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基于卡尔曼滤波离散滑模控制的明轮船直线跟踪 被引量:10
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作者 洪剑青 赵德安 +3 位作者 孙月平 张军 刘波 刘晓洋 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期33-39,共7页
针对明轮船作业过程中风、浪等引起的低频扰动,为了节约能源、降低由扰动引起控制系统的主动动作频次、延长明轮船续航时间,实现明轮船的高精度导航控制,降低风浪干扰的影响,提出基于卡尔曼滤波的离散滑模控制方式。通过建立水动力模型... 针对明轮船作业过程中风、浪等引起的低频扰动,为了节约能源、降低由扰动引起控制系统的主动动作频次、延长明轮船续航时间,实现明轮船的高精度导航控制,降低风浪干扰的影响,提出基于卡尔曼滤波的离散滑模控制方式。通过建立水动力模型和偏航角动态响应模型,计算离散滑模控制的增益系数。经过仿真验证与实船试验,并与PD控制方式的效果进行对比,最大超调量比PD控制方式减小25%,调整时间减少50%,航迹偏差低于10cm。基于卡尔曼滤波的离散滑模控制方法实现了高精度的明轮船直线航迹跟踪,且明轮船的航行过程更加平稳。 展开更多
关键词 水产养殖 明轮船 卡尔曼滤波 离散滑模控制
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基于离散滑模控制的DSTATCOM的研究 被引量:10
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作者 贾嘉斌 袁佳歆 +2 位作者 姜芳芳 陈国强 陈柏超 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期50-51,55,共3页
鉴于快速响应的配电网静止无功补偿器—DSTATCOM是改善配电网系统电能质量的有效方法 ,提出对DSTATCOM采用离散滑模控制 ,应用MATLAB对 10 / 0 .4kV配电网中的动态补偿进行仿真 ,并基于此研制出小容量DSTATCOM实验模型。仿真和实验证明 ... 鉴于快速响应的配电网静止无功补偿器—DSTATCOM是改善配电网系统电能质量的有效方法 ,提出对DSTATCOM采用离散滑模控制 ,应用MATLAB对 10 / 0 .4kV配电网中的动态补偿进行仿真 ,并基于此研制出小容量DSTATCOM实验模型。仿真和实验证明 ,离散滑模控制策略简单易行 ,控制效果良好 ,在谐波畸变率大致相等的情况下 ,比其它控制策略更能极大地减小开关损耗。基于离散滑模控制的DSTATCOM可正确地补偿系统所需的无功功率 ,对改善电能质量可行有效。 展开更多
关键词 DSTATCOM 离散滑模控制 电能质量
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VSC-HVDC系统的离散滑模控制 被引量:4
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作者 钱甜甜 苗世洪 +2 位作者 白浩 吴英杰 刘子文 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第13期108-116,共9页
VSC-HVDC的基于连续时域的控制系统多由计算机离散采样实现。对一种基于输入输出反馈线性化的VSC-HVDC系统的离散数学模型进行研究,并使用离散滑模控制方法设计其控制器。为保证控制器在准滑模控制下的有效性,在输出反馈中采用快速输出... VSC-HVDC的基于连续时域的控制系统多由计算机离散采样实现。对一种基于输入输出反馈线性化的VSC-HVDC系统的离散数学模型进行研究,并使用离散滑模控制方法设计其控制器。为保证控制器在准滑模控制下的有效性,在输出反馈中采用快速输出采样技术。在Matlab/Simulink中的仿真实验证明了所提离散数学模型和控制策略的有效性。 展开更多
关键词 VSC-HVDC 离散数学模型 离散滑模控制 快速输出采样技术
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一种新的趋近律离散滑模控制方法及仿真 被引量:21
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作者 孙彪 孙秀霞 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2422-2425,2470,共5页
利用幂次函数构造了一种新的趋近律离散滑模控制方法,给出了无抖振的理论分析和稳定性证明。在具有传统滑模控制固有强鲁棒性的同时,该方法可以使切换函数无抖振、无正负交替的快速趋近于零。利用倒立摆模型进行了数值仿真,结果表明,该... 利用幂次函数构造了一种新的趋近律离散滑模控制方法,给出了无抖振的理论分析和稳定性证明。在具有传统滑模控制固有强鲁棒性的同时,该方法可以使切换函数无抖振、无正负交替的快速趋近于零。利用倒立摆模型进行了数值仿真,结果表明,该方法控制器的输出、切换函数的值、被控系统的输出均不存在抖振现象,而且被控系统表现出了良好的动态品质。 展开更多
关键词 幂次函数 离散滑模控制 趋近律 抖振 稳定性
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无人艇艏向自适应离散滑模控制器设计 被引量:5
5
作者 吴博 周杰 +3 位作者 宋小明 肖长诗 朱曼 文元桥 《中国航海》 CSCD 北大核心 2021年第3期126-133,共8页
在受外界环境影响导致无人艇运动响应模型发生不确定变化的情况下,为实现无人艇艏向有效控制,设计基于在线辨识运动模型的自适应离散滑模控制器。利用递推最小二乘法对无人艇运动响应模型进行在线辨识。依托在线辨识的模型,设计基于指... 在受外界环境影响导致无人艇运动响应模型发生不确定变化的情况下,为实现无人艇艏向有效控制,设计基于在线辨识运动模型的自适应离散滑模控制器。利用递推最小二乘法对无人艇运动响应模型进行在线辨识。依托在线辨识的模型,设计基于指数趋近律的无人艇艏向自适应离散滑模控制器。通过仿真实验和实船实验进行验证,实验结果表明:与常规的模型参数固定的离散滑模控制方法相比,设计的控制器具有较好的鲁棒性和自适应性。 展开更多
关键词 无人艇 在线辨识 递推最小二乘法 离散滑模控制
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基于趋近律离散滑模控制的柔性梁振动抑制 被引量:4
6
作者 占金青 胡俊峰 张宪民 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期186-191,337,共6页
研究了基于趋近律的离散滑模控制在智能柔性悬臂梁振动控制中的应用。以压电陶瓷为作动器,电阻应变片为传感器,采用有限元方法和模态截断技术建立结构动力学模型。由于柔性结构系统受到不确定外部扰动和量测噪声的影响以及参数的不确定... 研究了基于趋近律的离散滑模控制在智能柔性悬臂梁振动控制中的应用。以压电陶瓷为作动器,电阻应变片为传感器,采用有限元方法和模态截断技术建立结构动力学模型。由于柔性结构系统受到不确定外部扰动和量测噪声的影响以及参数的不确定性,滑模变结构控制可以实现滑动模态与系统的外干扰和参数摄动无关,即滑动模态的不变性。结构振动控制在系统状态由于外部干扰的影响偏离平衡状态,在控制器作用下能使系统趋于零状态。采用趋近律离散滑模控制方法设计状态调节器。由于状态量不能直接测量,故利用离散卡尔曼滤波技术构造状态估计器。采用试验模态测试方法得到结构的前4阶固有频率和阻尼比,与有限元方法的结果比较,说明该模型的正确性。使用dSPACE实时仿真系统和MATLAB/Simulink搭建控制系统,进行了振动主动控制试验。试验结果表明,所设计的控制器能有效抑制结构的振动响应。 展开更多
关键词 智能结构 振动主动控制 离散滑模控制 趋近律 试验模态测试
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全景式航空相机的离散滑模控制 被引量:3
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作者 张雪菲 丁亚林 +1 位作者 李昕阳 陈志超 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1163-1168,共6页
为了提高全景式航空相机镜筒速度控制系统的动态特性,使其具有响应速度快且超调小的特点,本文提出一种基于降维状态观测器的离散滑模控制方法,对镜筒角速度、角加速度进行观测,并对其速度系统进行控制.针对高氏趋近律带来的控制抖振和... 为了提高全景式航空相机镜筒速度控制系统的动态特性,使其具有响应速度快且超调小的特点,本文提出一种基于降维状态观测器的离散滑模控制方法,对镜筒角速度、角加速度进行观测,并对其速度系统进行控制.针对高氏趋近律带来的控制抖振和稳态抖振问题,本文采用幂次函数趋近律的方法,并对这种方法进行了无抖振理论分析以及稳定性证明.最后以某全景式航空相机作为实验平台,将基于幂次函数趋近律的离散滑模控制应用到镜筒速度控制系统中.实验结果表明,本文提出的控制方法能够有效地减小系统的抖振,使镜筒速度控制系统表现出良好的动态品质. 展开更多
关键词 全景式航空相机 降维状态观测器 角速度 角加速度 趋近律 离散滑模控制
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永磁直线电机伺服系统模型参考离散滑模控制 被引量:4
8
作者 孙宜标 王桂宏 郭庆鼎 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2007年第5期538-541,563,共5页
针对高精度永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统存在的参数变化、端部效应和负载扰动等诸多不确定性问题,设计了模型参考离散滑模(MRDSMC)位置跟踪控制器.将伺服问题转化为调节问题,并采用一步延迟扰动近似来补偿未知扰动,此外,为了抑制由... 针对高精度永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统存在的参数变化、端部效应和负载扰动等诸多不确定性问题,设计了模型参考离散滑模(MRDSMC)位置跟踪控制器.将伺服问题转化为调节问题,并采用一步延迟扰动近似来补偿未知扰动,此外,为了抑制由高频未建模动态引起的抖振,在MRDSMC设计中加入低通滤波器.理论推导与仿真结果表明,该方案能有效地抑制PMLSM伺服系统的参数变化和阻力扰动的影响,具有很强的鲁棒位置跟踪性能. 展开更多
关键词 永磁直线同步电机 模型参考 离散滑模控制 不确定性 抖振抑制
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远程制导炮弹非线性离散滑模控制器设计 被引量:3
9
作者 杨荣军 王良明 陈世业 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期137-141,共5页
为实现远程制导炮弹的非线性控制,提出了一种基于滑模控制原理的非线性离散控制器设计方法。建立了远程制导炮弹控制系统模型,针对该模型存在的非线性和耦合问题,利用反馈线性化方法将复杂的非线性系统解耦为两个独立的线性定常子系统,... 为实现远程制导炮弹的非线性控制,提出了一种基于滑模控制原理的非线性离散控制器设计方法。建立了远程制导炮弹控制系统模型,针对该模型存在的非线性和耦合问题,利用反馈线性化方法将复杂的非线性系统解耦为两个独立的线性定常子系统,然后对子系统作离散化处理,并结合滑模控制原理设计了远程制导炮弹的非线性离散控制器。弹道仿真结果表明:该模型和控制器是有效的,实现了制导炮弹系统的解耦控制,并对模型参数不确定具有一定的鲁棒性,而控制采样时间将引起动态跟踪误差。 展开更多
关键词 远程制导炮弹 非线性系统 解耦控制 离散滑模控制 弹道仿真
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Boost矩阵变换器的离散滑模控制策略 被引量:1
10
作者 张小平 唐华平 +1 位作者 朱建林 张炳根 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第6期568-572,共5页
针对目前矩阵变换器存在电压传输比低的缺陷,在对拓扑结构的基本构成及其工作原理分析基础上,提出一种新型的称为Boost矩阵变换器的电路拓扑结构。推导了其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述了所采用的离散滑模控制策略... 针对目前矩阵变换器存在电压传输比低的缺陷,在对拓扑结构的基本构成及其工作原理分析基础上,提出一种新型的称为Boost矩阵变换器的电路拓扑结构。推导了其电压传输比与占空比之间函数关系的解析表达式,阐述了所采用的离散滑模控制策略的设计方法,并通过仿真对其有效性和可行性进行了验证。结果表明,该拓扑结构能实现输出电压和频率在一定范围内的任意调节,其电压传输比既可大于1,也可小于1,且直接输出高品质的正弦波而无需滤波环节,从而有效解决了传统矩阵变换器电压传输比低的难题。 展开更多
关键词 Boost矩阵变换器 电压传输比 离散滑模控制 仿真
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高速超精运动台的离散滑模控制研究 被引量:1
11
作者 严天宏 许畅 +2 位作者 李青 许昌 陈学东 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第4期430-435,共6页
为给新型高速超精数控和微纳制造等装备的精密运动台的设计研制提供理论指导,解决高速高精运动平台的控制问题,首先建立了精密工作台伺服系统测量模型;根据此类系统重复步进与扫描运动的特点,进而研究了具有解耦的周期性干扰补偿器的离... 为给新型高速超精数控和微纳制造等装备的精密运动台的设计研制提供理论指导,解决高速高精运动平台的控制问题,首先建立了精密工作台伺服系统测量模型;根据此类系统重复步进与扫描运动的特点,进而研究了具有解耦的周期性干扰补偿器的离散滑模变结构控制技术,有效地解决了精密伺服系统在大范围运动引起的控制模型不确定性和各种干扰带来的性能损失问题。并运用Matlab软件进行了仿真,仿真结果表明与常用的PID控制加陷波滤波器相比,基于周期性干扰解耦的补偿的离散变结构滑模控制性能优于传统的控制结构,不但可以有效地提高系统的响应速度,减小跟踪误差,设计更简单,易于在线调试,使系统具有更满意的控制效果。 展开更多
关键词 微纳制造装备 精密工作台 动力学模型 离散滑模控制 周期干扰补偿
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四旋翼飞行器的新型自适应离散滑模控制 被引量:1
12
作者 姚灵灵 贺乃宝 +1 位作者 高倩 宋伟 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2015年第6期602-606,共5页
针对传统的自适应离散趋近律控制应用于四旋翼偏航控制系统存在抖振问题,提出了一种新型自适应离散滑模等效控制方法.在动力学模型的基础上,改进了传统的自适应离散趋近律,推导了新型自适应离散滑模控制律,且通过Lyapunov函数证明改进... 针对传统的自适应离散趋近律控制应用于四旋翼偏航控制系统存在抖振问题,提出了一种新型自适应离散滑模等效控制方法.在动力学模型的基础上,改进了传统的自适应离散趋近律,推导了新型自适应离散滑模控制律,且通过Lyapunov函数证明改进自适应离散趋近律下所设计的控制器的稳定性,并引入一个衰减函数,大大减小了四旋翼偏航控制系统的高频抖振.MATLAB仿真分析表明,改进的自适应离散滑模控制的系统调节时间比传统的自适应离散滑模控制缩短了约0.6s,而且大大降低了系统抖振. 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 建模 新型自适应离散滑模控制 抖振
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基于干扰观测器的离散滑模控制算法 被引量:2
13
作者 孙彪 孙秀霞 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第4期440-443,共4页
为了降低离散滑模控制过程中的抖振,减轻控制器的负担,提高控制精度,针对线性参数不确定性离散系统,构造了一种基于干扰观测器的离散滑模控制算法,并给出了稳定性证明。理论分析和数值仿真均表明,该算法可以实现对干扰高精度的实时估计... 为了降低离散滑模控制过程中的抖振,减轻控制器的负担,提高控制精度,针对线性参数不确定性离散系统,构造了一种基于干扰观测器的离散滑模控制算法,并给出了稳定性证明。理论分析和数值仿真均表明,该算法可以实现对干扰高精度的实时估计;切换函数最终将收敛于与干扰变化率和系统采样时间有关的小范围。数值仿真还表明,用幂次函数代替算法中的符号函数或饱和函数后,可以彻底消除控制器输出和切换函数中的高频抖振,这对于提高实际工程应用中控制器的寿命和改善系统的控制性能具有重要的意义。 展开更多
关键词 干扰观测器 离散滑模控制 抖振 幂次函数
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气动人工肌肉位置离散滑模控制 被引量:2
14
作者 沈伟 施光林 《液压与气动》 北大核心 2010年第9期27-29,共3页
高速开关阀控气动人工肌肉系统中存在极强的非线性(比如迟滞力,气体的动态流动),并伴随众多不确定性和干扰,难以有效控制。针对高速开关阀控气动人工肌肉单自由度质量弹簧系统,提出了带迟滞力补偿的气动人工肌肉数学模型;基于反馈线性化... 高速开关阀控气动人工肌肉系统中存在极强的非线性(比如迟滞力,气体的动态流动),并伴随众多不确定性和干扰,难以有效控制。针对高速开关阀控气动人工肌肉单自由度质量弹簧系统,提出了带迟滞力补偿的气动人工肌肉数学模型;基于反馈线性化,设计出了相应的位置离散滑模控制策略。另外,经对高开关阀控气压方式进行线性化,简化了高速开关阀的PWM控制策略。实验结果表明,所提出的控制方案不仅取得了不低于离散抗饱和PID的控制效果,而且具有很大的改进和提升空间。 展开更多
关键词 气动人工肌肉 高速开关阀 迟滞力 PWM方式 离散滑模控制
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基于滤波的转台伺服系统离散滑模控制 被引量:1
15
作者 姚宁 王武 张飞云 《机械设计与制造》 北大核心 2011年第12期143-145,共3页
飞行仿真转台是航空、航天领域中进行半实物仿真和测试的关键设备,是一个高精度的复杂系统,分析了飞行仿真转台伺服系统的数学模型,给出了系统控制结构图。滑模控制是一种非线性控制方法,对参数变化和扰动具有完全的自适应性,将离散滑... 飞行仿真转台是航空、航天领域中进行半实物仿真和测试的关键设备,是一个高精度的复杂系统,分析了飞行仿真转台伺服系统的数学模型,给出了系统控制结构图。滑模控制是一种非线性控制方法,对参数变化和扰动具有完全的自适应性,将离散滑模控制引入到转台伺服系统的控制中,给出了离散滑模控制器的实现过程,通过引入卡尔曼滤波器改善了系统的控制品质,软件仿真结果表明所设计的离散滑模控制器能达到较好的控制品质,有效的减小了系统抖振,提升了系统的抗干扰能力。 展开更多
关键词 离散滑模控制 伺服转台 滤波器 仿真
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离散滑模控制的Buck-Boost光伏逆变器研究 被引量:5
16
作者 岳舟 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期233-238,共6页
为了获得较理想的正弦输出电压,优化逆变器的性能,基于Buck-Boost光伏逆变器,采用离散滑模变结构的控制策略。Buck-Boost光伏逆变器可获得比直流输入电源高或低的交流输出电压,详细分析了所提逆变器的拓扑结构和工作原理,利用状态空间... 为了获得较理想的正弦输出电压,优化逆变器的性能,基于Buck-Boost光伏逆变器,采用离散滑模变结构的控制策略。Buck-Boost光伏逆变器可获得比直流输入电源高或低的交流输出电压,详细分析了所提逆变器的拓扑结构和工作原理,利用状态空间平均法建立系统数学模型,并详细阐述了离散滑模控制原理。利用Matlab/Simulink工具对控制系统进行仿真研究,仿真结果验证了该变换器的优点和离散滑模控制策略的有效性。 展开更多
关键词 Buck—Boost变换器 光伏逆变器 离散滑模控制 仿真
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基于TD滤波器的离散滑模控制算法 被引量:1
17
作者 孙彪 孙秀霞 《控制工程》 CSCD 北大核心 2010年第5期591-594,共4页
设计了一种基于TD滤波器的趋近律离散滑模控制算法。TD滤波器具有理想的滤波特性并且可以得到信号的微分信息。滤波器对信号进行平滑滤波可以消抖,将TD滤波器与趋近律离散滑模控制算法相结合,将其应用于受到过程噪声干扰和存在测量误差... 设计了一种基于TD滤波器的趋近律离散滑模控制算法。TD滤波器具有理想的滤波特性并且可以得到信号的微分信息。滤波器对信号进行平滑滤波可以消抖,将TD滤波器与趋近律离散滑模控制算法相结合,将其应用于受到过程噪声干扰和存在测量误差的系统,并与基于Kalman滤波器的趋近律离散滑模控制算法进行了相应的对比仿真。结果表明,该方法尽管存在着少许的相位滞后,但是可以用预报的方法加以补偿,并且在保证了滑模控制固有强鲁棒性的同时,不仅大大提高了控制精度,而且极大地消除了控制器输出的抖振。 展开更多
关键词 离散滑模控制 TD滤波器 KALMAN滤波器 噪声 抖振
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基于CMAC的位置伺服系统神经元离散滑模控制 被引量:4
18
作者 史晓娟 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1118-1120,共3页
针对数控机床位置伺服系统参数不确定及存在外界干扰的特点,将小脑模型关节控制器(CMAC)与滑模控制相结合,设计了基于CMAC的神经元离散滑模制系统及其控制算法。仿真结果表明,该控制方法不但大大降低了普通滑模变结构控制中的抖振,而且... 针对数控机床位置伺服系统参数不确定及存在外界干扰的特点,将小脑模型关节控制器(CMAC)与滑模控制相结合,设计了基于CMAC的神经元离散滑模制系统及其控制算法。仿真结果表明,该控制方法不但大大降低了普通滑模变结构控制中的抖振,而且具有良好的动静态特性及较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 位置伺服系统 CMAC(小脑模型关节控制器) 神经元离散滑模控制 抖振
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振动陀螺椭圆参数的离散滑模控制 被引量:3
19
作者 郜中星 彭斌 +1 位作者 陈小炜 张勇刚 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期226-232,共7页
针对比例-积分-微分(proportional-integral-derivative, PID)控制下振动陀螺椭圆参数的控制精度和收敛快速性难以提升的问题,提出了将离散滑模控制(discrete-time sliding mode control, DSMC)引入到振动陀螺的控制系统中的方法。该方... 针对比例-积分-微分(proportional-integral-derivative, PID)控制下振动陀螺椭圆参数的控制精度和收敛快速性难以提升的问题,提出了将离散滑模控制(discrete-time sliding mode control, DSMC)引入到振动陀螺的控制系统中的方法。该方法从表征振动陀螺工作状态的椭圆参数出发,选取主波振幅和正交波振幅作为控制对象,进而得到离散滑模控制律。基于Simulink模型分别在静止(0°/s)和动态(100°/s)条件下,对椭圆参数进行PID控制和DSMC的仿真对比。10 s内的仿真结果表明:DSMC可使主波振幅误差减小16 LSB,正交波振幅误差减小1 LSB;静止条件下,角度漂移速率减小0.36 deg/h;动态条件下,标度因数误差减小5 ppm。仿真结果体现了DSMC的鲁棒性和收敛快速性。 展开更多
关键词 振动陀螺 椭圆参数 离散滑模控制 漂移速率 标度因数误差
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直流伺服系统单值预估离散滑模控制 被引量:1
20
作者 李红江 徐国顺 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期257-260,共4页
为了保证闭环系统的鲁棒稳定性,根据不确定系统的名义模型设计理想滑模面,并以名义模型作为预测模型,利用当前及过去时刻的滑模信息预测将来时刻的滑模动态,将预测控制理论中滚动优化、反馈校正的思想引入离散滑模控制系统的设计,提出... 为了保证闭环系统的鲁棒稳定性,根据不确定系统的名义模型设计理想滑模面,并以名义模型作为预测模型,利用当前及过去时刻的滑模信息预测将来时刻的滑模动态,将预测控制理论中滚动优化、反馈校正的思想引入离散滑模控制系统的设计,提出了基于单值预估控制算法的离散滑模控制系统设计方法。仿真结果表明,该方法不仅完全消除了抖振现象,且能保证闭环系统的鲁棒稳定性。另外,由于采用了单值预估,使得控制算法非常简单。 展开更多
关键词 离散滑模控制 直流伺服系统 预估 单值 鲁棒稳定性 预测控制理论 滑模控制系统 系统设计方法 闭环系统 控制算法 不确定系统 模型设计 预测模型 信息预测 滚动优化 反馈校正 仿真结果 滑模
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