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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
1
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器 扩展非奇异终端滑模扰动观测器
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重载列车离散积分终端滑模预测控制
2
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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六轴机械臂非奇异快速积分终端滑模轨迹跟踪控制研究
3
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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考虑输入饱和的机械臂积分快速终端滑模控制
4
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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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
5
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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基于双扰动观测器的永磁同步电机双惯量系统无模型递归终端滑模控制 被引量：2
6
作者 吕玉映 赵凯辉 +3 位作者 游鑫 谯梦洁 何颖燊 涂麟轩 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2024年第21期129-139,共11页
为了提高永磁同步电机双惯量系统在不确定性扰动影响下的控制性能,提出一种基于双扰动观测器的无模型递归终端滑模控制策略。首先,建立存在不确定性扰动的永磁同步电机双惯量系统模型,并结合无模型控制与递归终端滑模控制设计无模型递... 为了提高永磁同步电机双惯量系统在不确定性扰动影响下的控制性能,提出一种基于双扰动观测器的无模型递归终端滑模控制策略。首先,建立存在不确定性扰动的永磁同步电机双惯量系统模型,并结合无模型控制与递归终端滑模控制设计无模型递归终端滑模控制器,使系统状态直接从滑模面开始运动,缩短了状态误差的收敛时间,有效抑制抖振。其次,通过构造扩张状态观测器观测负载速度并反馈到改进型扩展扰动滑模观测器中,构成双扰动观测器。同时,双扰动观测器精确估计总扰动信号并前馈补偿到所设计的控制器,进一步提高系统稳态性能和抗扰动能力。最后,通过仿真和实验验证得出,所提出的控制方案相较于比例积分控制和改进型无模型滑模控制方法更具有优越性和可行性。 展开更多
关键词 双惯量系统 永磁同步电机 快速积分终端滑模控制 无模型递归终端滑模控制 双扰动观测器
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滚珠丝杠进给系统改进预设性能无模型自适应滑模控制
7
作者 曲星宇 张爽 彭成坤 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第9期169-182,共14页
滚珠丝杠进给系统(BSFS)作为广泛应用于工业自动化设备的传动机构,受限于模型参数不确定性及机械系统动态特性时变,传统的依赖于模型的控制器难以使其获得良好的定位和跟踪控制性能,为此,提出一种改进预设性能无模型自适应积分终端滑控... 滚珠丝杠进给系统(BSFS)作为广泛应用于工业自动化设备的传动机构,受限于模型参数不确定性及机械系统动态特性时变,传统的依赖于模型的控制器难以使其获得良好的定位和跟踪控制性能,为此,提出一种改进预设性能无模型自适应积分终端滑控制方法。首先,依据无模型自适应控制方法建立了滚珠丝杠进给系统紧格式动态线性化数据模型;其次,引入离散时间扩展状态观测器在线估计并补偿BSFS中存在的复合干扰。在此基础上,设计一种改进的预设性能函数和误差转换函数,构造了确保系统有限时间收敛的积分终端滑模面,并引入随滑模函数值变化自适应调整切换增益的离散趋近律,从而实现无模型、低复杂度且高性能的控制目标;再次,通过引入响应曲面法,分析了所设计的控制器参数对于系统的收敛速度和稳态精度的影响。通过实验验证所提策略能够定量约束BSFS跟踪及定位误差,在削弱抖振及提高系统抗干扰能力的同时保证系统误差快速收敛。 展开更多
关键词 滚珠丝杠进给系统 预设性能 无模型自适应 积分终端滑模控制 响应曲面法
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可重复使用运载火箭一子级垂直回收有限时间滑模控制 被引量：7
8
作者 李晓栋 廖宇新 +1 位作者 廖俊 罗世彬 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期979-988,共10页
针对可重复使用运载火箭一子级在垂直回收过程无动力减速段的姿态控制问题,提出一种基于有限时间扩张状态观测器和改进超螺旋算法的积分终端滑模控制方法。首先,基于火箭一子级绕质心运动模型,将含有模型不确定和外部扰动的姿态跟踪控... 针对可重复使用运载火箭一子级在垂直回收过程无动力减速段的姿态控制问题,提出一种基于有限时间扩张状态观测器和改进超螺旋算法的积分终端滑模控制方法。首先,基于火箭一子级绕质心运动模型,将含有模型不确定和外部扰动的姿态跟踪控制问题转化为含总扰动的二阶系统有限时间控制问题;其次,采用有限时间扩张状态观测器对系统不可测量状态量和总扰动进行估计,进一步将状态量估计值引入积分终端滑模面,基于总扰动估计值和改进超螺旋算法设计改进超螺旋积分终端滑模控制器;最后,利用Lyapunov理论证明闭环系统有限时间稳定。研究结果表明:该控制方法能够实现可重复使用运载火箭一子级姿态的准确快速跟踪并具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 可重复使用运载火箭 有限时间扩张状态观测器(FTESO) 积分终端滑模控制 改进超螺旋算法 有限时间收敛
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干扰和执行器故障下的舰载机着舰容错控制系统 被引量：2
9
作者 段海滨 袁洋 张秀林 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期949-957,共9页
本文提出了一种执行器故障的舰载机着舰容错控制系统,该系统可有效抑制着陆过程中的外界干扰和执行器故障带来的不利影响。首先,利用基于最小二乘的自回归模型对甲板运动进行预测,以获得在波浪干扰下的准确落点;其次,设计了下滑路径导引... 本文提出了一种执行器故障的舰载机着舰容错控制系统,该系统可有效抑制着陆过程中的外界干扰和执行器故障带来的不利影响。首先,利用基于最小二乘的自回归模型对甲板运动进行预测,以获得在波浪干扰下的准确落点;其次,设计了下滑路径导引律,利用该导引律生成飞行航迹角;此外,设计了基于干扰观测器的快速终端积分滑模控制器,利用低通滤波器实现了控制器串联设计;最后,通过李雅普诺夫函数证明了该容错控制方法的跟踪误差一致有上界。将本文方法与比例‑积分‑微分控制器进行了对比数值仿真,验证了该算法的可行性。 展开更多
关键词 自动着舰 容错控制 自回归模型 快速终端积分滑模控制器
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