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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
1
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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非结构化干扰下机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制
2
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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电驱动汽车横摆稳定性自适应积分终端滑模控制 被引量：1
3
作者 高伟 杨成源 邓召文 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第1期55-61,共7页
为提高分布式电驱动车辆的横摆稳定性,采用分层控制方法设计了一种基于自适应积分终端滑模控制的直接横摆力矩控制策略。控制策略上层设计了一种自适应积分终端滑模控制器以计算目标附加横摆力矩;控制策略下层以轮胎附着利用率最小为优... 为提高分布式电驱动车辆的横摆稳定性,采用分层控制方法设计了一种基于自适应积分终端滑模控制的直接横摆力矩控制策略。控制策略上层设计了一种自适应积分终端滑模控制器以计算目标附加横摆力矩;控制策略下层以轮胎附着利用率最小为优化目标,采用二次规划控制算法设计了转矩优化分配控制器;通过Matlab-CarSim联合仿真平台对控制策略的有效性进行了对比验证。仿真结果表明:在高附着系数路面下,应用自适应积分终端滑模控制器车辆的质心侧偏角峰值,相较于无控制和积分滑模控制车辆的下降率分别为17.1%和1.7%,横摆角速度峰值下降率分别为13.7%和3.4%;在低附着系数路面下,质心侧偏角峰值相较于无控制和积分滑模控制车辆的下降率分别为69%和39.4%,横摆角速度峰值下降率分别为16%和2.4%,提高了车辆的横摆稳定性与行驶安全性。 展开更多
关键词 分布式电驱动 横摆稳定性 自适应积分终端滑模 二次规划
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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
4
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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基于自适应终端趋近律和滑模扰动观测器的SPMSM控制 被引量：1
5
作者 张会林 顾玉 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第1期125-134,共10页
为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因... 为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因子和系统状态的指数增益,使新的趋近律中不含有切换函数;其次,经理论和测试分析,证明了ATSMRL收敛时间比CESMRL短且抖振更小;为了进一步补偿SPMSM驱动系统中的扰动,设计了ESMDO以实时将观测到的扰动值及时前馈至速度控制器中,利用Lyapunov证明了ATSMRL和ESMDO的稳定性。通过仿真和实验,在电机启动、加载和卸载三个阶段对所提方法进行了有效性验证,结果表明:与CESMRL和ATSMRL相比,所提方法不仅实现了速度无超调、收敛时间最快,而且降低了电机的抖振、增强了系统的抗干扰性能。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 滑模控制 自适应终端趋近律 扩张滑模扰动观测器 抖振
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多关节机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制
6
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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基于模糊补偿的磁浮列车悬浮系统非奇异终端滑模控制
7
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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基于时延估计与终端滑模的无人船跟踪控制
8
作者 刘超 叶华生 +2 位作者 沈跃 刘慧 沈亚运 《电子测量技术》 北大核心 2025年第4期91-100,共10页
针对欠驱动无人船动力学模型参数获取困难、跟踪控制易受水流及自然风等干扰的问题,本文提出了一种基于自适应时延估计与超螺旋快速终端滑模的轨迹跟踪控制方法。首先通过手部位置点坐标变换方法,对欠驱动无人船数学模型进行状态扩展重... 针对欠驱动无人船动力学模型参数获取困难、跟踪控制易受水流及自然风等干扰的问题,本文提出了一种基于自适应时延估计与超螺旋快速终端滑模的轨迹跟踪控制方法。首先通过手部位置点坐标变换方法,对欠驱动无人船数学模型进行状态扩展重新构建;然后采用自适应时延估计技术,估计无人船未知动力学模型部分及外部扰动,并设计超螺旋快速终端滑模控制策略补偿时延估计产生的误差,提高控制系统鲁棒性;最后,基于仿真分析与航行跟踪实验验证本研究控制方法可行性。在航行跟踪实验中,位置平均误差相比于PID算法、滑模算法及自适应时延估计滑模算法分别降低了35.1%、24.7%、20.8%,轨迹跟踪精度高。本文提出的控制方法不依赖动力学模型参数,可实现欠驱动无人船精准轨迹跟踪控制,且收敛速度快、鲁棒性高,为欠驱动无人船轨迹跟踪控制提供了可供借鉴的方法。 展开更多
关键词 欠驱动无人船 自适应时延估计 超螺旋快速终端滑模控制 轨迹跟踪控制
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基于自适应滑模的四轮移动机器人轨迹跟踪控制
9
作者 郭磊 张雨晴 宋原 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期11-18,共8页
针对滑模控制中具有未知界的非匹配不确定性的估计与补偿问题,提出了一种适用于四轮移动机器人的非奇异终端滑模控制器,不需要已知界的不确定性的先验知识。为了保证滑模面的存在性,引入高斯过程回归对非匹配不确定性进行在线估计,一方... 针对滑模控制中具有未知界的非匹配不确定性的估计与补偿问题,提出了一种适用于四轮移动机器人的非奇异终端滑模控制器,不需要已知界的不确定性的先验知识。为了保证滑模面的存在性,引入高斯过程回归对非匹配不确定性进行在线估计,一方面避免采用高增益的控制,从而减小了控制量抖振;另一方面,通过高斯过程回归的估计结果对系统的不确定性进行补偿,从而提高了基于模型的滑模控制器的适应性。基于近端策略优化(PPO)算法设计了一种自适应终端滑模控制器,通过控制精度和控制输入的抖振幅度来构建奖励函数,以此对滑模控制器的参数进行自适应调整,从而减小抖振并提高跟踪精度。通过李雅普诺夫稳定性分析证明了非奇异终端滑模控制器的稳定性,基于数值仿真实验验证了所设计控制器的有效性。结果表明:与传统的终端滑模相比,所提出的自适应终端滑模控制器在保持较高控制精度的同时,抖振振幅减小了90%,优于传统的控制方法。 展开更多
关键词 四轮移动机器人 轨迹跟踪 终端滑模控制 自适应滑模控制 高斯过程回归 强化学习
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基于自适应扰动观测器的电磁直线驱动器改进滑模控制
10
作者 高仁璟 王赓 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期64-75,共12页
针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模... 针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模扰动观测器对系统扰动等不确定性因素进行观测与自适应前馈补偿。为保证系统的有限时间收敛性,基于改进的全局快速终端滑模面设计等效控制部分,并引入改进的快速超螺旋算法作为趋近阶段的切换控制律,以进一步提升收敛速度并削弱抖振的影响。利用Lyapunov定理证明闭环系统的稳定性,并通过仿真和试验验证控制方法的有效性。结果表明,所提出的控制方法具有增强系统鲁棒性、避免参数增益选择保守性的优势,能够实现对非线性时变扰动的自适应观测补偿,保证误差在有限时间内更快收敛的同时有效抑制抖振。 展开更多
关键词 电磁直线驱动器 自适应滑模扰动观测器 全局快速终端滑模 快速超螺旋算法 运动控制
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基于扰动观测器和改进自适应二阶快速终端滑模的PMLSM伺服系统控制 被引量：1
11
作者 赵希梅 李德豪 金鸿雁 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期41-49,共9页
针对永磁直线同步电动机(PMLSM)在运行时易受到摩擦力、负载扰动及环境变化等不确定影响,设计一种基于扰动观测器和自适应二阶快速终端滑模控制方法。首先,该方法在高阶滑模的基础上结合了快速终端滑模控制,有效加快了系统响应速度。其... 针对永磁直线同步电动机(PMLSM)在运行时易受到摩擦力、负载扰动及环境变化等不确定影响,设计一种基于扰动观测器和自适应二阶快速终端滑模控制方法。首先,该方法在高阶滑模的基础上结合了快速终端滑模控制,有效加快了系统响应速度。其次,在二阶滑模面的基础上引入条件积分项,该项仅作用于边界层内部,能够有效避免滑模到达阶段由于积分饱和现象导致的超调量过大及响应时间过慢的问题。此外,设计自适应切换控制律,使切换增益在合理的区间内,并根据系统状态进行实时更新,从而削弱抖振现象。最后,为进一步提升系统的鲁棒性,采用扰动观测器对PMLSM系统的集总不确定性进行补偿。经实验验证,该控制方法具有良好的位置跟踪精度和强鲁棒性,且对系统抖振现象有明显削弱作用。 展开更多
关键词 永磁直线同步电动机 二阶滑模控制 终端滑模控制 条件积分项 自适应控制 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
12
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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基于自适应滑模干扰观测器四旋翼无人机姿态控制研究
13
作者 姜琛 李涛 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第8期28-34,共7页
在四旋翼无人机执行任务过程中,对姿态的稳定性、跟踪的精度要求极高。然而,风扰以及其他外部干扰会严重降低其系统的性能。为了快速估计干扰,提出一种自适应滑模干扰观测器(ASMDO)的方法,设计了基于干扰补偿的非奇异终端滑模控制器(NTS... 在四旋翼无人机执行任务过程中,对姿态的稳定性、跟踪的精度要求极高。然而,风扰以及其他外部干扰会严重降低其系统的性能。为了快速估计干扰,提出一种自适应滑模干扰观测器(ASMDO)的方法,设计了基于干扰补偿的非奇异终端滑模控制器(NTSMC)实现对四旋翼无人机精确、快速地轨迹跟踪。证明了在干扰导数界未知的情况下ASMDO的估计误差以及轨迹跟踪误差均可以在有限时间内稳定。最后通过软件在环仿真(SITL)和硬件在环仿真(HITL),验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 自适应滑模干扰观测器 非奇异终端滑模控制器 有限时间
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扰动信息未知的永磁同步电机自适应滑模控制
14
作者 王俊凯 张晓宇 +1 位作者 柳向斌 郭蓉 《电子测量技术》 北大核心 2025年第1期76-83,共8页
扰动信息未知时,永磁同步电机(PMSM)终端滑模控制中的抖振加剧。为了减弱未知不确定和扰动对控制性能的影响,本文提出了一种改进的基于干扰观测器的自适应快速终端滑模控制方法。首先,建立包含参数化不确定性及负载扰动的PMSM数学模型,... 扰动信息未知时,永磁同步电机(PMSM)终端滑模控制中的抖振加剧。为了减弱未知不确定和扰动对控制性能的影响,本文提出了一种改进的基于干扰观测器的自适应快速终端滑模控制方法。首先,建立包含参数化不确定性及负载扰动的PMSM数学模型,采用非奇异快速终端滑模面设计滑模控制器,以提高系统的响应速度。接着,利用干扰观测器估计系统的不确定性和未知扰动,并在滑模控制器中引入新的自适应增益以补偿估计误差,实现了无需扰动上界条件的自适应鲁棒控制。改进的自适应控制策略能够实现动态补偿,增强了系统对未知扰动的适应性。仿真和实验结果表明,扰动信息未知时,所提出的方法有效抑制了滑模控制引起的抖振现象,增强了PMSM系统的鲁棒性,显著提升了控制精度和动态性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 自适应控制 快速终端滑模控制 鲁棒控制
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基于ESO的电动缸非奇异快速终端滑模控制
15
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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基于模糊终端滑模控制器的路径跟踪横向控制策略 被引量：1
16
作者 葛程 李伟东 +2 位作者 黄振柱 何精武 马草原 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期376-383,共8页
为了解决智能车辆采用传统滑模控制器(SMC)时跟踪精度较差和稳定性欠佳的问题,提出了一种基于模糊终端滑模控制器(FTSMC)的路径跟踪横向控制策略.首先,建立了车辆二自由度动力学模型和路径跟踪误差模型,并采用改进的指数趋近律设计了终... 为了解决智能车辆采用传统滑模控制器(SMC)时跟踪精度较差和稳定性欠佳的问题,提出了一种基于模糊终端滑模控制器(FTSMC)的路径跟踪横向控制策略.首先,建立了车辆二自由度动力学模型和路径跟踪误差模型,并采用改进的指数趋近律设计了终端滑模控制器(TSMC).其次,为解决SMC抖振问题,通过模糊逻辑在线优化指数趋近律中的边界层,并基于Lyapunov稳定性理论证明了控制系统的稳定性.最后,建立了Matlab/Simulink和Carsim联合仿真模型,验证了所提控制策略的有效性.结果表明,在低、高车速两种工况下,FTSMC的横向位移偏差最大值分别降低了14.4%和23.3%,横摆角偏差最大值分别降低了11.0%和18.9%,抖振现象得到了显著的抑制. 展开更多
关键词 智能车辆 路径跟踪 模糊终端滑模控制器 指数趋近律 LYAPUNOV稳定性理论
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基于磁链观测的永磁直线同步电机自适应非奇异快速终端滑模控制
17
作者 张敬渝 栗保明 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2024年第5期78-84,共7页
针对应用于电磁弹射的永磁直线同步电机(PMLSM)无位置传感器控制系统易受参数变化等不确定因素影响,提出一种将磁链观测器与自适应非奇异快速终端滑模控制(ANFTSMC)相结合的组合控制系统。该组合控制系统针对含有不确定参数的PMLSM,设... 针对应用于电磁弹射的永磁直线同步电机(PMLSM)无位置传感器控制系统易受参数变化等不确定因素影响,提出一种将磁链观测器与自适应非奇异快速终端滑模控制(ANFTSMC)相结合的组合控制系统。该组合控制系统针对含有不确定参数的PMLSM,设计磁链观测器实时计算电机动子的位置和速度信息,确保控制系统快速获得准确的运行参数,并利用ANFTSMC自适应调整系统收敛速度的特性,抑制不确定因素的影响,提高系统的响应速度,避免终端滑模控制出现的奇异性问题。通过仿真分析验证,该控制系统可以在保证跟踪精度和响应速度的同时,削弱抖振,实现PMLSM无位置传感器情况下快速、平稳运行,该控制系统能够满足电磁弹射的工程应用要求。 展开更多
关键词 永磁同步直线电机 电磁弹射 自适应控制 非奇异快速终端滑模控制 磁链观测器
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PMSM无模型超螺旋快速积分终端滑模控制 被引量：6
18
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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永磁同步电机非线性增益非奇异快速终端滑模控制 被引量：5
19
作者 康尔良 于浩天 韩康玮 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期73-81,共9页
为了研究传统滑模控制中系统误差在有限时间内无法收敛至0以及传统滑模控制中系统抖振与收敛速度互不兼容的问题,提出一种非奇异快速终端滑模控制与扰动观测器结合的速度控制器。通过将参数可变的非线性函数作为增益代替固定增益加入滑... 为了研究传统滑模控制中系统误差在有限时间内无法收敛至0以及传统滑模控制中系统抖振与收敛速度互不兼容的问题,提出一种非奇异快速终端滑模控制与扰动观测器结合的速度控制器。通过将参数可变的非线性函数作为增益代替固定增益加入滑模控制策略中从而改善系统响应速度同时减小系统的抖振。针对转矩扰动对系统的影响,加入负载转矩扰动观测器并补偿到q轴电流中以进一步提高控制器抗负载扰动能力。根据李雅普诺夫稳定性理论对提出的新型滑模控制器进行稳定性证明,经过仿真和实验证明,电机在启动时响应快、无超调且抖振较小,在突加转矩时转速波动小且恢复时间迅速,证明了改进后的变增益非奇异终端滑模控制与传统非奇异快速终端滑模控制策略相比可以提高动态性能的同时抑制系统抖振、增强系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 速度控制器 非奇异快速终端滑模 趋近率 扰动补偿
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一种新型自适应滑模观测器锂电池SoC估计方法
20
作者 钱伟 李万 +2 位作者 郭向伟 王浩宇 赵大中 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期123-132,共10页
为了减小传统滑模观测器在锂电池荷电状态(SoC)估计中的抖动现象并提高估计精度,提出一种新型改进自适应滑模观测器(IASMO)。首先,基于双极化(DP)等效电路模型,通过引入非线性的终端滑模面,使目标函数能在有限时间内收敛至平衡点,同时... 为了减小传统滑模观测器在锂电池荷电状态(SoC)估计中的抖动现象并提高估计精度,提出一种新型改进自适应滑模观测器(IASMO)。首先,基于双极化(DP)等效电路模型,通过引入非线性的终端滑模面,使目标函数能在有限时间内收敛至平衡点,同时设计连续控制率减少估计结果的抖振现象。其次,为了克服建模不确定性,设计一种根据滑模面函数自适应调整的开关增益函数,进一步提高估计算法的估计精度和鲁棒性,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明观测器的收敛性。最后,基于自主实验平台,获取不同工况下的电池运行数据,并搭建仿真模型进行验证。实验结果表明,所提改进自适应滑模观测器相比于传统滑模观测器及目前主流的其他类型改进滑模观测器均具有更好的估计精度及鲁棒性。 展开更多
关键词 SOC估计 滑模观测器 双极化模型 终端滑模面 自适应开关增益
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