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基于广义比例积分观测器的高压共轨系统新型滑模控制方法
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作者 张付军 张宸瀚 +2 位作者 胡博睿 赵锐娜 崔涛 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第8期866-876,共11页
轨压跟踪控制一直以来都是高压共轨系统控制方法设计的难点,而传统滑模控制由于其本质是不连续开关控制,系统在平衡点会发生抖振,同时传统轨压控制方法没有考虑和处理由于喷油器喷油引起的时变扰动.为了解决系统抖振问题,在基于流体动... 轨压跟踪控制一直以来都是高压共轨系统控制方法设计的难点,而传统滑模控制由于其本质是不连续开关控制,系统在平衡点会发生抖振,同时传统轨压控制方法没有考虑和处理由于喷油器喷油引起的时变扰动.为了解决系统抖振问题,在基于流体动力学原理建立的高压共轨系统非线性数学模型的基础上,提出了新型的变指数滑模控制方法;为处理喷油器喷油对系统的干扰,设计了广义比例积分观测器(GPIO)用于估计喷油扰动,并提出了基于广义比例积分观测器的变指数滑模控制方法.在Matlab/Simulink和AMESim中进行联合仿真试验,结果表明:引入变指数滑模控制方法后趋近速率提高约18.2%,抖振减小约40.8%,同时在增加GPIO后,趋近速率进一步提高约22.2%,抖振减小约39.2%. 展开更多
关键词 高压共轨 滑模控制 广义比例积分观测器(GPIO) 轨压控制 AMESIM
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考虑输入饱和的机械臂积分快速终端滑模控制
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作者 王杰 沈艳霞 《控制工程》 北大核心 2025年第7期1241-1250,共10页
针对机械臂系统存在未建模部分、摩擦力、外加扰动的问题,提出了一种考虑输入饱和的积分快速终端滑模控制方法,用于各关节角的轨迹跟踪控制。首先,建立机械臂模型,将未建模部分、摩擦力、外加扰动、输入饱和误差看作集中扰动;其次,设计... 针对机械臂系统存在未建模部分、摩擦力、外加扰动的问题,提出了一种考虑输入饱和的积分快速终端滑模控制方法,用于各关节角的轨迹跟踪控制。首先,建立机械臂模型,将未建模部分、摩擦力、外加扰动、输入饱和误差看作集中扰动;其次,设计了一种固定时间收敛的扩张高增益观测器对集中扰动进行估计,解决了传统扩张高增益观测器的估计误差在初始时刻存在峰值和只能渐近稳定的问题;再次,将积分滑模控制与快速终端滑模控制相结合,利用反步法完成积分快速终端滑模控制器的设计,通过观测器所估计的集中扰动削减控制输出的抖振;最后,对所提观测器与控制方法进行仿真实验。仿真结果表明,所提观测器能够精确估计集中扰动,所提控制方法能够提高机械臂系统的轨迹跟踪速度和精度,同时在考虑输入饱和的情况下保证了机械臂系统的安全性。 展开更多
关键词 机械臂 输入饱和 扩张观测器 反步法 积分快速终端滑模控制
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重载列车离散积分终端滑模预测控制
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作者 李中奇 孙鹏昕 +1 位作者 杨辉 周靓 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第2期235-244,共10页
针对重载列车运行环境复杂多变导致的传统控制方法跟踪误差较大的问题,提出了一种新型的离散积分终端滑模预测控制方案,该方案设计了一种基于自适应切换控制的离散积分终端滑模控制律,为提高重载列车系统跟踪精度,将模型预测控制与离散... 针对重载列车运行环境复杂多变导致的传统控制方法跟踪误差较大的问题,提出了一种新型的离散积分终端滑模预测控制方案,该方案设计了一种基于自适应切换控制的离散积分终端滑模控制律,为提高重载列车系统跟踪精度,将模型预测控制与离散积分终端滑模控制相结合并推导出离散积分终端滑模预测控制方案.并且还对重载列车多输入多输出系统的未知扰动、系统离散化误差进行了延时估计,进一步提升了模型的精度和算法的控制精度.仿真结果表明,本文提出的控制方法质点1速度跟踪误差在±0.2 km/h以内,各质点控制力变化平稳且小于对比方案. 展开更多
关键词 重载列车 离散积分终端滑模控制 模型预测控制 自适应控制 速度跟踪
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船用绳驱动并联打磨机器人二阶积分终端自适应滑模控制策略研究
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作者 赵世龙 王生海 +4 位作者 何云鹏 韩广冬 李建 陈海泉 孙玉清 《振动与冲击》 北大核心 2025年第14期207-219,236,共14页
在船舶建造和维护过程中,人工打磨难度大、效率低、风险高,因此打磨作业成为船舶行业转型升级中的痛点之一。为此,提出一种船用绳驱动并联打磨机器人(cable-driven parallel grinding robot,CDPGR)。首先,采用Lagrange法建立了包含船舶... 在船舶建造和维护过程中,人工打磨难度大、效率低、风险高,因此打磨作业成为船舶行业转型升级中的痛点之一。为此,提出一种船用绳驱动并联打磨机器人(cable-driven parallel grinding robot,CDPGR)。首先,采用Lagrange法建立了包含船舶运动的CDPGR动力学模型。将打磨机构工作时的反作用力和船舶运动作为动力学模型的外部扰动。其次,因CDPGR在实际应用中易受到上述扰动的影响,且现有控制器控制精度不高,所以基于动力学模型提出了一种二阶积分终端自适应滑模控制器(second-order integral terminal adaptive sliding mode control,SOITASMC),并采用Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。进一步,在包含上述复杂工况的影响下,通过仿真验证了SOITASMC的有效性,并与现有控制器进行了对比。最后,搭建了CDPGR的缩比样机并进行了试验。试验条件下,SOITASMC较现有控制器稳态位置误差平均减小了0.05 m,稳态角度误差平均减小了1.09°,上升时间平均减小了0.8 s。并对打磨前后的铁板部分图像进行二值化处理,结果表明该部分铁板的光滑率从22.34%上升至69.51%。试验结果验证了SOITASMC的优越性和CDPGR实际打磨的有效性。此相关研究可为绳驱动并联机器人的实船应用提供新的思路与方法。 展开更多
关键词 绳驱动并联机器人 打磨机器人 动力学分析 二阶积分终端自适应滑模控制
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PMSM分数阶超扭曲SMC和积分EPH方法的协同控制
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作者 张永胜 于海生 +2 位作者 孟祥祥 杨庆 孙毅飞 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第1期116-121,126,共7页
为了改善永磁同步电机位置跟踪系统在动态运行时的快速性和稳态运行时的准确性问题,设计了基于分数阶超扭曲滑模控制(sliding mode control,SMC)和积分误差端口哈密顿(error port-Hamiltonian,EPH)方法的协同控制策略。首先,设计了分数... 为了改善永磁同步电机位置跟踪系统在动态运行时的快速性和稳态运行时的准确性问题,设计了基于分数阶超扭曲滑模控制(sliding mode control,SMC)和积分误差端口哈密顿(error port-Hamiltonian,EPH)方法的协同控制策略。首先,设计了分数阶超扭曲SMC控制器增强系统在动态时位置信号跟踪的快速性;然后,设计了积分EPH控制器加强系统在稳态时位置信号跟踪的准确性;最后,设计了一种基于位置误差及其导数的协同控制器实现分数阶超扭曲SMC和积分EPH的协同控制,确保系统运行全程的位置信号调节快速、跟踪准确。针对系统存在的内部和外部扰动的问题,进一步设计了时变干扰观测器估计扰动并补偿。仿真结果表明,与单一的控制方法相比,协同控制策略响应时间缩短了76%,稳态误差减小了75%。实验结果也证明所提方法的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 分数阶超扭曲smc 积分EPH 协同控制策略 时变干扰观测器
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永磁同步电机模糊积分终端滑模控制
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作者 徐鹏 郭铖 +3 位作者 苏鑫 袁利兵 黄媛 但远宏 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第4期52-59,共8页
滑模变结构控制因其良好的鲁棒性与响应速度,被广泛地应用于永磁电机控制系统中。但传统滑模控制仍存在着收敛速度、抖振等问题,为进一步提升控制性能,本文以传统滑模变结构控制为基础,设计了一种改进型模糊积分终端滑模变结构控制器。... 滑模变结构控制因其良好的鲁棒性与响应速度,被广泛地应用于永磁电机控制系统中。但传统滑模控制仍存在着收敛速度、抖振等问题,为进一步提升控制性能,本文以传统滑模变结构控制为基础,设计了一种改进型模糊积分终端滑模变结构控制器。通过线性函数与非线性函数相结合设计快速积分终端滑模面,使误差能够更快速地收敛,输出转速更快的响应且稳态误差更小。通过引入模糊控制并采用连续的饱和函数sat(s)代替符号函数sgn(s),对系统的趋近速度动态调节,且在零点附近平滑切换,提高了系统整体的抗干扰能力并削弱了系统输出抖振。仿真与实物实验结果表明,模糊积分终端滑模变结构控制在提高系统响应速度的同时也有效地削弱了抖振。验证了所设计的控制策略具备能够有效地提高系统的鲁棒性、削弱系统抖振的优点。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模变结构控制 积分终端滑模 饱和函数 模糊控制
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电网不同运行方式下MMC无源双积分滑模控制策略研究 被引量:1
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作者 林金阳 张翼 +1 位作者 黄荣杰 林航 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第2期243-252,共10页
为了使模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)内环电流控制能更好地改善系统控制性能以及满足系统的动态响应,提出了一种无源双积分滑模控制(passive-based control-dual integral sliding-mode control,PBC-DISMC)方... 为了使模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)内环电流控制能更好地改善系统控制性能以及满足系统的动态响应,提出了一种无源双积分滑模控制(passive-based control-dual integral sliding-mode control,PBC-DISMC)方法。该方法在基于MMC的欧拉-拉格朗日模型的基础上,将无源理论应用于内环电流控制,采用双曲正切函数作为饱和函数以满足滑模控制平滑切换的要求,建立基于双积分滑模面的价值函数并结合最近电平调制对MMC子模块电容进行滑模预测以得到最优的切换控制。采用Matlab/Simulink进行仿真验证,结果表明,PBC-DISMC在电网不同运行方式下具有良好的抗干扰能力和稳态性能。 展开更多
关键词 模块化多电平换流器 无源理论 无源双积分滑模控制 内环电流控制 滑模预测控制
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基于预设时间扰动观测器的车辆轨迹跟踪定时积分滑模控制
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作者 陈玉全 孙克璇 +1 位作者 孙运康 王冰 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第11期1172-1181,共10页
针对智能汽车在复杂动态环境下的轨迹跟踪问题,提出了一种基于自适应预设时间扰动观测器的固定时间积分滑模控制策略.首先,提出了一种新颖的自适应预设时间方法,利用三角函数的特性设计了一种动态调节的滑模扰动观测器,用于实时估计并... 针对智能汽车在复杂动态环境下的轨迹跟踪问题,提出了一种基于自适应预设时间扰动观测器的固定时间积分滑模控制策略.首先,提出了一种新颖的自适应预设时间方法,利用三角函数的特性设计了一种动态调节的滑模扰动观测器,用于实时估计并且补偿系统中的未知扰动.该观测器设计简洁,预设时间作为独立参数,便于灵活调整.其次,基于反步控制框架,提出了一种固定时间的虚拟控制律,通过引入非线性一阶低通滤波器,有效解决了传统反步法中常见的微分爆炸问题.最后,将积分滑模控制与固定时间相结合,提出一种新型的固定时间积分滑模控制器.仿真结果表明:在工况1、2、3下,新型固定时间积分滑模控制器对比指数级趋近律,映射误差峰值分别减少0.0157 m、0.0203m和0.1108 m,收敛时间分别减少1.171 s、0.964 s、2.508 s;对比幂次趋近律,映射误差峰值分别减少0.0081 m、0.0186 m和0.0891 m,收敛时间分别减少1.196 s、0.998 s、2.173 s,说明所提出的新型固定时间积分滑模控制器具有良好的跟踪控制效果. 展开更多
关键词 智能汽车 轨迹跟踪 扰动观测器 固定时间 反步控制 积分滑模控制
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基于复合非线性反馈-自适应积分滑模的飞机主动侧杆随动控制
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作者 邢皓斌 吴阳明 +3 位作者 郑凯 王晓丽 欧阳权 王志胜 《弹箭与制导学报》 北大核心 2025年第1期1-7,共7页
主动侧杆是飞机飞行姿态调节的关键操纵装置。在飞机自动驾驶模式下,主动侧杆随动功能通过实时跟踪飞机的控制指令,增强飞行员对飞行状态的感知,从而有效提升飞行安全性。然而,系统中的未知干扰力矩会导致主动侧杆随动跟踪精度下降。为... 主动侧杆是飞机飞行姿态调节的关键操纵装置。在飞机自动驾驶模式下,主动侧杆随动功能通过实时跟踪飞机的控制指令,增强飞行员对飞行状态的感知,从而有效提升飞行安全性。然而,系统中的未知干扰力矩会导致主动侧杆随动跟踪精度下降。为了解决这一难题,文中设计了一种基于复合非线性反馈-自适应积分滑模的主动侧杆随动控制方法,在复合非线性反馈控制算法基础上加入积分滑模控制算法。其中,复合非线性反馈控制能有效改善系统的稳态性,自适应积分滑模控制能有效抑制系统未知干扰。实验结果表明,所提出的改进飞机主动侧杆随动控制算法与传统复合非线性反馈控制算法相比,调节时间减小约41%,稳态误差减少了约93.6%。此外,在加入常值扭矩扰动下与传统PID算法相比,改进后的随动控制算法调节时间减少了约79%。改进后的主动侧杆随动控制算法显著提升了系统的控制精度和响应性能,并且具有良好的抗干扰能力。 展开更多
关键词 主动侧杆 随动控制 复合非线性反馈 自适应积分滑模控制
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参数摄动下欠驱动USV全局积分滑模控制技术研究
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作者 马浩哲 赵江滨 +1 位作者 韦海宇 谈威 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第5期112-117,共6页
在不确定洋流因素的影响下,通过有效的控制算法对无人船进行控制是其能够实现水下勘察、搜救巡逻等任务的有效前提。本文提出一种存在水动力参数摄动下基于LOS制导律的全局积分滑模轨迹跟踪控制器,首先通过视线法(LOS)设计位姿控制器从... 在不确定洋流因素的影响下,通过有效的控制算法对无人船进行控制是其能够实现水下勘察、搜救巡逻等任务的有效前提。本文提出一种存在水动力参数摄动下基于LOS制导律的全局积分滑模轨迹跟踪控制器,首先通过视线法(LOS)设计位姿控制器从而得出速度虚拟控制输入,其次通过全局积分滑模(GISMC)控制设计动态控制器,在控制器设计中采用改进的连续函数进行补偿,并通过李雅普诺夫函数保证整个闭环系统的稳定性。最后通过对2种不同曲率轨迹的跟踪仿真结果验证了所设计控制器的有效性和可靠性。 展开更多
关键词 水面无人艇 轨迹跟踪 李雅普诺夫稳定性理论 积分滑模控制 参数摄动
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六轴机械臂非奇异快速积分终端滑模轨迹跟踪控制研究
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作者 陈涛 刘建璇 +2 位作者 王立忠 邹湘军 李晓娟 《系统仿真学报》 北大核心 2025年第8期2115-2123,共9页
针对机械臂建模参数精准性与扰动不确定性的轨迹跟踪控制问题,提出一种非奇异快速积分终端滑模控制方案。设计一种新型非奇异快速积分终端滑模控制器,非奇异快速终端滑模保证系统快速收敛的同时避免收敛中的奇异性问题,积分项用于提高... 针对机械臂建模参数精准性与扰动不确定性的轨迹跟踪控制问题,提出一种非奇异快速积分终端滑模控制方案。设计一种新型非奇异快速积分终端滑模控制器,非奇异快速终端滑模保证系统快速收敛的同时避免收敛中的奇异性问题,积分项用于提高对扰动的抑制能力,保证控制器对误差的快速响应;通过李雅普诺夫稳定性理论对控制器进行收敛性分析。仿真结果表明:所提控制方案能在有外部干扰的情况下保证关节轨迹精确跟踪,验证了方案的有效性。 展开更多
关键词 机械臂 非奇异快速积分终端滑模控制 轨迹跟踪 李雅普诺夫稳定性理论
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基于超螺旋积分滑模观测器的永磁同步电机三矢量无模型预测电流控制
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作者 杨公德 杨云静 林明耀 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第16期6505-6516,I0030,共13页
为增强永磁同步电机三矢量模型预测电流控制在参数失配下的鲁棒性,提出一种基于超螺旋积分滑模观测器的永磁同步电机三矢量无模型预测电流控制策略。基于永磁同步电机在参数失配时的数学模型,建立电机新型超局部模型。设计采用积分滑模... 为增强永磁同步电机三矢量模型预测电流控制在参数失配下的鲁棒性,提出一种基于超螺旋积分滑模观测器的永磁同步电机三矢量无模型预测电流控制策略。基于永磁同步电机在参数失配时的数学模型,建立电机新型超局部模型。设计采用积分滑模面的超螺旋积分滑模观测器,快速并精确地估计新型超局部模型中的未知扰动项,并进行前馈补偿以减小参数失配对电机控制性能的影响。采用基于电压误差的矢量占空比计算方法,通过引入电压误差避免预测电流的计算,从而减少控制系统计算量。实验对比分析所提控制方法、三矢量模型预测电流控制、基于代数辨识法的三矢量无模型预测电流控制和基于滑模观测器的三矢量无模型预测电流控制的控制性能和计算量,表明所提控制方法在保持电机良好控制性能的同时,具有更强的鲁棒性和较小的计算量。 展开更多
关键词 三矢量 无模型预测电流控制 参数失配 超螺旋积分滑模观测器 新型超局部模型
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基于改进积分滑模控制的飞机防滑刹车系统研究
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作者 刘祖军 魏延岭 郑冬冬 《控制工程》 北大核心 2025年第7期1217-1224,共8页
飞机防滑刹车系统影响飞机降落过程的安全和舒适性。为了解决传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)型防滑刹车控制器存在的平稳性差和抗干扰能力弱等问题,设计了基于改进积分滑模控制的防滑刹车控制器。首先,对飞... 飞机防滑刹车系统影响飞机降落过程的安全和舒适性。为了解决传统比例积分微分(proportional integral differential,PID)型防滑刹车控制器存在的平稳性差和抗干扰能力弱等问题,设计了基于改进积分滑模控制的防滑刹车控制器。首先,对飞机防滑刹车系统进行动力学分析,建立飞机防滑刹车系统模型;然后,针对传统积分滑模控制的积分器存在积分饱和现象的问题,以滑移率为控制目标,改进积分滑模面,完成控制器的设计和仿真验证。仿真结果表明,改进积分滑模控制器不仅能使滑移率快速跟踪目标滑移率,具有较强的鲁棒性,而且能有效减弱控制器输出抖振,提高了飞机防滑刹车系统的性能。 展开更多
关键词 飞机防滑刹车 滑移率 积分滑模控制 系统仿真
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基于新型趋近律的AABS积分滑模控制系统设计
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作者 徐萌 李艳 +2 位作者 高洁 徐海 高冰 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第4期1107-1116,共10页
针对飞机防滑刹车系统(AABS)具有强时变性、强不可测性、内外干扰因素多的特点,提出一种变指数分数阶指数趋近律的AABS积分滑模控制(ISMC)方法。建立飞机着陆滑跑时系统的动力学模型;以提高系统快速性和鲁棒性为目标,引入变结构控制实... 针对飞机防滑刹车系统(AABS)具有强时变性、强不可测性、内外干扰因素多的特点,提出一种变指数分数阶指数趋近律的AABS积分滑模控制(ISMC)方法。建立飞机着陆滑跑时系统的动力学模型;以提高系统快速性和鲁棒性为目标,引入变结构控制实现最佳滑移率和最大结合系数的跟踪问题;改进分数阶指数趋近律的积分滑模控制律,在抑制抖振现象的同时加快跟踪到最佳滑移率的速度;设计滑模观测器观测飞机速度,以减少存在的内外界非线性干扰;利用MATLAB仿真平台,对所提方法的可行性及有效性进行仿真验证。仿真结果表明:所设计的变指数分数阶指数趋近律的积分滑模控制器整体控制效果优于传统线性滑模控制器,滑模观测器可以精准估计飞机速度,所提方法提高了系统整体设计的鲁棒性,缩短了刹车时间和刹车距离,控制效果良好。 展开更多
关键词 飞机防滑刹车系统 分数阶 积分滑模控制 滑移率 鲁棒性
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基于不确定性观测器的牵引机恒转速新型非线性积分滑模控制
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作者 周俊宏 林光龙 +3 位作者 吴建芳 张龙浩 曾凡敬 吴荣华 《液压与气动》 北大核心 2025年第9期116-125,共10页
针对输电放线设备中闭式液压牵引机的恒转速控制问题,提出了一种新型非线性积分滑模控制方法。首先,建立了牵引机恒转速控制系统的详细数学模型,同时为了降低控制器复杂度和工程实践难度,利用奇异摄动思想对模型进行了合理的降阶处理。... 针对输电放线设备中闭式液压牵引机的恒转速控制问题,提出了一种新型非线性积分滑模控制方法。首先,建立了牵引机恒转速控制系统的详细数学模型,同时为了降低控制器复杂度和工程实践难度,利用奇异摄动思想对模型进行了合理的降阶处理。其次,利用降阶模型设计了一种新型的非线性积分滑模控制方法,通过Lyapunov稳定性理论详细地说明了引入非线性项可有效提高收敛速度和控制精度。此外,为了进一步提高系统对不确定性的鲁棒性,设计了一种不确定性观测器,对系统中包括参数不确定性和外部扰动在内的各种不确定性进行观测和补偿。最后,利用多物理域建模工具箱Simscape搭建了牵引机转速控制系统的仿真平台,将所提控制方法与传统的积分滑模控制和比例积分控制进行了仿真验证比较。结果不但表明了降阶模型的有效性,而且无论对于阶跃型还是正弦时变负载,设计的不确定性观测器均能实现准确估计。牵引机转速阶跃响应无超调,调节时间缩短至1.2 s,对于100 N·m的静态负载,速度降仅为00127 m/s;对于100sin(πt)N獉m的动态负载,速度最大稳态误差为0.012 m/s。即使系统在同时存在参数正负摄动和100sin(πt)N獉m时变负载的复合工况下,速度最大稳态误差也仅为0016 m/s,因此所提出的控制方法能显著提升牵引机的恒转速控制性能。 展开更多
关键词 放线设备 闭式液压牵引机 恒转速控制 非线性积分滑模控制 不确定性观测器
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电动静液作动器的非线性变阻尼积分滑模控制 被引量:4
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作者 杨荣荣 张玲 +2 位作者 赵家黎 付永领 张朋 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期163-172,共10页
对于电动静液作动器(EHA),传统滑模控制器存在加速度信息难以获取,参数不易整定和控制信号抖振等问题,从而造成控制器很难应用于实际。针对以上问题,利用奇异摄动理论对EHA数学模型进行合理的降阶,从而使控制器设计避免了使用加速度信... 对于电动静液作动器(EHA),传统滑模控制器存在加速度信息难以获取,参数不易整定和控制信号抖振等问题,从而造成控制器很难应用于实际。针对以上问题,利用奇异摄动理论对EHA数学模型进行合理的降阶,从而使控制器设计避免了使用加速度信息。在此基础上,利用降阶模型设计了一种新型非线性变阻尼积分滑模控制器(NSMC),该控制器可根据位置控制误差实现系统阻尼比由欠阻尼到过阻尼的自适应调节,能有效提高位置阶跃调节性能。设计了一种基于滤波器的不确定项估计器对EHA中存在的参数不确定性和外部扰动进行实时估计并补偿。滑模面积分项的引入和不确定项估计器的使用,一方面使控制器中无需使用切换函数,实现了EHA的无抖振滑模控制,另一方面使系统整个动态过程完全表现为滑动模态,从而可根据EHA控制指标直接整定滑模面参数,大大简化了参数整定过程。同时利用Lyapunov稳定性理论对整个闭环系统和滑模面的稳定性进行了详细分析。分别与PI控制器、传统滑模控制器(SMC)和传统变阻尼滑模控制器(DVSMC)进行了详细的仿真分析比较,仿真结果表明NSMC能有效提高EHA位置跟踪性能和增强对参数不确定性和外部扰动的鲁棒性。 展开更多
关键词 电动静液作动器 奇异摄动 变阻尼 积分滑模控制 不确定项估计器
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PMSM无模型超螺旋快速积分终端滑模控制 被引量:8
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作者 赵凯辉 谯梦洁 +3 位作者 吕玉映 游鑫 张昌凡 郑剑 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期64-74,共11页
针对永磁同步电机运行过程中因模型不确定、参数摄动和外部扰动等因素的影响,从而导致驱动系统性能下降的问题,提出一种新型控制策略。首先,为减少对系统数学模型的依赖,构建了一个新的超局部模型,用于描述永磁同步电机的转速环。其次,... 针对永磁同步电机运行过程中因模型不确定、参数摄动和外部扰动等因素的影响,从而导致驱动系统性能下降的问题,提出一种新型控制策略。首先,为减少对系统数学模型的依赖,构建了一个新的超局部模型,用于描述永磁同步电机的转速环。其次,基于转速环的新型超局部模型,结合一种新型积分终端滑模面和改进超螺旋控制律来设计新型无模型超螺旋快速积分终端滑模控制器,实现了对转速的精确控制。再次,采用非奇异快速终端滑模面和双幂次趋近律设计改进扩展非奇异终端滑模扰动观测器,通过精确观测和前馈补偿未知扰动,有效地抑制参数摄动和外部扰动,增强了系统鲁棒性,提高系统的动态性能和稳态性能。最后,通过与传统控制方法的仿真和实验对比,证实所提算法转速抗超调能力提升为0.412 5%,转矩快速响应能力提升0.013 s。结果表明当存在未知扰动时,所提方法具有较强的鲁棒性和良好的抗干扰性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无模型超螺旋快速积分终端滑模控制 扩展非奇异终端滑模扰动观测器
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全超导托卡马克核聚变发电装置快控电源的干扰抑制离散积分滑模电流控制 被引量:1
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作者 黄海宏 陈昭 王海欣 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期3141-3151,共11页
全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源的首要性能指标是快速跟踪参考信号,以输出电流实现负载线圈的励磁,对等离子体的垂直位移进行反馈控制。EAST快控电源负载线圈受装置内部部件和真空内等离子体的影响,线圈感值会出现小范围... 全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源的首要性能指标是快速跟踪参考信号,以输出电流实现负载线圈的励磁,对等离子体的垂直位移进行反馈控制。EAST快控电源负载线圈受装置内部部件和真空内等离子体的影响,线圈感值会出现小范围内慢时变波动以及线圈上存在互感电动势干扰,传统比例-积分(PI)控制方法在电流跟踪控制过程中存在不足。为了实现干扰的抑制和应对负载波动,提出一种带干扰抑制的离散积分滑模控制方法,根据系统状态方程设计离散积分滑模控制器,结合滑模干扰观测器实现集总干扰的观测,对集总干扰进行前馈补偿控制。为了抑制抖振和加快收敛速度,设计一种新型平滑饱和函数和增益自适应观测器,根据观测电流误差和跟踪电流误差自适应调整观测器增益。对比传统PI控制,仿真和实验验证了所提控制方法具有更加优良的电流跟踪特性,在输出电流超调更小的情况下动态响应更快,能够有效地抑制负载侧扰动,具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 EAST快控电源 离散积分 滑模控制 滑模干扰 观测器前馈补偿
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高超声速飞行器积分滑模自抗扰控制研究 被引量:1
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作者 唐伟强 甲成超 +1 位作者 石文科 许天鹏 《现代防御技术》 北大核心 2024年第5期40-50,共11页
针对高超声速飞行器不确定性问题,提出了一种自抗扰控制与积分滑模控制结合的跟踪策略。通过对高超声速飞行器模型的分析,将其转变为速度子系统和高度子系统,其中速度子系统是典型的一阶系统,高度子系统则由高度环、航迹角环、俯仰角环... 针对高超声速飞行器不确定性问题,提出了一种自抗扰控制与积分滑模控制结合的跟踪策略。通过对高超声速飞行器模型的分析,将其转变为速度子系统和高度子系统,其中速度子系统是典型的一阶系统,高度子系统则由高度环、航迹角环、俯仰角环组成。采用跟踪微分器安排系统的过渡过程,使用扩张状态观测器对系统总扰动进行估计。设计积分滑模控制律代替自抗扰控制中的非线性状态误差反馈控制律。结果表明所设计的跟踪控制策略对不确定性具有很强的鲁棒性,与传统滑模自抗扰控制相比,其在调节时间、跟踪精度和控制信号平滑性方面更有优势。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 不确定性问题 自抗扰控制 积分滑模控制 鲁棒性
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电液伺服系统的非线性积分滑模变结构控制 被引量:1
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作者 孙春耕 刘靖 李骥鹏 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2024年第12期240-246,共7页
针对存在初始误差时积分滑模控制器导致电液伺服系统暂态性能恶化甚至不稳定的问题,提出了一种非线性积分滑模变结构控制方法。考虑到系统的不确定性以及外干扰问题,建立电液伺服系统的非线性数学模型;把一种能够将小误差放大、大误差... 针对存在初始误差时积分滑模控制器导致电液伺服系统暂态性能恶化甚至不稳定的问题,提出了一种非线性积分滑模变结构控制方法。考虑到系统的不确定性以及外干扰问题,建立电液伺服系统的非线性数学模型;把一种能够将小误差放大、大误差饱和的非线性函数引入积分滑模面中,形成非线性积分滑模面,并通过Lyapunov稳定性理论证明了在该控制方法下系统的稳定性;在Matlab/Simulink环境中搭建电液伺服系统模型和非线性积分滑模控制器模型,并与滑模控制器以及常规积分滑模控制器仿真结果比较。结果表明:该控制器不仅消除了系统的超调量,还将调节时间缩短了43.33%;与滑模控制器相比,该控制器的位移跟踪精度提高了40.16%。因此,应用非线性积分滑模控制器的电液伺服系统不仅能够提高跟踪精度,还能改善系统的暂态性能。 展开更多
关键词 电液伺服系统 非线性积分滑模控制 位置跟踪 暂态性能
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