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幂次指数趋近律滑模控制逆变器的分岔与混沌 被引量:1
1
作者 吴荣华 张小红 江伟 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第2期311-322,共12页
针对滑模控制逆变器频发的分岔与混沌现象,本文基于滑动模态的存在和到达条件,构造了幂次指数趋近律滑模控制逆变器系统.运用频闪映射理论推导其离散数学模型,采用折叠图、频谱图和分岔图等详细分析此逆变器的复杂动力学演变规律,基于... 针对滑模控制逆变器频发的分岔与混沌现象,本文基于滑动模态的存在和到达条件,构造了幂次指数趋近律滑模控制逆变器系统.运用频闪映射理论推导其离散数学模型,采用折叠图、频谱图和分岔图等详细分析此逆变器的复杂动力学演变规律,基于快变稳定性定理探究系统控制系数的平稳运行域.发现分别随控制系数和内部电路参数在一定范围内变化,系统会出现周期分岔、切分岔、阵发性混沌和多种周期状态共存现象,以及存在控制系数稳定域较窄的缺陷,不利于该逆变器的平稳有序运行.为克服参数变化带来的系统不稳定性隐患,将Washout滤波器混沌抑制方式引入到幂次指数滑模控制逆变器中.该方法利用分岔反控制原理改善系统非线性特性,具有易于实现和控制简单的优点.数值仿真结果验证了此混沌控制策略的可行性和有效性.为幂次指数趋近滑模控制逆变器的优化设计、动态调试和稳态作业提供可参考价值. 展开更多
关键词 逆变器 滑模控制 幂次指数趋近 分岔 混沌控制 Washout滤波器
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改进双幂次指数趋近律的滑模控制设计 被引量:1
2
作者 张紫方 史涛 《机床与液压》 北大核心 2024年第1期30-35,共6页
针对目前系统抖振仍影响滑模趋近律在实际中应用,并导致系统收敛速度缓慢、滑模平面趋近至原点时间长等缺陷,提出一种改进的双幂次指数趋近律。改进趋近律中指数项采用分段设计,指数项分段参数将系统分为两部分进行。当状态绝对值小于1... 针对目前系统抖振仍影响滑模趋近律在实际中应用,并导致系统收敛速度缓慢、滑模平面趋近至原点时间长等缺陷,提出一种改进的双幂次指数趋近律。改进趋近律中指数项采用分段设计,指数项分段参数将系统分为两部分进行。当状态绝对值小于1时,系统沿滑模面平滑进入,抖振影响可忽略不计;当状态绝对值大于等于1时,系统的动态响应显著提高,收敛时间缩短,且总时间小于初始状态运动至临界值时间和系统运动至滑模面平衡点的时间之和。在理论上验证了改进后的双幂次指数趋近律能够快速收敛到平衡点且消除了抖振影响,并通过实验验证了该趋近律的有效性。对比多种趋近律,改进的双幂次指数趋近律具有最佳性能且收敛速度最快,并通过实验验证在外界干扰下该趋近律仍可快速收敛于平衡点。 展开更多
关键词 滑模控制 双幂次指数趋近 指数项设计 收敛性能
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基于改进指数趋近律的感应电机滑模转速观测器研究 被引量:33
3
作者 陈闯 王勃 +2 位作者 于泳 霍峙昕 徐殿国 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期155-163,共9页
针对无速度传感器感应电机矢量控制系统的转速估计问题,基于指数趋近律的滑模观测器能够有效削弱系统抖振,但传统指数趋近律仍存在增益固定的等速趋近项,因此其抖振问题仍然存在。为此,该文提出一种基于改进指数趋近律的滑模观测器来进... 针对无速度传感器感应电机矢量控制系统的转速估计问题,基于指数趋近律的滑模观测器能够有效削弱系统抖振,但传统指数趋近律仍存在增益固定的等速趋近项,因此其抖振问题仍然存在。为此,该文提出一种基于改进指数趋近律的滑模观测器来进一步削弱系统抖振,并实现了对系统状态的自适应控制。首先,选取定子电流误差作为滑模面,设计定子电流和转子磁链观测器,并通过将定子电流观测信息引入传统指数趋近律作为可变增益,实现了观测器对系统状态的自适应控制,能够在削弱系统抖振的同时保证系统收敛速度。进一步构建转速自适应观测器,并通过李雅普诺夫稳定性定理推导转速自适应律,实现对电机转速的准确观测。对比实验结果表明,该文提出的观测器能根据系统状态自适应调节系统收敛速度,并有效削弱传统基于指数趋近律滑模观测器中存在的抖振现象。 展开更多
关键词 感应电机 转速观测器 滑模控制 指数趋近 抖振
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永磁同步电机变指数趋近律滑模控制 被引量:46
4
作者 毛亮亮 周凯 王旭东 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期106-111,共6页
为取得系统对负载和参数扰动的高稳定性,同时避免滑模控制(SMC)具有的抖振现象,将一种新的滑模变结构控制策略应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统中。采用最大转矩电流比(MTPA)控制分配定子d、q轴电流,并将它们与转矩的关系拟合为低阶多... 为取得系统对负载和参数扰动的高稳定性,同时避免滑模控制(SMC)具有的抖振现象,将一种新的滑模变结构控制策略应用于永磁同步电机(PMSM)驱动系统中。采用最大转矩电流比(MTPA)控制分配定子d、q轴电流,并将它们与转矩的关系拟合为低阶多项式,有效地提高了该方法的工程实用性;阐述了在系统存在性条件下改进的变指数趋近律控制策略,通过恰当地选取积分滑模面和切换增益,并将控制律连续化,有效地削弱了滑模控制方法的抖振问题。仿真与实验结果表明,该方法可以有效抑制系统抖振,改善系统鲁棒性,同时具有良好的动、静态性能。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 滑模变结构控制 最大转矩电流比 系统抖振 指数趋近
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结构变结构控制的指数趋近律改进方法 被引量:19
5
作者 盛严 王超 陈建斌 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期108-110,共3页
提出了一种指数趋近律,当正常运动段远离切换面时,能快速地趋向切换面;当运动段接近切换面时,趋近速度又大大降低.与常用指数趋近律相比,过渡时间、系统的抖动以及所需控制力都进一步减小.将这一理论应用到三层剪切型框架进行数值模拟,... 提出了一种指数趋近律,当正常运动段远离切换面时,能快速地趋向切换面;当运动段接近切换面时,趋近速度又大大降低.与常用指数趋近律相比,过渡时间、系统的抖动以及所需控制力都进一步减小.将这一理论应用到三层剪切型框架进行数值模拟,振动控制效果明显. 展开更多
关键词 土木工程结构 变结构控制 主动控制 指数趋近律方法 结构振动 振动控制
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基于指数趋近律滑模控制的逆变器死区补偿 被引量:9
6
作者 孙绍华 贲洪奇 +1 位作者 李春鹏 张金永 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期9-14,共6页
为了削弱三相逆变器因开关死区、开关导通关断延迟等对并网电流的影响,在分析死区效应产生的平均误差电压的基础上,改变传统固定死区时间的设定方法,根据电流幅值自适应调整死区时间,建立了逆变器的死区补偿模型。在不需要进行电流极性... 为了削弱三相逆变器因开关死区、开关导通关断延迟等对并网电流的影响,在分析死区效应产生的平均误差电压的基础上,改变传统固定死区时间的设定方法,根据电流幅值自适应调整死区时间,建立了逆变器的死区补偿模型。在不需要进行电流极性检测基础上结合滑模变结构控制方法提出了基于指数趋近律滑模控制方法来设计电流控制器,利用反正切函数替代符号函数抑制了滑模控制所固有的抖振现象,实现了死区补偿和逆变器的鲁棒控制。利用TMS320F2812 DSP芯片实现补偿算法,在10 kW三相并网逆变器样机上验证了死区补偿算法的有效性。 展开更多
关键词 逆变器 死区效应 死区补偿 指数趋近 滑模控制
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六相永磁同步电机新型指数趋近律滑模控制 被引量:11
7
作者 刘胜 郭晓杰 张兰勇 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第10期1791-1797,共7页
针对具有非线性、强耦合和参数摄动特性的六相永磁同步电机转速控制问题,提出了一种新型指数趋近律并用于六相电机滑模调速系统,该趋近律将趋近速度与系统状态误差和滑模切换函数相关联,在增大趋近速度的基础上有效抑制了常规滑模控制... 针对具有非线性、强耦合和参数摄动特性的六相永磁同步电机转速控制问题,提出了一种新型指数趋近律并用于六相电机滑模调速系统,该趋近律将趋近速度与系统状态误差和滑模切换函数相关联,在增大趋近速度的基础上有效抑制了常规滑模控制固有的抖振现象。基于自适应模糊逼近思想,将新型指数趋近律中的切换项连续化,消除了滑模控制的抖振缺陷。仿真结果表明,基于新型指数趋近律的滑模控制策略响应速度快、控制精度高,而且对参数摄动和负载变化具有较好的鲁棒性,可以改善六相电机调速系统的动态品质。 展开更多
关键词 六相永磁同步电机 滑模控制 新型指数趋近 抖振抑制 模糊逼
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结构滑模控制的一种指数趋近律方法 被引量:8
8
作者 盛严 王超 +1 位作者 陈建斌 刘玉华 《噪声与振动控制》 CSCD 2002年第4期31-34,共4页
提出了一种指数趋近律 ,当正常运动段远离切换面时 ,能快速地趋向切换面 ;当运动接近切换面时 ,趋近速度又大大降低。这样与常用指数趋近律相比 ,过渡时间、系统的抖动以及所需控制力都能进一步减小。最后将这一理论应用到三层剪切型框... 提出了一种指数趋近律 ,当正常运动段远离切换面时 ,能快速地趋向切换面 ;当运动接近切换面时 ,趋近速度又大大降低。这样与常用指数趋近律相比 ,过渡时间、系统的抖动以及所需控制力都能进一步减小。最后将这一理论应用到三层剪切型框架进行数值模拟 ,振动控制效果明显。 展开更多
关键词 结构滑模控制 结构主动控制 滑移模态控制 指数趋近律方法 振动控制 振动系统 运动方程
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Buck变换器的幂次函数指数趋近律滑模算法研究 被引量:5
9
作者 李永恒 梁青阳 +1 位作者 孙超 孙哲 《电光与控制》 北大核心 2015年第2期85-88,共4页
在指数趋近律的基础上,设计一种新型的幂次函数指数趋近律。利用幂次函数的智能特性,使轨迹的运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,实现自适应调节,克服了指数趋近律在穿越滑模面时的剧烈切换,抑制了抖振现象。将此幂次函数指数趋近律... 在指数趋近律的基础上,设计一种新型的幂次函数指数趋近律。利用幂次函数的智能特性,使轨迹的运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,实现自适应调节,克服了指数趋近律在穿越滑模面时的剧烈切换,抑制了抖振现象。将此幂次函数指数趋近律应用于Buck变换器,并给出具体的Matlab/Simulink仿真模块,仿真验证了此方法的有效性。 展开更多
关键词 滑模控制 BUCK变换器 幂次函数指数趋近 抖振
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基于非线性指数趋近律的飞行器纵向姿态控制 被引量:5
10
作者 王冬来 吕强 王珂珂 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2012年第10期4038-4040,F0003,共4页
基于一种非线性函数构造了新型的非线性指数趋近律,将非线性函数加入传统指数趋近律的等速趋近项系数,使等速趋近项系数随系统运动点到切换面的距离从大到小逐步变化,实现系统运动点到达过程由快到慢的变速控制。通过对到达时间的计算... 基于一种非线性函数构造了新型的非线性指数趋近律,将非线性函数加入传统指数趋近律的等速趋近项系数,使等速趋近项系数随系统运动点到切换面的距离从大到小逐步变化,实现系统运动点到达过程由快到慢的变速控制。通过对到达时间的计算和比较,表明非线性指数趋近律缩短了到达时间,间接增强了系统鲁棒性,进一步降低了系统抖振。四旋翼飞行器纵向姿态控制的仿真结果表明了该控制方法的有效性。 展开更多
关键词 变结构控制 非线性指数趋近 鲁棒性 四旋翼飞行器 姿态控制
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结构振动控制的指数趋近律滑移模态方法 被引量:4
11
作者 赵斌 梅占馨 吴敏哲 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期146-149,共4页
对滑移模态方法在结构振动控制中的应用进行了研究 ,简要介绍了多自由度系统切换函数的确定方法 ,推导了基于指数趋近律的控制律表示式 ,讨论了最大控制力受到限制时实际控制力的确定方法。算例结果表明 :本文指数趋近律滑移模态控制方... 对滑移模态方法在结构振动控制中的应用进行了研究 ,简要介绍了多自由度系统切换函数的确定方法 ,推导了基于指数趋近律的控制律表示式 ,讨论了最大控制力受到限制时实际控制力的确定方法。算例结果表明 :本文指数趋近律滑移模态控制方法具有较好的振动控制效果。 展开更多
关键词 结构主动控制 滑移模态控制 指数趋近
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电流型有源滤波器指数趋近律滑模变结构控制 被引量:3
12
作者 李继生 李丹 +2 位作者 侯勇 游国栋 王朝敬 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第8期872-875,共4页
针对电流型有源滤波器,研究指数趋近律滑模变结构控制策略,通过调整参数来加速向滑模面的趋近过程,很好地抑制了滑模变结构控制的抖振现象.该方法具有响应速度快、稳定性好和对外界干扰不敏感等特点.将此控制方法和直接电流PWM相结合,... 针对电流型有源滤波器,研究指数趋近律滑模变结构控制策略,通过调整参数来加速向滑模面的趋近过程,很好地抑制了滑模变结构控制的抖振现象.该方法具有响应速度快、稳定性好和对外界干扰不敏感等特点.将此控制方法和直接电流PWM相结合,使系统的运行特性得到了很大的提高.借助PSCAD仿真软件验证了该控制方法的优越性. 展开更多
关键词 电能质量 电流型有源滤波器 滑模变结构控制 指数趋近 直接电流PWM中国
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基于幂次指数趋近律的电子节气门变结构控制 被引量:5
13
作者 贾东明 徐增勇 张昊 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第1期26-31,共6页
针对电子节气门控制中使用最多的PID算法,在参数发生漂变、存在扰动时会导致控制精度下降甚至不稳定的情况,提出了基于幂次指数趋近律的变结构算法。研究了幂次指数趋近律变结构算法的优势并将其应用于节气门控制,得出了算法控制精度高... 针对电子节气门控制中使用最多的PID算法,在参数发生漂变、存在扰动时会导致控制精度下降甚至不稳定的情况,提出了基于幂次指数趋近律的变结构算法。研究了幂次指数趋近律变结构算法的优势并将其应用于节气门控制,得出了算法控制精度高的结论。提出了通过求解微分方程来研究算法的鲁棒性,并从三个阶段对新算法进行了研究,最终通过加入扰动之后的仿真分析,得出了基于幂次指数趋近律的变结构算法可在系统建模不准、参数存在漂变、存在有界扰动时依然可精确控制电子节气门的结论。 展开更多
关键词 幂次指数趋近 电子节气门 滑模变结构 鲁棒性
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改进指数趋近律的五相永磁同步电机滑模控制 被引量:11
14
作者 姜长泓 张凯皓 +1 位作者 张袅娜 王其铭 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第10期3975-3981,共7页
针对五相永磁同步电机低速运行时,逆变器会输出不连续电流,产生转矩脉动;电机高速运行时,产生大量定子谐波电流,转速跟随能力和转矩平稳性受到影响。为保证五相永磁同步电机在全速域的快速平滑切换,提出了改进指数趋近律的五相永磁同步... 针对五相永磁同步电机低速运行时,逆变器会输出不连续电流,产生转矩脉动;电机高速运行时,产生大量定子谐波电流,转速跟随能力和转矩平稳性受到影响。为保证五相永磁同步电机在全速域的快速平滑切换,提出了改进指数趋近律的五相永磁同步电机滑模控制策略。针对滑模控制中存在的抖振问题,提出改进指数趋近律,并将新型趋近律应用于一种非线性系统;仿真验证结果表明,在稳态时系统转速脉动小,静态误差低,系统反应迅速,响应时间短,提高了系统的鲁棒性,证明了本文方法的有效性。 展开更多
关键词 五相永磁同步电机 调速系统 滑模控制 改进指数趋近
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改进指数趋近律滑模控制的H桥逆变器的非线性动力学行为研究 被引量:6
15
作者 江伟 吴荣华 袁芳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第9期292-297,共6页
改进指数趋近律的滑模控制具有快速响应、鲁棒性强及自适应性强等特点,在H桥逆变器的控制中有广泛的应用前景。然而,滑模控制是一种非线性控制方式,必然表现出丰富的非线性动力学行为,系统的工作稳定性与电路及控制参数的选取有密切的... 改进指数趋近律的滑模控制具有快速响应、鲁棒性强及自适应性强等特点,在H桥逆变器的控制中有广泛的应用前景。然而,滑模控制是一种非线性控制方式,必然表现出丰富的非线性动力学行为,系统的工作稳定性与电路及控制参数的选取有密切的关联。因此,以改进指数趋近律滑模控制的H桥逆变器为研究对象。分析该系统的工作过程,运用频闪映射理论推导系统的离散模型;采用分岔图观察在不同控制参数k_(1)和k_(2)的作用下系统非线性动力学行为的演化过程,并通过折叠图进行一一验证;利用快变稳定性定理对系统工作稳定性进行理论分析,研究的结论与分岔图及折叠图的分析完全一致;研究表明输入电压E、负载电阻R与电感L等外部电路参数的变化,对系统非线性动力学行为产生重要的影响。因此,研究结论为改进指数趋近律滑模控制H桥逆变器的研发、制造和调试提供可靠的理论依据,具有一定的理论意义和实际工程价值。 展开更多
关键词 H桥逆变器 滑模控制 改进指数趋近 非线性
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含分数阶指数趋近律的变结构控制悬架研究 被引量:3
16
作者 陈炎冬 许轰烈 陈宁 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第2期323-328,共6页
以1/4车辆悬架模型为基础,设计了一种基于分数阶指数趋近律的模型跟踪变结构控制模型。采用极点配置法设计滑模切换面参数,利用基本分数阶指数微分方程、F-函数定义与性质,构建分数阶指数趋近律,并根据控制器输出力有无约束,得到主动控... 以1/4车辆悬架模型为基础,设计了一种基于分数阶指数趋近律的模型跟踪变结构控制模型。采用极点配置法设计滑模切换面参数,利用基本分数阶指数微分方程、F-函数定义与性质,构建分数阶指数趋近律,并根据控制器输出力有无约束,得到主动控制控制律和半主动控制控制律的控制力。在Matlab中进行建模和仿真,结果表明:相比被动悬架主要性能指标都有降低,同时,能够跟踪参考模型;相比整数阶指数趋近律有更好的相对稳定性、鲁棒性和更有效的削弱抖振。通过仿真,还验证了半主动控制能达到接近主动控制的效果,但存在一定的波动。 展开更多
关键词 分数阶指数趋近 主动悬架 模型跟踪变结构控制 滑模 抖振
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基于指数趋近律的位标器滑模控制仿真研究 被引量:1
17
作者 袁伟 王政时 +2 位作者 鞠玉涛 崔业兵 赵泽敏 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期1-4,共4页
针对简易制导火箭弹电视位标器在极速状态下系统响应的快速性和平稳性问题,提出了基于指数趋近律的滑模控制(SMC)复合PID的控制算法,建立了基于永磁同步电机位标器的数学模型,设计了滑模控制器,并进行了复合控制算法的仿真与分析。结果... 针对简易制导火箭弹电视位标器在极速状态下系统响应的快速性和平稳性问题,提出了基于指数趋近律的滑模控制(SMC)复合PID的控制算法,建立了基于永磁同步电机位标器的数学模型,设计了滑模控制器,并进行了复合控制算法的仿真与分析。结果表明:系统采用复合的控制算法克服了传统PID控制算法工作模式下系统转速和力矩输出波动大、对负载扰动敏感、系统抖振严重的不足之处,且复合算法能够显著提高系统的动态品质。 展开更多
关键词 火箭弹 电视位标器 永磁同步电机 滑模控制 指数趋近
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基于改进型指数趋近率的永磁电机滑模控制研究 被引量:10
18
作者 王艾萌 魏胜军 《华北电力大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2020年第1期50-57,共8页
永磁电机(PMSM)是典型的非线性、多变量的耦合系统,其对外部干扰及内部定子电感等参数的变化十分敏感。其中,电机定子电感参数的变化情况可通过有限元分析获得。为提高PMSM驱动性能,在控制系统中引入了滑模控制策略,并在分析原趋近率的... 永磁电机(PMSM)是典型的非线性、多变量的耦合系统,其对外部干扰及内部定子电感等参数的变化十分敏感。其中,电机定子电感参数的变化情况可通过有限元分析获得。为提高PMSM驱动性能,在控制系统中引入了滑模控制策略,并在分析原趋近率的基础上,提出了一种改进型指数趋近率,对其进行了仿真分析。结果表明:由改进型指数趋近率搭建的速度控制器提升了系统动态响应性能,增强了PMSM驱动系统鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁电机(PMSM) 滑模控制 指数趋近 系统鲁棒性
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电子节气门变指数趋近律滑模控制 被引量:4
19
作者 杨勇 黄福 +1 位作者 张济明 刘冠峰 《车用发动机》 北大核心 2018年第6期34-41,共8页
针对电子节气门系统的非线性、外部干扰不确定性以及常规滑模控制产生的系统抖振问题,结合电子节气门的结构特点,建立了电子节气门的数学模型,提出了一种变指数趋近律的滑模控制,并应用Matlab对电子节气门的位置跟踪控制效果进行仿真。... 针对电子节气门系统的非线性、外部干扰不确定性以及常规滑模控制产生的系统抖振问题,结合电子节气门的结构特点,建立了电子节气门的数学模型,提出了一种变指数趋近律的滑模控制,并应用Matlab对电子节气门的位置跟踪控制效果进行仿真。试验结果表明,所提出的变指数趋近律滑模控制不仅能快速、高精度到达期望节气门开度,有效地抑制电子节气门系统滑模变结构抖振,而且可以增强电子节气门系统对外界干扰的鲁棒性。 展开更多
关键词 滑模控制 电子节气门 开度控制 指数趋近
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基于新型变指数趋近律的智能小车轨迹跟踪 被引量:3
20
作者 李艳 孙蕊 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第35期15114-15122,共9页
针对一种跟踪运动精度低、鲁棒性弱的新型智能滑模小车的轨迹跟踪运动控制问题,提出了基于新型变指数趋近律的小车轨迹跟踪运动控制器的研究方法。该方法在趋近律中加入了变指数幂次项,且能保证趋近律在限时间内稳定运行来限制抖振现象... 针对一种跟踪运动精度低、鲁棒性弱的新型智能滑模小车的轨迹跟踪运动控制问题,提出了基于新型变指数趋近律的小车轨迹跟踪运动控制器的研究方法。该方法在趋近律中加入了变指数幂次项,且能保证趋近律在限时间内稳定运行来限制抖振现象,使小车在趋近阶段中按不同趋近速度做自适应调节。通过对滑模小车的运动学模型进行坐标变换,建立小车轨迹面的跟踪收敛误差模型,接着根据Lyapunov稳定性理论和新型趋近律的跟踪全局有限性和时间收敛误差性建立滑模面,设计跟踪误差控制律。控制小车的线速度和角速度使轨迹跟踪误差迅速趋近到0,来实现其对给定期望轨迹的快速跟踪。最后采用MATLAB仿真软件进行系统控制特性的仿真研究,通过对比双幂次趋近律的滑模控制方法验证实验的有效性。 展开更多
关键词 智能滑模小车 新型变指数趋近 滑模运动控制 轨迹跟踪
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