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基于预设非奇异终端滑模控制的高速列车速度控制研究 被引量：1
1
作者 侯涛 魏建鹏 牛宏侠 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期38-50,共13页
针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设... 针对高速列车自动驾驶过程中容易受到外部不确定扰动以及速度控制精度低的问题,以预设性能控制理论和非奇异终端滑模控制理论为基础,提出一种基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车自动驾驶的速度控制方法。首先,设计扩张状态观测器对高速列车运行过程中所受的内部和外部的未知干扰进行估计和补偿;然后,通过采用预设性能函数把系统跟踪误差转换为一个变化误差,并控制变化误差在一定的范围,间接保证了系统跟踪误差始终在预先设定的范围内;其次,设计非奇异终端滑模面和高速列车自动驾驶系统速度控制律,并利用Lyapunov稳定性理论证明系统误差可以在有限时间内收敛于平衡点;最后,结合CRH3型列车参数和郑西高铁中西安北站—渭南北站段(950.620~1010.970km)实际线路数据,分别在没有干扰和有白噪声干扰的情况下对设计的控制系统进行仿真验证。仿真结果表明:基于扩张状态观测器-预设性能非奇异终端滑模控制的高速列车控制方法对速度和位移的跟踪精度较自抗扰的控制方法和非奇异终端滑模的控制方法有显著的提高,且对列车受到的干扰能够精确地估计和补偿,实现了对列车的运行期望曲线的高精度跟踪。该研究可以提高高速列车速度控制系统的鲁棒性和控制精度,为高速列车提供一种新的速度控制技术方案。 展开更多
关键词 自动驾驶 预设性能控制 非奇异终端滑模控制 高速列车 扩张状态观测器
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基于模糊补偿的磁浮列车悬浮系统非奇异终端滑模控制
2
作者 孙友刚 张丹丹 +1 位作者 吉文 徐俊起 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期803-811,共9页
针对电磁悬浮(EMS)型磁浮列车在实际运行时,因系统参数时变、侧风气动升力以及载客量变化等因素,致使高精度悬浮动态性能下降的问题,提出一种自适应模糊非奇异终端滑模控制(FNTSC)方法.首先,建立考虑系统不确定性与外部干扰的单电磁铁... 针对电磁悬浮(EMS)型磁浮列车在实际运行时,因系统参数时变、侧风气动升力以及载客量变化等因素,致使高精度悬浮动态性能下降的问题,提出一种自适应模糊非奇异终端滑模控制(FNTSC)方法.首先,建立考虑系统不确定性与外部干扰的单电磁铁悬浮系统动力学模型;其次,采用模糊逻辑系统对悬浮系统中的未知非线性函数进行在线逼近与动态补偿;然后,针对传统滑模控制(SMC)中的奇异性问题和颤振现象,设计非奇异终端滑模控制器,并在不进行任何线性化处理的前提下,基于Lyapunov稳定性理论证明跟踪误差的有限时间收敛性;最后,将PID、SMC、模糊PID控制方法与FNTSC方法进行仿真对比,并进一步开展PID和FNTSC方法的实验对比,验证所提方法的有效性和鲁棒性.研究结果表明:在随机外部干扰和轨道不平顺情况下,FNTSC方法具有更小的稳态误差和更优的跟踪性能;相较于PID控制方法,静态悬浮的均方根误差降低15.7%,对幅值为2 mm的正弦波不平顺轨迹,其跟踪误差可限定在0.05 mm以内. 展开更多
关键词 磁浮交通 悬浮系统 模糊控制 非奇异终端滑模控制 鲁棒性 自适应控制
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特种车辆起竖系统的干扰观测反步终端滑模控制
3
作者 王莉娜 邱常卿 +1 位作者 王昊 杭杰 《北京理工大学学报》 北大核心 2025年第4期409-417,共9页
针对多级缸液压起竖系统运行过程中存在的未建模动态、参数摄动等造成的复合干扰问题,提出一种基于非线性干扰观测器(NDO)的反步终端滑模控制策略.将系统模型的未知部分和外部干扰视为集总扰动,设计非线性干扰观测器对系统的集总扰动进... 针对多级缸液压起竖系统运行过程中存在的未建模动态、参数摄动等造成的复合干扰问题,提出一种基于非线性干扰观测器(NDO)的反步终端滑模控制策略.将系统模型的未知部分和外部干扰视为集总扰动,设计非线性干扰观测器对系统的集总扰动进行观测,并基于观测值设计反步终端滑模控制器.对所提出控制方法的稳定性进行了证明.通过Matlab/Simulink仿真,与传统滑模控制器、基于干扰观测器的传统滑模控制器的控制效果进行了对比和分析.仿真结果表明:所提出方法能有效提升液压起竖系统运行过程中多级液压缸的位移跟踪性能,受到扰动时,位移跟踪误差能快速趋近于0,表现出良好的跟踪鲁棒性. 展开更多
关键词 阀控缸 复合扰动 非线性干扰观测器 终端滑模控制 位移跟踪控制
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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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非结构化干扰下机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制
5
作者 王君 何长智 《航空制造技术》 北大核心 2025年第13期22-30,共9页
针对实际应用中的建模误差和未知外界扰动对机械臂系统轨迹跟踪精度的影响,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应非奇异快速终端滑模控制策略(ANFTSMC-DO)。首先,设计了非线性干扰观测器在线估计干扰信息,并通过选取的适当非线性增... 针对实际应用中的建模误差和未知外界扰动对机械臂系统轨迹跟踪精度的影响,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应非奇异快速终端滑模控制策略(ANFTSMC-DO)。首先,设计了非线性干扰观测器在线估计干扰信息,并通过选取的适当非线性增益函数,使估计误差按指数规律快速收敛。其次,采用自适应非奇异快速终端滑模控制器应对参数变化和未建模的动态特性,避免系统性能随时间衰减。同时在保证鲁棒稳定性和控制精度的前提下,使得所提方法有效抑制了抖振现象,可以更好地抵御外界扰动的影响。最后,通过仿真验证了该方法在误差收敛速度以及控制精度上的显著优势,增强系统鲁棒性的同时实现了更高的跟踪精度。 展开更多
关键词 机械臂 非奇异快速终端滑模控制 非线性干扰观测器 自适应控制 有限时间收敛
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基于终端滑模控制和模糊系统的高速列车轨迹跟踪自适应控制器
6
作者 郭佑星 冯晓云 +2 位作者 张启璇 孙鹏飞 王青元 《铁道学报》 北大核心 2025年第4期33-40,共8页
研究存在模型不确定和外界干扰的高速列车轨迹跟踪控制问题。考虑建模精度与控制成本,建立单坐标系下的列车多体动力学模型。基于终端滑模控制和模型参考自适应控制,设计控制方法实现高速列车速度和位置跟踪控制,并严格证明了控制方法... 研究存在模型不确定和外界干扰的高速列车轨迹跟踪控制问题。考虑建模精度与控制成本,建立单坐标系下的列车多体动力学模型。基于终端滑模控制和模型参考自适应控制,设计控制方法实现高速列车速度和位置跟踪控制,并严格证明了控制方法的稳定性。提出基于控制误差和速度等级的通用模糊规则,调整控制器不连续项系数,在不影响控制效果的同时抑制控制系统的抖振现象。对所提AFTSMC进行两个数值试验,并与相同条件下采用MRAC、PID及普通ATSMC进行对比试验。通过仿真结果分析,证明所提AFTSMC的轨迹跟踪性能和平稳控制效果。 展开更多
关键词 高速列车 轨迹跟踪控制 终端滑模控制 自适应控制 模糊系统 多体动力学系统
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可移动T型三柔性梁的神经网络非奇异快速终端滑模控制
7
作者 刘浩然 邱志成 李旻 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期184-191,共8页
在太空作业中,卫星上搭载的太阳能帆板需要变换位置和朝向,以获得最佳光照角度,补充能量。太阳能帆板是一种柔性结构,具有模态频率低、容易激励和残余振动衰减慢等特点。卫星上太阳能帆板普遍为多柔性结构,“T”型结构能够模拟多柔性结... 在太空作业中,卫星上搭载的太阳能帆板需要变换位置和朝向,以获得最佳光照角度,补充能量。太阳能帆板是一种柔性结构,具有模态频率低、容易激励和残余振动衰减慢等特点。卫星上太阳能帆板普遍为多柔性结构,“T”型结构能够模拟多柔性结构在外部因素下的振动特性。考虑到太阳能帆板的工作特性,设计梯形轨迹运动以观测柔性梁的振动,并设计控制方案。针对所设计可移动T型三柔性梁测控试验平台,进行了主动振动控制方案设计。进行了系统辨识,设计基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络的非奇异快速终端滑模控制器(RBF neural network-based nonsingular fast terminal sliding mode controller,RBF-NFTSMC)进行三柔性梁系统的振动主动控制。由于梯形轨迹运动后容易造成较大激励,进行了梯形轨迹激励柔性梁,在轨迹运动结束后进行RBF-NFTSM控制器主动控制试验。试验结果表明,所设计的RBF-NFTSM控制器相比于传统的大增益PD(proportion differentiation)控制器具有更好的控制效果,可以更快抑制柔性梁的残余振动。 展开更多
关键词 可移动T型三柔性梁 振动抑制 梯形轨迹 基于神经网络的非奇异终端滑模控制(RBF-NFTSMC)
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基于非奇异快速终端滑模控制的电动汽车转向失效容错协同控制研究
8
作者 刘轩江 林棻 +1 位作者 王天成 马洪旺 《汽车技术》 北大核心 2025年第4期10-19,共10页
针对分布式驱动电动汽车在转向系统失效无法准确跟踪期望轨迹的问题,提出了一种考虑转向失效后车辆稳定性与轨迹跟踪的容错协同控制策略。首先分别基于模型预测控制和滑模控制计算期望前轮转角和附加横摆力矩;其次,针对转向系统失效故障... 针对分布式驱动电动汽车在转向系统失效无法准确跟踪期望轨迹的问题,提出了一种考虑转向失效后车辆稳定性与轨迹跟踪的容错协同控制策略。首先分别基于模型预测控制和滑模控制计算期望前轮转角和附加横摆力矩;其次,针对转向系统失效故障,基于非奇异快速终端滑模控制设计了前轮转角跟踪控制器,求解实现期望转角所需的差动转向力矩;然后,以轮胎负荷率和控制量误差最小化为优化目标,基于二次规划算法实现轮胎力分配。最后,分别在中速高附着系数和高速低附着系数两种工况下进行仿真试验,结果表明,所提出的容错控制策略在转向系统失效后仍能使车辆稳定跟踪期望轨迹,具有良好的控制效果。 展开更多
关键词 协同控制 容错控制 电动汽车 转向失效 非奇异快速终端滑模控制
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未知干扰下机械臂的非奇异快速终端滑模控制
9
作者 崔云飞 刘放 +2 位作者 李晨晖 许沛森 黄文建 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期298-304,共7页
针对机械臂在工作时受到的未知干扰较大,非线性系统动力学建模不精确的问题,设计了一种考虑干扰观测器补偿的非奇异快速终端滑模NFTSMC (Non-singular fast terminal sliding mode)算法;将未知干扰引入由拉格朗日动力学推导的机械臂动... 针对机械臂在工作时受到的未知干扰较大,非线性系统动力学建模不精确的问题,设计了一种考虑干扰观测器补偿的非奇异快速终端滑模NFTSMC (Non-singular fast terminal sliding mode)算法;将未知干扰引入由拉格朗日动力学推导的机械臂动力学方程中;设计了非线性扰动观测器NDO(Nonlinear disturbance observer)以观测干扰并在控制输入中补偿,并证明了观测器的收敛性;设计了非奇异快速终端滑模面并推导出控制输入,随后用李雅普诺夫稳定性判据证明了系统的收敛性;搭建了二自由度机械臂模型并仿真,验证了本文所设计的控制策略的有效性和优越性。 展开更多
关键词 非奇异快速终端滑模控制 机械臂 非线性系统 干扰观测器
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基于ESO的电动缸非奇异快速终端滑模控制
10
作者 毛吴迎 刘志强 《机床与液压》 北大核心 2025年第9期133-138,共6页
电动缸作为实现精密位置控制的执行器,需要通过控制策略实现高精度、高性能的运动。PID控制会导致系统超调和振荡,且鲁棒性较差,滑模控制存在超调和高频振荡的问题。针对这些问题,在位置环设计一种新型非奇异快速终端滑模控制算法,同时... 电动缸作为实现精密位置控制的执行器,需要通过控制策略实现高精度、高性能的运动。PID控制会导致系统超调和振荡,且鲁棒性较差,滑模控制存在超调和高频振荡的问题。针对这些问题,在位置环设计一种新型非奇异快速终端滑模控制算法,同时采用扩展状态观测器对负载扰动和外部负载扰动进行观测与补偿。此外,在电流环采用无差拍电流预测控制器,以提高系统的动态响应能力。通过MATLAB/Simulink仿真实验,证明了与PID控制和滑模控制相比,所提控制策略的系统响应速度分别提升0.7、0.54 s,且无超调,在外部扰动下鲁棒性更强。 展开更多
关键词 电动缸 非奇异快速终端滑模控制 扩张观测器 负载扰动 无差拍电流预测控制器
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多关节机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制
11
作者 朱梦念 王亚刚 《控制工程》 北大核心 2025年第3期571-576,共6页
针对二阶非线性多关节机械臂系统模型存在的不确定性和未知干扰问题,以及终端滑模控制中容易出现的奇异问题,首先,提出改进的非奇异快速终端滑模面,并进行了有限时间收敛的证明。然后,针对实际系统中不确定项边界无法轻易获取的问题,在... 针对二阶非线性多关节机械臂系统模型存在的不确定性和未知干扰问题,以及终端滑模控制中容易出现的奇异问题,首先,提出改进的非奇异快速终端滑模面,并进行了有限时间收敛的证明。然后,针对实际系统中不确定项边界无法轻易获取的问题,在改进滑模面中加入自适应算法估计不确定性项的边界。最后,通过仿真验证了自适应非奇异快速终端滑模控制器能够使系统稳定地收敛到平衡点,并经过对比验证了所提控制器的轨迹跟踪能力明显优于其他控制器。 展开更多
关键词 非奇异快速终端滑模控制 自适应估计 非线性系统 系统不确定项边界
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基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模控制
12
作者 李思言 梁庭福 +1 位作者 李鑫帅 毛汉领 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第4期293-301,共9页
针对永磁同步电机因外部干扰、电机参数未知、参数摄动等未知因素影响难以实现高性能控制的问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模复合控制方法。建立了忽略电机具体参数的超局部模型,基于此... 针对永磁同步电机因外部干扰、电机参数未知、参数摄动等未知因素影响难以实现高性能控制的问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模复合控制方法。建立了忽略电机具体参数的超局部模型,基于此构建一种非奇异快速终端滑模面,并引入新型自适应趋近律,实现削弱抖振并加速收敛。通过超螺旋滑模观测器实时更新超局部模型并优化控制效果。仿真结果表明,该复合控制方法相较于现有控制方法,转速响应更快,响应时间为0.0076 s;受外部干扰时转速波动最小且恢复稳态更快,转速波动为29.496 r/min,恢复稳态时间为0.004 s;受电机参数摄动影响时可快速恢复原定工作状态,具有良好的动态性能、抗干扰能力与稳态控制精度。 展开更多
关键词 永磁同步电机 超局部模型 非奇异快速终端滑模控制 超螺旋滑模观测器 滑模控制
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空间机器人的预设性能固定时间终端滑模控制
13
作者 雷荣华 艾志鹏 付晓东 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第7期1453-1460,共8页
针对存在不确定参数和外部扰动的刚性空间机器人,本文设计了一个新型的低抖振预设性能固定时间终端滑模控制方法.借助拉格朗日法建立刚性空间机器人的动力学模型,结合模型不确定项及外部扰动项得到系统的混合不确定项.为了保证空间机器... 针对存在不确定参数和外部扰动的刚性空间机器人,本文设计了一个新型的低抖振预设性能固定时间终端滑模控制方法.借助拉格朗日法建立刚性空间机器人的动力学模型,结合模型不确定项及外部扰动项得到系统的混合不确定项.为了保证空间机器人的稳态和瞬态跟踪性能,根据跟踪误差与固定时间预设性能函数构建了系统的误差转换函数.借助误差转换函数,设计了一个固定时间终端滑模面,并据此提出一个新型的低抖振预设性能固定时间终端滑模控制器.根据Lyapunov稳定性理论,证明了该控制器可确保空间机器人跟踪误差全局固定时间收敛,且收敛时间与系统初始状态无关.数值仿真结果验证了所提出控制器的有效性和优越性. 展开更多
关键词 预设性能 固定时间 空间机器人 模型不确定 终端滑模控制
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基于ESO和非奇异快速终端滑模控制的PMSM扰动抑制研究
14
作者 杨羽萌 朱其新 《机床与液压》 北大核心 2025年第12期113-117,共5页
针对永磁同步电机运行过程中受到干扰和不确定性因素影响的问题,提出一种基于扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模控制方法。在速度环中,采用非奇异快速终端滑模控制算法,同时引入一种高增益扩张状态观测器实时观测系统的负载扰动并进... 针对永磁同步电机运行过程中受到干扰和不确定性因素影响的问题,提出一种基于扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模控制方法。在速度环中,采用非奇异快速终端滑模控制算法,同时引入一种高增益扩张状态观测器实时观测系统的负载扰动并进行前馈补偿。在电流环中,对于电感或磁链等参数失配时产生的电流静差,引入扩张状态观测器,利用观测的电流对电机的实际电流进行校正,并利用观测到的系统内外部扰动对电机的参考电压进行校正。最后,在MATLAB/Simulink中进行仿真验证,将使用新型控制器系统的仿真结果与现有方法进行比较。结果表明:所提方法在跟踪期望速度曲线以及减少抖振现象方面具有更好的效果,能够有效抑制转速和转矩中干扰和不确定性因素的影响。 展开更多
关键词 永磁同步电机 扩张状态观测器 非奇异快速终端滑模控制
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PMSM无模型超螺旋快速积分终端滑模控制 被引量：6
15
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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干扰下参数不确定机械臂的快速终端滑模控制 被引量：1
16
作者 赵亚平 李文飞 陈再良 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第12期264-269,共6页
为了提高参数不确定机械臂在干扰环境下的跟踪控制精度和收敛速度,这里提出了一种基于不确定补偿的机械臂双非线性快速终端滑模控制方法。建立了二自由度机械臂模动力学型,利用时延估计方法对系统不确定参数和环境不确定干扰进行估计与... 为了提高参数不确定机械臂在干扰环境下的跟踪控制精度和收敛速度,这里提出了一种基于不确定补偿的机械臂双非线性快速终端滑模控制方法。建立了二自由度机械臂模动力学型,利用时延估计方法对系统不确定参数和环境不确定干扰进行估计与补偿;设计了一种双非线性快速终端滑模面函数,使系统在任意状态下可以快速趋近平衡点,有效提高了系统的快速收敛能力和鲁棒性;基于李雅普诺夫理论证明了所设计控制器的稳定性。经仿真验证,与时延估计+传统快速终端滑模复合控制相比,这里控制方法的收敛速度和跟踪精度明显更优;与快速终端滑模控制比,这里控制方法能够无波动、无稳态误差地跟踪设定轨迹。上述仿真结果验证了双非线性快速终端滑模方法在参数不确定机械臂控制中的优越性。 展开更多
关键词 参数不确定机械臂 轨迹跟踪 快速终端滑模控制 鲁棒性
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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
17
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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深度弱磁反馈超螺旋非奇异快速终端滑模控制
18
作者 李祥飞 易志萱 +2 位作者 刘捃锓 赵凯辉 邹莉华 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第11期132-145,共14页
针对内置式永磁同步电机弱磁控制在弱磁程度较深时,受到电机参数摄动和外部扰动时会造成电压环输出、转矩和电流脉动增大,转速收敛过慢等问题,提出一种转速-电压环反馈超螺旋非奇异快速终端滑模控制器(FST-NFTSMC)的深度弱磁控制方法。... 针对内置式永磁同步电机弱磁控制在弱磁程度较深时,受到电机参数摄动和外部扰动时会造成电压环输出、转矩和电流脉动增大,转速收敛过慢等问题,提出一种转速-电压环反馈超螺旋非奇异快速终端滑模控制器(FST-NFTSMC)的深度弱磁控制方法。为了减少弱磁控制对系统模型的依赖,根据内置式永磁同步电机在参数摄动时的数学模型,构建电压环超局部模型,并结合转速环超局部模型建立转速-电压环超局部模型。基于此超局部模型,结合反馈超螺旋算法和非奇异快速终端切换函数设计转速-电压环FST-NFTSMC,同时建立改进滑模扰动观测器对系统存在的未知部分进行估计,并前馈补偿给FST-NFTSMC,进一步提高系统的鲁棒性和控制精度。仿真和实验表明,与传统PI控制相比,该方法在无弱磁区、浅度弱磁区和深度弱磁区的收敛速度上分别提高了66%、40.6%和28.6%,稳定性更好,转矩和电流脉动更小,证明了该方法在弱磁控制上能有效抑制电压环受到扰动后输出的抖振以及提高转速响应速度。 展开更多
关键词 内置式永磁同步电机 深度弱磁区 反馈超螺旋算法 非奇异快速终端滑模控制器 改进滑模扰动观测器
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基于非线性扰动观测的储能双向DC-DC变换器非奇异终端滑模控制策略 被引量：5
19
作者 苏泳 陈艳峰 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1523-1531,共9页
在光储直流微电网系统中,储能双向DC-DC变换器在储能设备与直流母线之间起着关键的接口作用,其在光伏输出功率及负载大信号扰动下的性能优劣至关重要,将直接影响着直流母线电压的稳定运行。为此,提出了一种基于非线性扰动观测器(nonline... 在光储直流微电网系统中,储能双向DC-DC变换器在储能设备与直流母线之间起着关键的接口作用,其在光伏输出功率及负载大信号扰动下的性能优劣至关重要,将直接影响着直流母线电压的稳定运行。为此,提出了一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)的非奇异终端滑模控制策略。首先采用基于微分几何理论的精确反馈线性化方法,将双向DC-DC变换器系统的状态空间模型转化为布鲁诺夫斯基标准式,并利用非线性扰动观测器对系统扰动量进行估计和补偿。在此基础上设计非奇异终端滑模控制器,并根据李雅普诺夫稳定性理论,证明所提控制策略的稳定性;进而分析所提控制策略的收敛性。最后,通过仿真验证所提控制策略的有效性。仿真结果表明,与文献中典型非线性控制策略相比,本文所提控制策略在光伏输出功率和负载有较大扰动时响应时间较快,并具有电压过充小、稳态误差小的优点。 展开更多
关键词 直流微网 双向DC-DC变换器 非奇异终端滑模控制 非线性扰动观测器
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基于干扰观测器的上肢外骨骼终端滑模控制 被引量：2
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作者 张燕 弓正菁 +2 位作者 樊琪 李璇 孙慧 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第1期1-9,共9页
针对可穿戴上肢外骨骼系统在存在外界干扰和模型误差条件下的轨迹跟踪问题,提出了基于有限时间干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制策略。首先,基于有限时间控制理论设计了干扰观测器,对建模误差和外界干扰进行在线估计,实现估计误差在... 针对可穿戴上肢外骨骼系统在存在外界干扰和模型误差条件下的轨迹跟踪问题,提出了基于有限时间干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制策略。首先,基于有限时间控制理论设计了干扰观测器,对建模误差和外界干扰进行在线估计,实现估计误差在有限时间内收敛到零;在此基础上,设计了非奇异快速终端滑模控制器,实现外骨骼在有限时间内对期望轨迹的准确跟踪。然后,基于李雅普诺夫理论证明了闭环系统的稳定性。最后,仿真结果证明了所提控制策略的收敛速度快、鲁棒性强。 展开更多
关键词 轨迹跟踪 有限时间干扰观测器 终端滑模控制 有限时间控制
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