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基于新型趋近律的智能无人车辆线控转向系统滑模控制 被引量:12
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作者 黄华 高艺鹏 +1 位作者 王伟达 杨超 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期773-782,共10页
路径跟踪是智能无人车辆的关键技术之一,其中,对线控转向系统的精确控制是影响智能无人车辆路径跟踪精度的重要因素.为提升线控转向系统在未知扰动下的转角动态响应性能和路径跟踪精度,本文基于一种新型趋近律设计了改进滑模控制方法并... 路径跟踪是智能无人车辆的关键技术之一,其中,对线控转向系统的精确控制是影响智能无人车辆路径跟踪精度的重要因素.为提升线控转向系统在未知扰动下的转角动态响应性能和路径跟踪精度,本文基于一种新型趋近律设计了改进滑模控制方法并应用于线控转向系统.首先,考虑模型不确定、系统摩擦和齿条力建立线控转向系统数学模型.然后,分析得到滑模趋近律的设计原理,通过设计参数调节函数构建了一种新型滑模趋近律实现趋近速度的动态调节,并对比分析了其在离散形式下的性能.最后,针对线控转向系统,设计改进滑模控制方法.仿真和试验结果表明,改进滑模控制方法能够改善线控转向系统对转角的动态响应性能,提高路径跟踪精度. 展开更多
关键词 智能无人车辆 线控转向(SBW) 路径跟踪 滑模趋近律 滑模控制(SMC)
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基于改进型双幂次趋近律与全局快速终端滑模观测器的IPMSM调速系统滑模控制 被引量:24
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作者 郭昕 黄守道 +2 位作者 彭昱 杨俊友 王海鑫 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期190-203,共14页
针对内置式永磁同步电机(IPMSM)速度环中存在的内部参数摄动与外部负载扰动等问题,为了提高速度控制系统的动态性和鲁棒性,该文提出一种基于改进型双幂次趋近律(IDPRL)与全局快速终端滑模观测器(GFTSMO)的滑模控制方法。所提趋近律在幂... 针对内置式永磁同步电机(IPMSM)速度环中存在的内部参数摄动与外部负载扰动等问题,为了提高速度控制系统的动态性和鲁棒性,该文提出一种基于改进型双幂次趋近律(IDPRL)与全局快速终端滑模观测器(GFTSMO)的滑模控制方法。所提趋近律在幂次项中引入系统状态变量,减少了稳态误差,解决了快速趋近滑模面和抖振抑制之间的矛盾。设计一种基于IDPRL的IPMSM滑模速度控制器。为了进一步减少系统状态的稳态误差,设计了一种GFTSMO,该观测器不仅能够减少趋近律的开关增益,还能实现系统扰动的准确补偿。仿真和实验结果验证了所提的滑模控制方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 滑模趋近律 全局快速终端滑模观测器
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改进幂指数趋近律的航空发动机模糊滑模控制 被引量:4
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作者 田虎森 谢寿生 +2 位作者 苗卓广 王磊 任立通 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2016年第2期108-112,共5页
针对滑模变结构控制趋近运动不具有鲁棒性的问题,提出了一种基于改进幂指数趋近律的航空发动机模糊滑模控制策略。采用一种参数模糊自调节的时变滑模面,"主动迎上"系统状态轨迹,而不是被动等待系统状态轨迹落在滑模面上,缩短... 针对滑模变结构控制趋近运动不具有鲁棒性的问题,提出了一种基于改进幂指数趋近律的航空发动机模糊滑模控制策略。采用一种参数模糊自调节的时变滑模面,"主动迎上"系统状态轨迹,而不是被动等待系统状态轨迹落在滑模面上,缩短趋近运动时间,提高控制器的鲁棒性;并提出了一种改进的幂指数趋近律,进一步削弱抖振。仿真结果表明,所设计的控制器取得了令人满意的控制效果,能有效地抑制干扰和参数不确定性的影响,削弱抖振。 展开更多
关键词 航空发动机 鲁棒性 滑模变结构控制 抖振
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基于自抗扰滑模控制的开关磁阻电机转矩分配控制策略 被引量:7
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作者 李宗霖 陈昊 +2 位作者 戚湧 王冠钧 戈凯 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第18期5639-5656,共18页
针对开关磁阻电机运行时存在的转矩波动大与外部干扰下电机运行不稳定等问题,该文提出了一种基于自抗扰滑模控制的开关磁阻电机转矩分配控制策略。由于传统滑模控制中趋近律采用的符号函数引起系统振荡频率高,造成被控对象抖振大,该文... 针对开关磁阻电机运行时存在的转矩波动大与外部干扰下电机运行不稳定等问题,该文提出了一种基于自抗扰滑模控制的开关磁阻电机转矩分配控制策略。由于传统滑模控制中趋近律采用的符号函数引起系统振荡频率高,造成被控对象抖振大,该文采用新型滑模趋近律,用平滑函数代替符号函数,并引入状态变量,同时提升了响应速度并降低抖振;此外,为了解决开关磁阻电机外部干扰对电机运行带来的稳定性问题,该文设计了一种自抗扰扩张状态观测器,这种观测器可以实现对负载扰动的实时观测,将观测值作为滑模速度控制器的前馈补偿,减小电机固有参数不确定对控制系统的影响。最后,通过仿真和实验验证了所提出的方案能够有效地改进控制系统在不同工况下的动态性能。 展开更多
关键词 开关磁阻电机 转矩分配控制 新型滑模趋近律 自抗扰扩张状态观测器
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分数阶微积分在滑模控制中的应用特性 被引量:20
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作者 宋申民 邓立为 陈兴林 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期439-444,共6页
针对分数阶微积分算子的信息记忆与遗传特性,从分数阶滑模趋近律与分数阶滑模控制律两方面,对分数阶微积分算子在滑模控制理论中的应用特性进行了研究。首先,从传统滑模控制理论的几种趋近律入手,引出分数阶滑模趋近律并分析其收敛特性... 针对分数阶微积分算子的信息记忆与遗传特性,从分数阶滑模趋近律与分数阶滑模控制律两方面,对分数阶微积分算子在滑模控制理论中的应用特性进行了研究。首先,从传统滑模控制理论的几种趋近律入手,引出分数阶滑模趋近律并分析其收敛特性。其次,针对航天器姿态控制系统,设计了一种分数阶滑模控制器。最后,对比数值仿真验证了所设计控制器的良好性能,与传统滑模趋近律和传统滑模控制律相比,分数阶滑模趋近律具有较好的平滑特性,分数阶滑模控制律具有更好的抗干扰性与强鲁棒性。 展开更多
关键词 分数阶滑模控制 分数阶滑模趋近律 分数阶微积分 航天器姿态
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考虑自动驾驶仪动态鲁棒自适应变结构制导律 被引量:9
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作者 佘文学 周凤岐 周军 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期1513-1516,共4页
对于平面拦截问题,基于Lyapunov稳定性理论,应用滑模趋近律概念,将目标的机动加速度视为一类有界扰动,以视线角速率作为零输出状态变量,甚至不需要知道目标机动的界,考虑导弹自动驾驶仪的延迟,综合设计了一种具有强鲁棒性的末端导引规... 对于平面拦截问题,基于Lyapunov稳定性理论,应用滑模趋近律概念,将目标的机动加速度视为一类有界扰动,以视线角速率作为零输出状态变量,甚至不需要知道目标机动的界,考虑导弹自动驾驶仪的延迟,综合设计了一种具有强鲁棒性的末端导引规律。理论分析与数字仿真表明,这种制导律不但具有平直的弹道特性,而且具有很强的鲁棒性和适应性,同时方法简单、易于理解,便于工程应用。 展开更多
关键词 制导 鲁棒性 适应性 导弹自动驾驶仪 滑模趋近律
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采用扩展滑模观测器的数控机床永磁同步电机鲁棒控制方法 被引量:7
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作者 李涛 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第5期152-158,共7页
为了实现对数控机床永磁同步电机转速的高精度控制,考虑负载转矩扰动、电路和磁路扰动等因素,采用扩展滑模观测器设计了鲁棒控制方法。首先建立了带有复合干扰的永磁同步电机模型,然后将复合干扰作为扩展状态,设计了扩展滑模观测器,实... 为了实现对数控机床永磁同步电机转速的高精度控制,考虑负载转矩扰动、电路和磁路扰动等因素,采用扩展滑模观测器设计了鲁棒控制方法。首先建立了带有复合干扰的永磁同步电机模型,然后将复合干扰作为扩展状态,设计了扩展滑模观测器,实现了对转速、转动加速度和复合干扰的精确估计,并进行了收敛性和稳定性分析,最后提出了一种新型滑模趋近律来克服抖振现象,实现了复合干扰下永磁同步电机的鲁棒控制。仿真结果表明:提出鲁棒控制方法的转速和加速度的最大跟踪误差分别仅为0.1 r/s和0.05 r/s_(2),设计扩展滑模观测器的转速和加速度的最大估计误差分别仅为0.08 r/s和0.04 r/s_(2),复合干扰估计误差仅为0.03 r/s_(2)。在测试实验中,提出方法对电机转速的最大跟踪误差仅为0.3 r/min,与其他方法相比具有更优的实用性,表现出了更快的响应速度和更高的控制精度。 展开更多
关键词 数控机床 永磁同步电机 复合干扰 扩展滑模观测器 新型滑模趋近律 鲁棒控制
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航天机电伺服组合变阻尼滑模控制技术研究 被引量:2
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作者 夏凡昊 王跃轩 +2 位作者 魏泽宇 陈娟 许文波 《导弹与航天运载技术(中英文)》 CSCD 北大核心 2023年第2期65-70,共6页
航天机电伺服系统的任务载荷复杂,尤其以摩擦力矩为主要力矩形式的喷管负载稳定性差,导致伺服控制性能出现较大的测试偏差。针对以上问题,推导了航天机电伺服系统带载数学模型,采用位置、转速双环滑模变结构控制策略以提升系统鲁棒性和... 航天机电伺服系统的任务载荷复杂,尤其以摩擦力矩为主要力矩形式的喷管负载稳定性差,导致伺服控制性能出现较大的测试偏差。针对以上问题,推导了航天机电伺服系统带载数学模型,采用位置、转速双环滑模变结构控制策略以提升系统鲁棒性和抗扰能力。其次,为了优化系统动态响应性能,在传统指数型滑模趋近律的基础上,提出一种组合变阻尼滑模趋近律。仿真结果表明,所提出的组合变阻尼滑模控制算法具有更短的趋近时间和更小的抖振幅度,动态过渡过程更加平滑,进一步缓解了系统调节时间与超调量的矛盾,并且明显改善了系统频域性能,有效提升了系统频宽及相频特性的一致性。 展开更多
关键词 机电伺服系统 滑模变结构控制 滑模趋近律 频率特性
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基于改进滑模控制的电网模拟器逆变侧设计 被引量:4
9
作者 柯奕辰 陈国初 +1 位作者 许移庆 朱志权 《电测与仪表》 北大核心 2021年第2期171-177,共7页
文中提出了一种基于趋近律的改进滑模控制方法,改善了电网模拟器的逆变侧设计。文章选择了合适的电网模拟器拓扑结构,建立了三相全桥逆变器的数学模型,通过双幂次滑模趋近律对原有的控制方法进行了改善。在Simulink中设计了系统的控制... 文中提出了一种基于趋近律的改进滑模控制方法,改善了电网模拟器的逆变侧设计。文章选择了合适的电网模拟器拓扑结构,建立了三相全桥逆变器的数学模型,通过双幂次滑模趋近律对原有的控制方法进行了改善。在Simulink中设计了系统的控制框图并进行了仿真结果对比;基于PHIL实时仿真技术搭建了电网模拟器实验平台并进行了实验,结果表明所提出的改进滑模控制能够有效削减抖振现象,同时提高系统的稳定性。 展开更多
关键词 电网模拟器 逆变侧 滑模控制 双幂次滑模趋近律
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高超声速飞行器鲁棒预测滑模姿态控制方法 被引量:2
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作者 陈园 周丽 +2 位作者 刘震锴 姚波 凌志豪 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第5期23-27,共5页
针对高超声速飞行器(HSV)在巡航段飞行时模型参数不确定和干扰的问题,提出了HSV鲁棒预测滑模姿态控制方法,由系统实际输出值与参考轨迹的误差设计滑模面,引入预测函数对误差进行预测可得未来时刻的滑模面,再利用改进的滑模趋近律设计快... 针对高超声速飞行器(HSV)在巡航段飞行时模型参数不确定和干扰的问题,提出了HSV鲁棒预测滑模姿态控制方法,由系统实际输出值与参考轨迹的误差设计滑模面,引入预测函数对误差进行预测可得未来时刻的滑模面,再利用改进的滑模趋近律设计快慢回路控制器。该方法能使HSV在参数不确定和有干扰的情况下,保证姿态系统稳定,精确跟踪指令信号,具有较强的鲁棒性,提高了系统的控制性能。最后,通过仿真验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 鲁棒预测滑模 姿态控制 滑模趋近律
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改进扰动观测器的IM自适应滑模反步控制
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作者 满忠璐 于海生 +3 位作者 孟祥祥 杨庆 王建坤 崔鹏 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第12期98-101,104,共5页
针对内外部扰动问题,设计自适应滑模反步控制(ASMBC)的方法来调节异步电机速度。首先,提出了一种用自适应律改进趋近律的反步滑模控制方法,加快电机系统的动态响应速度并抑制滑模控制中的抖振现象;然后,为了消除传统扰动观测器中由于积... 针对内外部扰动问题,设计自适应滑模反步控制(ASMBC)的方法来调节异步电机速度。首先,提出了一种用自适应律改进趋近律的反步滑模控制方法,加快电机系统的动态响应速度并抑制滑模控制中的抖振现象;然后,为了消除传统扰动观测器中由于积分项累积带来的超调现象,采用饱和函数改进扰动观测器,用以估计电机内部参数的变化和外部扰动并减小超调;最后,将所设计的控制器与反步滑模控制(SMBC)等方法对比,实验结果表明该方法动态过程响应速度快、超调小,稳态过程跟踪精度高,并且具有良好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 异步电机 速度控制 自适应滑模反步控制 扰动观测器 滑模趋近律
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非最小相位的单电感双输出Buck-Boost变换器的复合控制方法 被引量:1
12
作者 皇金锋 李啸天 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1266-1274,1314,共10页
单电感双输出Buck-Boost (SIDO Buck-Boost)变换器在电感电流连续模式(CCM)下工作存在交叉影响以及非最小相位特性的问题.为了解决上述问题,提出基于储能函数的扩张状态观测器(ESO)的改进非奇异快速终端滑模(NFTSM)和自抗扰控制(ADRC)... 单电感双输出Buck-Boost (SIDO Buck-Boost)变换器在电感电流连续模式(CCM)下工作存在交叉影响以及非最小相位特性的问题.为了解决上述问题,提出基于储能函数的扩张状态观测器(ESO)的改进非奇异快速终端滑模(NFTSM)和自抗扰控制(ADRC)相结合的控制策略.设计主路控制器,对系统的传递函数进行拟合得到ADRC范式,利用该范式对主路进行解耦控制.设计支路控制器,采用改进型ESO对储能函数进行观测,并将观测值反馈补偿到非奇异快速终端滑模控制律中,达到支路解耦的效果.为了抑制滑模控制的抖振问题,对趋近律进行改进.利用Lyapunov理论证明系统稳定性.基于硬件在环(HIL)实验平台进行实验验证.结果表明,所提控制策略与PI控制策略以及基于ESO的滑模控制策略相比,在超调量和响应时间上具有较好的效果. 展开更多
关键词 单电感双输出 BUCK-BOOST变换器 非奇异快速终端滑模控制 自抗扰控制 改进滑模趋近律
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提高APF谐波补偿能力的全局快速Terminal滑模控制 被引量:1
13
作者 崔浩 舒朝君 +3 位作者 朱英伟 章彦燕 许军 王文清 《电力工程技术》 2020年第3期107-113,共7页
谐波补偿环节的谐波电流跟踪控制是衡量有源电力滤波器(APF)性能优劣的关键因素之一。针对常规滑模控制中,无论如何调整线性滑模面参数都无法使得跟踪误差在有限时间内收敛到零的问题,提出了电流环基于全局快速Terminal滑模的谐波电流... 谐波补偿环节的谐波电流跟踪控制是衡量有源电力滤波器(APF)性能优劣的关键因素之一。针对常规滑模控制中,无论如何调整线性滑模面参数都无法使得跟踪误差在有限时间内收敛到零的问题,提出了电流环基于全局快速Terminal滑模的谐波电流跟踪控制策略。该方法在线性滑模面的基础上引入非线性函数,弥补了常规滑模控制只能实现状态渐进收敛的缺点,在提高滑模控制瞬态性能的同时,消除了切换项,从本质上削弱了抖振。在不改变谐波检测环节的条件下,对APF进行稳态和暂态性能测试,将文中提出的全局快速Terminal滑模控制与常规指数趋近律的滑模控制对比,验证了文中控制策略的正确性和有效性。 展开更多
关键词 有源电力滤波器 全局快速Terminal滑模 指数滑模 抖振 谐波补偿
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基于RBF神经网络和扰动观测器的PMLSM位置控制 被引量:11
14
作者 张博 周达 蒋波涛 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第8期90-93,共4页
针对永磁直线同步电机的位置控制,其控制精度易受模型误差和负载扰动等因素的影响,设计了一种改进型的滑模趋近律控制器,提出了基于RBF神经网络的建模误差逼近器和非线性负载扰动观测器。首先,利用改进型的滑模趋近律算法,加快到达滑模... 针对永磁直线同步电机的位置控制,其控制精度易受模型误差和负载扰动等因素的影响,设计了一种改进型的滑模趋近律控制器,提出了基于RBF神经网络的建模误差逼近器和非线性负载扰动观测器。首先,利用改进型的滑模趋近律算法,加快到达滑模面的速度,降低系统的滑模抖振;其次,采用RBF神经网络算法逼近系统的建模误差;最后,非线性扰动观测器对系统的负载扰动进行估计。此外,系统采用前馈补偿控制策略,以提高系统的控制精度。仿真结果表明:通过与传统的滑模趋近律控制方法相比,文章提出的方法提高了系统的控制精度、增强了系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 神经网络 扰动观测器 滑模趋近律
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连续障碍环境下无人机实时避障控制 被引量:2
15
作者 张乐 袁锁中 黄永康 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2020年第4期6-10,14,共6页
针对小型固定翼无人机在未知环境下,面对墙壁等连续型障碍物不能快速实时防撞的问题,提出了一种结合多幂次滑模趋近律和超螺旋观测器设计的无人机避障控制方法。首先通过空间位置关系和无人机运动学方程建立无人机避障系统数学模型,进... 针对小型固定翼无人机在未知环境下,面对墙壁等连续型障碍物不能快速实时防撞的问题,提出了一种结合多幂次滑模趋近律和超螺旋观测器设计的无人机避障控制方法。首先通过空间位置关系和无人机运动学方程建立无人机避障系统数学模型,进而利用多幂次滑模趋近律快速收敛的特性设计了无人机避障制导律;同时考虑到传感器误差和系统建模等造成的不确定性,引入了超螺旋干扰观测器加以补偿,并对系统的收敛性加以证明。仿真结果表明,所提出的避障控制策略能够使无人机快速避开连续障碍,同时对传感器扰动有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 固定翼无人机 实时避障 制导 多幂次滑模趋近律 超螺旋干扰观测器
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柔顺关节并联机器人动力学建模与控制研究 被引量:8
16
作者 田浩 余跃庆 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期278-283,共6页
对具有大范围运动特性的柔顺关节并联机器人开展了动力学建模、特性分析、控制策略设计及动态性能分析等研究。基于伪刚体法,研究柔顺关节特性,建立含大变形柔顺关节的系统模型,应用拉格朗日方法建立了系统动力学方程。为补偿柔顺关节... 对具有大范围运动特性的柔顺关节并联机器人开展了动力学建模、特性分析、控制策略设计及动态性能分析等研究。基于伪刚体法,研究柔顺关节特性,建立含大变形柔顺关节的系统模型,应用拉格朗日方法建立了系统动力学方程。为补偿柔顺关节引起的系统振动、未建模动态以及惯性参数摄动造成的模型误差,设计趋近律滑模控制策略并证明了其稳定性。仿真结果验证了动力学模型和控制策略的有效性。 展开更多
关键词 柔顺关节 并联机器人 动力学 滑模控制
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漂浮式海上风电机组稳定控制策略研究 被引量:3
17
作者 刘登权 程志江 袁嘉旺 《太阳能学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期316-322,共7页
以NREL的5 MW的OC4半潜式海上漂浮式风力机为研究对象,首先建立半潜式风力机动力学简化模型,其中外激励的环境载荷模拟使用了一种载荷系数法并进行验证。基于此模型,风浪载荷联合作用下对半潜式风力机性能影响最大的是纵摇形式的动态响... 以NREL的5 MW的OC4半潜式海上漂浮式风力机为研究对象,首先建立半潜式风力机动力学简化模型,其中外激励的环境载荷模拟使用了一种载荷系数法并进行验证。基于此模型,风浪载荷联合作用下对半潜式风力机性能影响最大的是纵摇形式的动态响应,设计一种双幂次趋近律滑模控制压载水的方法来降低半潜式风力机的运动响应。最后,对所设计的控制器进行仿真。仿真结果表明:相比于传统变幂次趋近律滑模控制和幂次趋近律滑模控制,双幂次趋近律滑模控制方法有更高的控制精度,可有效降低载荷的作用效果,从而维持系统的稳定。 展开更多
关键词 海上风电 半潜式风力机 动力学建模 非线性系统 压载水 双幂次滑模控制
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A novel reaching law approach of quasi-sliding-mode control for uncertain discrete-time systems 被引量:4
18
作者 袁雷 沈建清 +1 位作者 肖飞 王恒利 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第9期2514-2519,共6页
A novel discrete-time reaching law was proposed for uncertain discrete-time system,which contained process noise and measurement noise.The proposed method reserves all the advantages of discrete-time reaching law,whic... A novel discrete-time reaching law was proposed for uncertain discrete-time system,which contained process noise and measurement noise.The proposed method reserves all the advantages of discrete-time reaching law,which not only decreases the band width of sliding mode and strengthens the system robustness,but also improves the dynamic performance and stability capability of the system.Moreover,a discrete-time sliding mode control strategy based on Kalman filter method was designed,and Kalman filter was employed to eliminate the influence of system noise.Simulation results show that there is no chattering phenomenon in the output of controller and the state variables of controlled system,and the proposed algorithm is also feasible and has strong robustness to external disturbances. 展开更多
关键词 discrete-time system quasi-sliding-mode control discrete-time reaching law Kalman filter
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