基于自适应终端滑模控制的城轨列车精确停车算法 被引量：26

1

作者 王青元 吴鹏 +1 位作者 冯晓云 张彦栋 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期56-63,共8页

为研究城轨列车精确停车算法,本文深入分析列车自动停车过程,结合列车牵引计算模型和制动系统模型,提出城轨列车停车控制算法的设计目标,即在避免控制输入切换频繁的前提下实现高精度的速度跟踪效果。应用终端滑模控制原理设计列车停车... 为研究城轨列车精确停车算法,本文深入分析列车自动停车过程,结合列车牵引计算模型和制动系统模型,提出城轨列车停车控制算法的设计目标,即在避免控制输入切换频繁的前提下实现高精度的速度跟踪效果。应用终端滑模控制原理设计列车停车控制算法,并引入参数自适应机制,增强控制系统的自适应性。引入扰动观测器,进一步增强系统的抗干扰能力。仿真结果表明,基于扰动观测器的自适应终端滑模控制停车算法表现出良好的鲁棒性和自适应性。在系统模型具备参数不确定性和外部扰动的情况下,控制系统都能保证高精度的停车,提高了乘坐的舒适性。 展开更多

关键词 列车自动驾驶 自适应终端滑模控制 跟踪控制 精确停车 扰动观测器

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基于滑模观测信息的电动舵机自适应终端滑模控制

2

作者 李浩 梁婕 +2 位作者 王尚 梁海波 王瑞 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2021年第6期27-31,共5页

针对电动舵机控制中参数和负载的不确定性,设计自适应终端滑模控制器,利用滑模观测信息构造自适应律,对不确定参数进行估计,具有与复合自适应律相似的参数估计特性,但不需要系统状态的导数,理论上证明了系统的稳定性和输出误差的有限时... 针对电动舵机控制中参数和负载的不确定性,设计自适应终端滑模控制器,利用滑模观测信息构造自适应律,对不确定参数进行估计,具有与复合自适应律相似的参数估计特性,但不需要系统状态的导数,理论上证明了系统的稳定性和输出误差的有限时间收敛。最后通过仿真证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 电动舵机 自适应终端滑模控制 滑模观测

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Buck变换器的自适应终端滑模控制策略 被引量：4

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作者 汪建林 续丹 +1 位作者 周欢 鲁伟 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期103-108,共6页

针对Buck变换器的传统滑模控制方法存在滑模系数不易确定,以及系统的动态响应和鲁棒性难以同时提升的问题,提出了一种基于电感电流建立双闭环结构的自适应终端滑模控制策略。该算法基于电感电流建立滑模面切换函数,利用输出电压误差跟... 针对Buck变换器的传统滑模控制方法存在滑模系数不易确定,以及系统的动态响应和鲁棒性难以同时提升的问题,提出了一种基于电感电流建立双闭环结构的自适应终端滑模控制策略。该算法基于电感电流建立滑模面切换函数,利用输出电压误差跟踪基准电感电流,通过对李雅普诺夫稳定性的求解确定跟踪系数,规避了常规滑模系数难以确定和基准电感电流不易测量的问题;在该滑模面切换函数上构建了非线性环节,实现了终端双闭环滑模控制方法;通过卡尔曼滤波增益理论对非线性环节的阶数自适应选择,同时提高了趋近速度和收敛速度,有效改善了滑模控制策略的动态特性和鲁棒性互相制约的问题。自适应终端双闭环滑模控制Buck变换器在启动环节能够获得最优的瞬态响应,并有效地抑制电压的过冲量,在负载突变情况下具有最小的电压跌落量和最快的调节时间,有效地解决了动态响应与鲁棒性互相制约的问题,同时提升了系统控制的动态响应和鲁棒性。自适应终端双闭环滑模控制策略物理实现相对简单,在Buck变换器以及其他DC-DC变换器的高精度控制领域具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 BUCK变换器 自适应终端滑模控制 双闭环滑模控制 动态响应 鲁棒性

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基于扩展状态观测器的永磁同步直线电机自适应快速非奇异终端滑模控制 被引量：1

4

作者 兰志勇 李超 《湘潭大学学报（自然科学版）》 CAS 2023年第4期96-106,128,共12页

针对永磁同步直线电机(PMSLM)伺服系统的位置跟踪精度易受参数变化、负载扰动和摩擦力等不确定性因素影响的问题,该文提出了一种基于扩展状态观测器(ESO)的自适应快速非奇异终端滑模控制器(AFNTSMC).首先,采用了快速非奇异终端滑模面,... 针对永磁同步直线电机(PMSLM)伺服系统的位置跟踪精度易受参数变化、负载扰动和摩擦力等不确定性因素影响的问题,该文提出了一种基于扩展状态观测器(ESO)的自适应快速非奇异终端滑模控制器(AFNTSMC).首先,采用了快速非奇异终端滑模面,在保证系统有限时间快速收敛的同时消除奇异性问题;然后,提出了一种新的自适应滑模趋近律(ASMRL),在抑制系统固有抖振的同时提高系统状态点趋近滑模面的速度;最后,考虑到高开关增益引起的高频抖振问题,设计了一个基于双曲正切函数的ESO来观测系统的不确定性扰动,作为前馈补偿以保证系统强鲁棒性的同时,削弱高频抖振.仿真实验结果表明,该方法提高了系统的瞬态响应速度和位置跟踪精度,在保证系统有限时间快速收敛的同时,拥有更好的动态跟踪性能,能够有效削弱抖振提高系统鲁棒性能. 展开更多

关键词 永磁同步直线电机 自适应快速非奇异终端滑模控制器 扩展状态观测器 高频抖振 鲁棒性能

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基于自适应非奇异快速终端动态滑模的单轴滚转稳定伺服平台控制

5

作者 许叙遥 林辉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期726-731,共6页

为提高捷联导航系统中的单轴滚转稳定伺服平台鲁棒性和控制精度,提出了一种基于自适应非奇异快速终端的动态滑模控制方法。介绍了单轴滚转稳定伺服平台原理,分析自适应非奇异快速终端滑模控制方法以及存在稳态误差和抖振问题。在借鉴三... 为提高捷联导航系统中的单轴滚转稳定伺服平台鲁棒性和控制精度,提出了一种基于自适应非奇异快速终端的动态滑模控制方法。介绍了单轴滚转稳定伺服平台原理,分析自适应非奇异快速终端滑模控制方法以及存在稳态误差和抖振问题。在借鉴三环PID伺服控制思想基础上,首先将状态变量构成线性滑模面,在该线性滑模面上形成非奇异快速终端滑模控制器,并采用自适应律来估计扰动上限。能够实现位置和速度的精确控制,大大削弱滑模抖振。仿真结果表明,基于自适应非奇异快速终端速度动态滑模控制方法合理可行,提高了单轴滚转稳定平台收敛速度、鲁棒性和控制精度。 展开更多

关键词 永磁同步电机 自适应非奇异快速终端滑模控制 滚转稳定伺服平台 动态滑模控制

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基于ANFTSM方法的分布式电驱动汽车操纵稳定性控制

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作者 郭莉蕊 魏佳帅 +1 位作者 陈克 王楷焱 《沈阳理工大学学报》 2025年第3期90-96,共7页

为提高分布式电驱动汽车的操纵稳定性,依据车辆动力学特点,设计基于直接横摆力矩控制的分层控制系统。提出一种自适应非奇异快速终端滑模(adaptive nonsingular fast terminal sliding mode,ANFTSM)控制器作为上层控制器,计算车辆所需... 为提高分布式电驱动汽车的操纵稳定性,依据车辆动力学特点,设计基于直接横摆力矩控制的分层控制系统。提出一种自适应非奇异快速终端滑模(adaptive nonsingular fast terminal sliding mode,ANFTSM)控制器作为上层控制器,计算车辆所需的附加横摆力矩;采用二次规划优化算法设计最优力矩分配控制器作为下层控制器,将附加横摆力矩以最优的方式分配给4个车轮的轮毂电机,并根据车辆转向状态确定轮毂电机输出的转矩;引入自适应机制调整滑模面的参数,使系统能够在不确定性和扰动的影响下保持稳定。仿真实验结果表明,本文提出的控制系统可降低整车的横摆角速度和质心侧偏角波动,在车辆操纵稳定性方面具有可行性和有效性。 展开更多

关键词 分布式电驱动 操纵稳定性 自适应非奇异快速终端滑模控制 转矩分配

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多储液腔航天器刚液耦合动力学与复合控制 被引量：12

7

作者 岳宝增 于嘉瑞 吴文军 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第2期390-396,共7页

采用复合控制方法对充液航天器的姿态和轨道机动进行高精度控制.通过傅里叶-贝塞尔级数展开法,将低重力环境下液体的弯曲自由表面的动态边界条件转化为简单的微分方程,其中耦合液体晃动方程的状态向量由相对势函数的模态坐标和波高的模... 采用复合控制方法对充液航天器的姿态和轨道机动进行高精度控制.通过傅里叶-贝塞尔级数展开法,将低重力环境下液体的弯曲自由表面的动态边界条件转化为简单的微分方程,其中耦合液体晃动方程的状态向量由相对势函数的模态坐标和波高的模态坐标组成.通过广义准坐标下的拉格朗日方程得到航天器刚体部分运动和液体燃料晃动的耦合动力学方程,提出了自适应快速终端滑模策略和输入整形技术相结合的复合控制器,并分别用于控制携带有一个燃料腔和四个燃料腔航天器的轨道机动和姿态机动.通过数值模拟来验证控制器的效率和精度.结果表明,对于多储液腔航天器,如果在设计航天器的姿态和轨道控制器时没有充分考虑燃料晃动效应,那么在受控航天器系统中将会出现刚-液-控耦合问题并导致航天器姿态不稳定.而本研究中的复合自适应终端滑模控制器可以实现航天器机动的高精度控制并有效抑制液体燃料晃动. 展开更多

关键词 液体晃动 多储液腔航天器 低重力环境 刚液控耦合动力学 终端自适应滑模控制器

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高速列车的有限时间容错跟踪控制 被引量：7

8

作者 徐传芳 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期69-77,共9页

针对执行器效率部分损失情况下高速列车对期望速度曲线的跟踪控制问题,并考虑模型参数时变不确定、附加阻力干扰、执行器输出饱和受限等因素的影响,提出基于自适应非奇异终端滑模控制技术的高速列车有限时间容错跟踪控制策略。采用自适... 针对执行器效率部分损失情况下高速列车对期望速度曲线的跟踪控制问题,并考虑模型参数时变不确定、附加阻力干扰、执行器输出饱和受限等因素的影响,提出基于自适应非奇异终端滑模控制技术的高速列车有限时间容错跟踪控制策略。采用自适应控制技术实现模型参数标称值与系统集总不确定性上界的在线估计;引入非奇异终端滑模控制技术实现高速列车速度跟踪误差和位移跟踪误差的有限时间收敛。所设计的控制器不依赖于故障检测与诊断设备,不需要模型参数和系统集总不确定性的先验知识,可以有效补偿由附加阻力、执行器故障、输出饱和受限、模型参数时变不确定性引起的系统集总不确定性。基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性,以及速度跟踪误差与位移跟踪误差的有限时间收敛。仿真结果证明了本文所提出控制策略的可行性和有效性。 展开更多

关键词 高速列车 跟踪控制 容错 自适应非奇异终端滑模控制 LYAPUNOV稳定性理论

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低速大扭矩永磁半直驱采煤机截割部传动系统设计 被引量：1

9

作者 程亮 张步勤 张金营 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第1期195-197,共3页

采煤机截割部传动系统多采用"三相异步电机+直齿轮减速器+行星齿轮减速器"的结构,该结构具有传动链长、可靠性低、振动大、机械设备寿命短等问题。针对这些问题,设计出结构为"永磁同步电机+四级行星齿轮减速器"的... 采煤机截割部传动系统多采用"三相异步电机+直齿轮减速器+行星齿轮减速器"的结构,该结构具有传动链长、可靠性低、振动大、机械设备寿命短等问题。针对这些问题,设计出结构为"永磁同步电机+四级行星齿轮减速器"的传动系统。采用低速大扭矩永磁同步电机替代传统的三相异步电动机,有效减少传动环节和故障率。为提高系统的快速性与稳定性,传动系统采用基于自适应非奇异快速终端滑模控制。最后,实验验证所提出方法不仅具有较高的响应速度而且具有较强的控制精度和鲁棒性能。设计的采煤机截割部传动系统运行良好,解决了原有系统存在的问题。 展开更多

关键词 采煤机截割部 传动系统 永磁同步电机 四级行星齿轮减速器 自适应非奇异快速终端滑模控制

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基于偶极势场的移动回收站空间回坞导引算法 被引量：1

10

作者 齐贝贝 严卫生 高剑 《水下无人系统学报》 北大核心 2018年第3期221-227,共7页

针对自主水下航行器(AUV)的自主回收问题,提出了一种基于偶极势场的移动回收站空间回坞导引算法。在回收站移动的情况下,AUV动态测量应答器的位置,从而获得AUV在对接坐标系下的坐标和姿态角,利用建立的偶极势场计算出期望的航向角和俯仰... 针对自主水下航行器(AUV)的自主回收问题,提出了一种基于偶极势场的移动回收站空间回坞导引算法。在回收站移动的情况下,AUV动态测量应答器的位置,从而获得AUV在对接坐标系下的坐标和姿态角,利用建立的偶极势场计算出期望的航向角和俯仰角,期望的横滚角设为零。在偶极势场的导引下,AUV沿回收站的中轴线进入回收站。将AUV的控制分解为纵平面和水平面两部分,通过采用自适应非奇异终端滑模控制的方法,分别保证航向角和俯仰角回坞控制的鲁棒性和自适应性。最后,仿真结果证明了在回收站移动的情况下,所设计的空间回坞导引算法是有效的。文中的工作可为移动回收站的回坞对接研究提供参考。 展开更多

关键词 自主水下航行器 移动回收站 空间回坞导引 偶极势场 自适应非奇异终端滑模控制

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高速永磁同步电机调速系统扰动抑制策略 被引量：1

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作者 张池明 梅建伟 石端伟 《湖北汽车工业学院学报》 2023年第4期27-31,共5页

为了提高高速离心压缩机驱动电机调速系统的抗扰性能,提出自适应非奇异终端滑模控制的无模型控制方法。设计自适应非奇异终端滑模控制律,引入速度误差变量,采用非奇异终端滑模面,使系统状态变量根据距离平衡点自适应调节,建立无模型超... 为了提高高速离心压缩机驱动电机调速系统的抗扰性能,提出自适应非奇异终端滑模控制的无模型控制方法。设计自适应非奇异终端滑模控制律,引入速度误差变量,采用非奇异终端滑模面,使系统状态变量根据距离平衡点自适应调节,建立无模型超局部模型,设计速度控制器。以额定功率60 kW、额定转速45 000 r·min^(-1)的高速离心压缩机系统为对象,对方案的控制效果进行了验证。仿真结果表明:在电机参数发生摄动、负载产生扰动时,该方法可以有效提高系统抗干扰性,减小电机转速波动。 展开更多

关键词 高速永磁同步电机 无模型超局部模型滑模控制 自适应非奇异终端滑模控制律

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