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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》 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00127 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0016 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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