参数对制导效果的影响,探讨了利用遗传算法离线优化制导参数的可行性,检验了最优制导参数的制导效果对不同初始状态偏差的敏感性。仿真结果表明,与最优导引律相比,变结构导引律具有较强的鲁棒性,在干扰影响下仍能保持较高的制导精度。 展开更多

关键词 再入机动弹头 末端落角约束 变结构导引律 准滑动模态控制 遗传算法 最优导引律

在线阅读 下载PDF 职称材料

离散时间系统变结构控制的新方法 被引量：12

8

作者 马克茂 王子才 张德成 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第3期181-184,共4页

针对现有关于离散时间系统变结构控制的主要设计方法，分析了优缺点，在此基础上提出了一种新方法，使所得的变结构系统具有良好的性能。给出了仿真算例，并把本文的方法与已有方法进行了对比，仿真结果验证了本文的结论。

关键词 离散时间系统 变结构控制 准滑动模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

空间机器人分布式滑模变结构控制方法 被引量：6

9

作者 薛力军 胡松华 +2 位作者 梁斌 李成 强文义 《控制工程》 CSCD 北大核心 2009年第2期234-238,共5页

针对空间机器人的动力学特性和星载控制系统的结构特点,分别基于干扰上确界和比例切换,设计了2种分布式滑模变结构控制方法,以实现在存在不确定干扰和关节摩擦力矩情况下基座姿态和关节运动的综合控制。首先给出了空间机器人的动力学模... 针对空间机器人的动力学特性和星载控制系统的结构特点,分别基于干扰上确界和比例切换,设计了2种分布式滑模变结构控制方法,以实现在存在不确定干扰和关节摩擦力矩情况下基座姿态和关节运动的综合控制。首先给出了空间机器人的动力学模型和关节低速摩擦力矩模型,并以两自由度空间机器人为例,介绍了2种分布式滑模变结构控制方法的推导过程。通过仿真实验,对2种控制方法进行了对比,结果表明分布式变结构控制方法在简化算法的同时,能够保证系统控制性能,并对干扰和参数变化具有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 空间机器人 变结构控制 准滑动模态 低速摩擦特性

在线阅读 下载PDF 职称材料

离散时间系统的变结构控制设计 被引量：4

10

作者 宋立忠 陈少昌 李红江 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第4期284-287,共4页

对离散趋近律方法进行研究，针对利用该方法设计变结构控制时系统产生抖振的原因，提出三种改进方案。理论分析及仿真结果表明，所提方案较好地克服了由离散趋近律引起的抖振问题，可以大大改善离散变结构控制系统的稳态性能。

关键词 离散时间系统 变结构控制 离散趋近律 准滑动模态 设计

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于趋近律方法的Delta算子滑模变结构控制系统 被引量：4

11

作者 刘云龙 韩星海 唐述宏 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2013年第8期2397-2400,共4页

针对高速信号不确定滑模变结构控制系统的抖振问题,提出一种基于Delta算子离散化方法的不确定Delta算子系统的滑模变结构控制器。基于反正切函数给出了一种改进的Delta算子离散趋近律,将系统的不确定部分用其上、下确界代替,然后设计滑... 针对高速信号不确定滑模变结构控制系统的抖振问题,提出一种基于Delta算子离散化方法的不确定Delta算子系统的滑模变结构控制器。基于反正切函数给出了一种改进的Delta算子离散趋近律,将系统的不确定部分用其上、下确界代替,然后设计滑模变结构控制律。仿真结果表明了该方法的可行性和有效性,对内部参数摄动和外部干扰具有良好的完全鲁棒性。因此,基于该趋近律方法设计的滑模变结构控制系统既能在有限时间内快速趋近切换面,又最终稳定于平衡状态。 展开更多

关键词 DELTA算子系统 变结构控制 准滑动模态 趋近律 反正切函数

在线阅读 下载PDF 职称材料

离散时间系统的变结构控制 被引量：134

12

作者 高为炳 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1995年第2期154-161,共8页

研究离散时间系统的变结构控制问题．首先定义准滑动模态，给出详细的物理解释．然后讨论已有的到达条件。给出新的更一般的条件，即离散趋近律．对新定义的准滑动模态，解决了其稳定性并给出了切换函数．利用趋近律方法，给出了变结构... 研究离散时间系统的变结构控制问题．首先定义准滑动模态，给出详细的物理解释．然后讨论已有的到达条件。给出新的更一般的条件，即离散趋近律．对新定义的准滑动模态，解决了其稳定性并给出了切换函数．利用趋近律方法，给出了变结构控制的一般的设计方法，它既适用于单输入系统，也适用于多输入系统． 展开更多

关键词 变结构控制 离散时间系统 准滑动模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

电力系统负载频率控制器的离散变结构控制设计 被引量：2

13

作者 孟光伟 姚琼荟 李槐树 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期46-49,共4页

通过对趋近律形式的离散变结构控制律的研究,提出了一种具有准滑动模态切换带宽衰减的离散变结构趋近律,并指出准滑动模态切换带宽衰减的条件是切换函数进入准滑动模态。通过设计时变的到达速度指数,使其按约束条件取值,再利用离散趋近... 通过对趋近律形式的离散变结构控制律的研究,提出了一种具有准滑动模态切换带宽衰减的离散变结构趋近律,并指出准滑动模态切换带宽衰减的条件是切换函数进入准滑动模态。通过设计时变的到达速度指数,使其按约束条件取值,再利用离散趋近律方法求出切换带衰减的指数趋近律离散变结构控制律,当切换函数一旦进入准滑动模态,其穿越切换面的幅度将递减地趋近于零,从而消除抖振,且衰减系数越小,到达切换面的速度越快。该控制律的数学形式简单,易于实现,克服了离散变结构控制的稳态抖振现象。将切换带宽衰减的趋近律应用到离散变结构控制的设计中,并针对电力系统的频率控制问题,设计了离散变结构控制器。计算机仿真结果显示该控制器能显著改善系统的动态性能,提高控制精度,并使系统具有很强的鲁棒性。 展开更多

关键词 离散系统 变结构控制 电力系统 准滑动模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

离散时间系统的滑模控制器设计与仿真研究 被引量：3

14

作者 魏丽霞 崔宝同 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2007年第12期201-203,共3页

针对不确定性离散时间系统,分析和设计了一类变结构控制器。当存在外界干扰和不确定性时,系统状态也是全局有界稳定的。一个新的切换面作为系统的输出信号被提出,特别用来设计滑模控制器。系统状态一旦进入到准滑动模态,就对设备参数变... 针对不确定性离散时间系统,分析和设计了一类变结构控制器。当存在外界干扰和不确定性时,系统状态也是全局有界稳定的。一个新的切换面作为系统的输出信号被提出,特别用来设计滑模控制器。系统状态一旦进入到准滑动模态,就对设备参数变化和外界干扰显示出强的鲁棒性,因为控制器的设计完全考虑了边界层的影响。外推法被用来估计不确定离散时间系统的不确定值。两种方法均有效地消除了系统的抖振,确保了系统的稳定性,且保证了变结构控制系统良好的品质。最后,仿真结果证实了所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 离散时间系统 变结构控制 准滑动模态 等效和切挟控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑控制延时的AMD对偏心结构离散变结构控制 被引量：2

15

作者 金峤 周晶 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期790-794,共5页

为研究考虑控制延时影响的AMD-偏心结构体系地震反应的主动控制问题,建立了AMD-偏心结构体系的力学模型及连续运动状态方程,并将其离散化成标准离散状态方程形式;讨论了离散变结构控制器的设计方法,包括准滑动模态的定义,切换平面的选... 为研究考虑控制延时影响的AMD-偏心结构体系地震反应的主动控制问题,建立了AMD-偏心结构体系的力学模型及连续运动状态方程,并将其离散化成标准离散状态方程形式;讨论了离散变结构控制器的设计方法,包括准滑动模态的定义,切换平面的选择及离散趋近率的构成;数值仿真结果表明,该控制方法不仅能有效抑制结构的两个正交方向及扭转方向的地震位移反应,而且在控制延时存在的情况下,仍能保证系统的减震性能和稳定性. 展开更多

关键词 离散变结构控制 控制延时 AMD-偏心结构 主动控制 准滑动模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

离散时间系统的变结构控制方法 被引量：2

16

作者 魏丽霞 崔宝同 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2006年第4期415-417,共3页

分析了不确定离散时间系统变结构控制的常用设计方法的优缺点,提出了一种新的离散趋近律,并利用它设计了变结构控制器;对不确定部分建立灰色估计模型,估计出参数值.该方法缩短了系统到达滑模面的时间,有效地减弱了抖振强度和不确定因素... 分析了不确定离散时间系统变结构控制的常用设计方法的优缺点,提出了一种新的离散趋近律,并利用它设计了变结构控制器;对不确定部分建立灰色估计模型,估计出参数值.该方法缩短了系统到达滑模面的时间,有效地减弱了抖振强度和不确定因素的影响.理论分析和仿真结构表明,此方法是可靠的,使所得到的变结构控制系统具有良好的性能,保证了系统的稳定性. 展开更多

关键词 不确定离散时间系统 变结构控制 离散趋近律 准滑动模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

一类离散不确定切换系统的滑模控制 被引量：1

17

作者 刘永慧 苏庆堂 韩美杰 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期495-502,共8页

由于离散切换系统的输入矩阵不同,采用矩阵加权方法设计了一个公共滑模面。基于平均驻留时间方法设计切换信号,给出了理想滑动模态指数稳定性的充分条件。通过设计的滑模控制律,将系统状态轨迹于有限时间内趋使到准滑动模态内。最后,数... 由于离散切换系统的输入矩阵不同,采用矩阵加权方法设计了一个公共滑模面。基于平均驻留时间方法设计切换信号,给出了理想滑动模态指数稳定性的充分条件。通过设计的滑模控制律,将系统状态轨迹于有限时间内趋使到准滑动模态内。最后,数值仿真验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 离散切换系统 滑模控制 平均驻留时间 准滑动模态

在线阅读 下载PDF 职称材料

离散时间系统的滑模控制器设计 被引量：1

18

作者 魏丽霞 崔宝同 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2008年第1期17-20,共4页

针对离散时间系统变结构控制器的设计问题,提出了滑模控制器设计方法.该方法不仅改善了系统到达阶段的品质,能够使系统快速趋向滑模面,且有效消除系统的抖振.理论分析和仿真结果表明,此方法是可行的,使所得到的变结构控制系统具有良好... 针对离散时间系统变结构控制器的设计问题,提出了滑模控制器设计方法.该方法不仅改善了系统到达阶段的品质,能够使系统快速趋向滑模面,且有效消除系统的抖振.理论分析和仿真结果表明,此方法是可行的,使所得到的变结构控制系统具有良好的性能,保证了系统的稳定性. 展开更多

关键词 离散时间系统 变结构控制 准滑动模态 等效和切换控制

在线阅读 下载PDF 职称材料

单输入模糊控制在液位控制系统中的应用 被引量：1

19

作者 李二超 李战明 刘微容 《航空制造技术》 2009年第5期82-84,89,共4页

本文提出一种利用复合结构终端滑模面作为输入的单输入模糊控制器设计方法,将这种控制方法应用于液位控制系统,取得了满意的控制效果。单输入模糊控制器规则数比普通模糊控制器大大减少,这样就使得模糊控制器的设计和调节更简单、更方... 本文提出一种利用复合结构终端滑模面作为输入的单输入模糊控制器设计方法,将这种控制方法应用于液位控制系统,取得了满意的控制效果。单输入模糊控制器规则数比普通模糊控制器大大减少,这样就使得模糊控制器的设计和调节更简单、更方便。同时这种模糊控制器由于具有准滑动模态的性质,体现出较好的鲁棒性和稳定性。通过对水箱的控制实验,结果表明,该方法在实践过程中是切实可行和值得推广的。 展开更多

关键词 单输入模糊控制 准滑动模态控制液位控制 模糊逻辑控制 设计方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种机器人轨迹跟踪的单输入模糊控制

20

作者 王洪斌 魏立新 +1 位作者 杨香兰 王洪瑞 《燕山大学学报》 CAS 2001年第z1期67-69,76,共4页

提出一种利用滑动模态切换面作为输入的单输入模糊控制器设计方法,这种控制方法类似于准滑动模态控制.应用于机器人跟踪控制系统,取得了满意的跟踪效果.模糊控制器中只有唯一的输入,因此,模糊控制规则数比普通模糊控制器大大减少,这样... 提出一种利用滑动模态切换面作为输入的单输入模糊控制器设计方法,这种控制方法类似于准滑动模态控制.应用于机器人跟踪控制系统,取得了满意的跟踪效果.模糊控制器中只有唯一的输入,因此,模糊控制规则数比普通模糊控制器大大减少,这样就使得模糊控制器的设计和调节更简单、更方便.同时这种模糊控制器由于具有准滑动模态的性质,体现出较好的鲁棒性,适合于机器人这种高度非线性的复杂控制系统. 展开更多

关键词 单输入模糊控制 准滑动模态控制 机器人跟踪控制.

在线阅读 下载PDF 职称材料