非最小相位高超声速飞行器非奇异滑模控制

1

作者 韦巧玲 杜雨欣 +1 位作者 周超 王芳 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3949-3958,共10页

针对受外界干扰和非最小相位影响下的高超声速飞行器的跟踪控制问题,提出基于Byrnes-Isidori(B-I)标准型的滑模控制策略。设计新的积分滑模面和新型复合趋近律,在趋近律中将指数函数和符号函数结合,提高高超声速飞行器的抗抖振能力和快... 针对受外界干扰和非最小相位影响下的高超声速飞行器的跟踪控制问题,提出基于Byrnes-Isidori(B-I)标准型的滑模控制策略。设计新的积分滑模面和新型复合趋近律,在趋近律中将指数函数和符号函数结合,提高高超声速飞行器的抗抖振能力和快速收敛性能。采用滑模控制方法构造鲁棒滑模控制器,保证内部动态的渐近稳定性。同时构造非奇异终端滑模控制器,保证速度跟踪误差的实际有限时间稳定性和外部动态的有界稳定性。结合非奇异终端滑模控制具有鲁棒性强、收敛速度快等特点,设计终端滑模干扰观测器解决速度子系统和航迹角子系统中的外界干扰问题,并利用Lyapunov理论进行稳定性分析,证明了估计误差的实际有限时间稳定性,对比仿真结果表明了基于B-I标准型的滑模控制策略的可行性和有效性。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 非最小相位 干扰观测器 非奇异滑模控制

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燃料电池空气系统非奇异滑模控制 被引量：1

2

作者 刘志恩 任志昂 +2 位作者 周辉 卢炽华 杜常清 《车用发动机》 北大核心 2023年第1期69-77,共9页

为了提高燃料电池的效率和使用寿命,必须对其多个状态进行精确的控制。首先,建立了面向控制的燃料电池空气系统四阶非线性方程,并进行模型有效性验证。然后,针对空气供给系统压力和空气流量的非线性和强耦合性等特点,提出了一种基于全... 为了提高燃料电池的效率和使用寿命,必须对其多个状态进行精确的控制。首先,建立了面向控制的燃料电池空气系统四阶非线性方程,并进行模型有效性验证。然后,针对空气供给系统压力和空气流量的非线性和强耦合性等特点,提出了一种基于全局反馈线性化理论的非奇异终端滑模控制策略。反馈线性化通过对空压机转速和背压阀开度的协同控制,将非线性模型转化为线性模型,实现对阴极压力和空气流量的解耦;考虑空气系统在复杂环境下受到不确定性扰动,设计比例积分观测器对扰动进行观测以减少环境影响;在此基础上,设计非奇异滑模控制器。仿真结果表明:非奇异滑模控制的阴极压力和过氧比各误差积分均小于传统滑模和反馈线性化控制,可显著提高燃料电池空气供给控制系统精度和鲁棒性,对今后研发高精度燃料电池阴极空气供给控制系统提供参考。 展开更多

关键词 燃料电池 非线性 控制系统 反馈线性化 非奇异滑模控制

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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

3

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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机械臂非奇异快速终端滑模迭代学习轨迹跟踪控制研究

4

作者 陈涛 李晓娟 +1 位作者 刘建璇 王立忠 《西安交通大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期125-135,147,共12页

针对机械臂建模参数精准性与扰动不确定性的精确轨迹跟踪控制问题,提出了一种非奇异快速终端滑模控制与迭代学习控制相融合的控制方法。首先,为保证跟踪误差的收敛速度,避免收敛中的奇异性问题,设计采用饱和函数趋近律的非奇异快速终端... 针对机械臂建模参数精准性与扰动不确定性的精确轨迹跟踪控制问题,提出了一种非奇异快速终端滑模控制与迭代学习控制相融合的控制方法。首先,为保证跟踪误差的收敛速度,避免收敛中的奇异性问题,设计采用饱和函数趋近律的非奇异快速终端滑模控制器。其次,为进一步提高轨迹跟踪精度,设计误差迭代学习控制器,并对所设计的控制器进行了收敛性分析。最后,在Simulink软件中搭建所提方法的控制系统,进行迭代控制与对比控制仿真实验,并同步开展机械臂跟踪控制真机实验。结果表明:在迭代实验中,关节最大平均稳态误差提升了72%;在对比实验中,与比例微分(PD)型迭代学习控制和PD型线性滑模控制相比,最大平均稳态误差分别提升了97%、51%,最大响应调整时间分别减少70%、50%;在真机实验中,机械臂跟踪误差稳定在[-0.05,0.05] rad区间内。实验结果充分验证了所提控制方法的正确性与有效性,为解决机械臂轨迹跟踪中的不确定性问题提供了一种有效的控制方案。 展开更多

关键词 机械臂 迭代学习控制 非奇异快速终端滑模控制 轨迹跟踪

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基于层次非奇异终端和超螺旋滑模扰动观测器的永磁同步电机滑模控制

5

作者 梁庭福 李鑫帅 +1 位作者 王鹏康 毛汉领 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第2期196-203,共8页

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)在运行过程中比例积分(proportional integral, PI)控制会因参数时变和外部扰动导致控制性能下降严重,传统线性滑模控制(sliding mode control, SMC)收敛速度慢、存在抖振... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)在运行过程中比例积分(proportional integral, PI)控制会因参数时变和外部扰动导致控制性能下降严重,传统线性滑模控制(sliding mode control, SMC)收敛速度慢、存在抖振等问题,设计了层次非奇异终端滑模控制器(hierarchical non-singular terminal sliding mode control, HNSTSMC),以线性比例积分微分(proportional integral differential, PID)滑模面作为内环、快速非奇异终端滑模面为外环构建层次滑模面,采用改进型趋近律,保证速度跟踪误差全局快速收敛;为了进一步提高层次非奇异终端滑模控制器的抗干扰能力与减小抖振,利用超螺旋滑模扰动观测器(super-twisting sliding mode disturbance observer, STSMDO)对控制器中存在的未知量在线辨识并进行前馈补偿。通过Matlab/simulink仿真对PI控制、传统滑模控制、层次非奇异终端滑模控制、基于改进型负载转矩观测器的非奇异快速终端滑模控制(NFTSMC+LTOB)和HNSTSMC+STSMDO复合滑模控制进行对比分析,结果表明HNSTSMC+STSMDO复合控制在电机空载情况下,额定转速响应无超调、调节时间为0.013 s,突加2 N·m负载情况下,最大速度波动为130 r/min,恢复时间为0.004 5 s,带载切换到0.5倍额定转速,调节时间为0.127 s,永磁同步电机动态性能好、抗干扰能力强。 展开更多

关键词 永磁同步电机 层次非奇异终端滑模控制 超螺旋滑模扰动观测器 滑模控制

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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

6

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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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：4

7

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

8

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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水下运载器非奇异快速终端滑模控制 被引量：4

9

作者 王尧尧 顾临怡 +2 位作者 高明 贾现军 朱康武 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1541-1551,共11页

针对传统基于线性滑模面的滑模控制方法收敛速度慢、易于颤振的难题,提出一种新型多变量非奇异快速终端滑模控制方法.利用Lyapunov稳定性理论对该方法进行理论分析,结果表明:系统位置跟踪误差和速度跟踪误差将在有限时间内收敛到小球域... 针对传统基于线性滑模面的滑模控制方法收敛速度慢、易于颤振的难题,提出一种新型多变量非奇异快速终端滑模控制方法.利用Lyapunov稳定性理论对该方法进行理论分析,结果表明:系统位置跟踪误差和速度跟踪误差将在有限时间内收敛到小球域内,并且小于相同参数条件下传统基于线性滑模面的滑模控制方法.以正在开发的北极星号遥控水下运载器的四自由度控制为研究对象,将该方法和基于指数趋近律的传统滑模控制方法进行仿真对比,结果表明:当存在较强未知外干扰和较大参数不确定性以及测量噪声时,该方法相对传统滑模控制方法可以获得更快的动态响应速度、更高的稳态控制精度和更平滑的控制输入. 展开更多

关键词 水下运载器 动力定位 滑模控制 非奇异快速终端滑模控制 多变量控制

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非奇异快速终端滑模及动态面控制的轨迹跟踪制导律 被引量：8

10

作者 陈琦 王旭刚 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期91-100,共10页

针对飞行器跟踪预设轨迹的问题,提出非奇异快速终端滑模和角度约束的轨迹跟踪制导律。通过引入虚拟目标点,提出参考轨迹曲率半径的期望视线角约束条件,建立带有视线角约束并考虑自动驾驶仪动态特性的轨迹跟踪数学模型。为了保证在有限... 针对飞行器跟踪预设轨迹的问题,提出非奇异快速终端滑模和角度约束的轨迹跟踪制导律。通过引入虚拟目标点,提出参考轨迹曲率半径的期望视线角约束条件,建立带有视线角约束并考虑自动驾驶仪动态特性的轨迹跟踪数学模型。为了保证在有限时间内跟踪预设轨迹并避免出现奇异问题,采用快速非奇异终端滑模和动态面控制方法进行制导律设计。推导出视线角误差和轨迹跟踪误差之间的数学关系,并利用Lyapunov稳定性准则证明轨迹跟踪误差最终有界任意小。与弹道成型轨迹跟踪制导律进行仿真对比,仿真结果表明所提出的制导律具有良好的跟踪性能及鲁棒性。 展开更多

关键词 非线性制导律 轨迹跟踪 视线角约束 有限时间收敛 非奇异终端滑模控制 角度约束

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不确定二阶系统的非奇异快速终端滑模控制 被引量：5

11

作者 李浩 梁婕 +1 位作者 梁海波 吕章刚 《航天控制》 CSCD 北大核心 2014年第4期8-12,共5页

针对不确定SISO二阶系统中存在不确定参数、扰动等影响,研究非奇异快速终端滑模控制算法,设计控制器,理论上证明了系统的稳定性和输出误差的有限时间收敛,与采用线性滑模面的滑模控制方法相比,该方法提高了系统的响应性能。最后通过仿... 针对不确定SISO二阶系统中存在不确定参数、扰动等影响,研究非奇异快速终端滑模控制算法,设计控制器,理论上证明了系统的稳定性和输出误差的有限时间收敛,与采用线性滑模面的滑模控制方法相比,该方法提高了系统的响应性能。最后通过仿真证明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 二阶系统 非奇异快速终端滑模控制 稳定性 有限时间收敛

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喷浆机器人大臂的非奇异Terminal滑模控制与数值仿真 被引量：1

12

作者 王晓宁 王益红 +1 位作者 刘纪敏 刘春晖 《煤矿机械》 北大核心 2008年第6期54-57,共4页

给出RPJ-X型喷浆机器人大臂的动力学方程,在此基础上设计其非奇异Terminal滑模控制,主要包括该控制系统的状态响应、阶跃响应以及正弦位置跟踪。数值仿真表明,整个系统反应快速、灵敏,而且抗干扰能力显著提高。

关键词 喷浆机器人 非奇异Terminal滑模控制 状态响应 位置跟踪

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基于快速非奇异终端滑模控制的矿用PMSM控制研究 被引量：3

13

作者 吴晓飞 崔嵬 都鑫 《煤炭技术》 北大核心 2017年第6期275-277,共3页

为了提高矿用永磁同步电机(PMSM)调速系统的控制性能,利用滑模控制的优良特性,提出了一种适用于永磁同步电机的快速非奇异终端滑模控制器。构建了可在有限时间内快速收敛的快速非奇异终端滑模面,并避免了终端滑模面的奇异问题。在此基... 为了提高矿用永磁同步电机(PMSM)调速系统的控制性能,利用滑模控制的优良特性,提出了一种适用于永磁同步电机的快速非奇异终端滑模控制器。构建了可在有限时间内快速收敛的快速非奇异终端滑模面,并避免了终端滑模面的奇异问题。在此基础上设计了一种新型永磁同步电机调速系统。 展开更多

关键词 矿用永磁同步电机 趋近律方法 快速非奇异终端滑模控制

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永磁无刷直流电机非奇异终端滑模控制减振分析 被引量：1

14

作者 陈晓丽 沈晨君 徐磊 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2009年第6期8-10,共3页

永磁同步电机的振动和噪声一直是困扰人们的难题,严重时可能直接决定系统能否稳定运行,甚至会产生混沌现象。采用先进的控制算法,可以减弱振动和噪声,提高驱动性能。针对永磁无刷直流电机设计一种全局非奇异终端滑模控制器,该控制器可... 永磁同步电机的振动和噪声一直是困扰人们的难题,严重时可能直接决定系统能否稳定运行,甚至会产生混沌现象。采用先进的控制算法,可以减弱振动和噪声,提高驱动性能。针对永磁无刷直流电机设计一种全局非奇异终端滑模控制器,该控制器可以控制控制系统对外界扰动完全免疫,从而使得电机在连续调速、负载波动的情况下具有平稳特性,与经典PID控制相比具有更强的鲁棒性。 展开更多

关键词 振动与波 无刷直流电机 变结构 非奇异终端滑模控制 振动与噪声

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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

15

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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基于指数收敛干扰观测器的四旋翼滑模控制

16

作者 任明 徐洁 汪志锋 《青岛科技大学学报(自然科学版)》 2025年第1期127-134,共8页

针对四旋翼无人机在飞行控制过程中难以准确观测外界干扰,从而导致控制系统的鲁棒性较差的问题,设计了一种基于指数收敛干扰观测器的方法来实时估计外界干扰,并将这些观测值用作外界扰动的补偿依据,以增强控制系统的抗干扰能力。并分别... 针对四旋翼无人机在飞行控制过程中难以准确观测外界干扰,从而导致控制系统的鲁棒性较差的问题,设计了一种基于指数收敛干扰观测器的方法来实时估计外界干扰,并将这些观测值用作外界扰动的补偿依据,以增强控制系统的抗干扰能力。并分别在位置外环与姿态内环构造了非奇异终端滑模控制器,以使各状态跟踪误差能够在有限时间内收敛为零,解决了系统模型不确定性、欠驱动和强耦合等问题。基于Lyapunov稳定性判据证明了该控制系统的渐近稳定性,并证明系统状态变量跟踪误差从任意初始状态沿着滑模面到达平衡状态时间有限,通过仿真实验结果验证了所设计的观测器与控制器结合的控制方法在四旋翼无人机轨迹跟踪控制中具有较好的鲁棒性和抗干扰能力。 展开更多

关键词 四旋翼无人机 指数收敛干扰观测器 非奇异终端滑模控制 轨迹跟踪

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十字梁控制系统的非奇异终端滑模控制

17

作者 史贤俊 赵红超 王亭 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2012年第12期31-33,37,共4页

为了保证系统跟踪误差在有限时间内收敛到零,采用非奇异终端滑模控制方法设计十字梁系统的控制器。将十字梁系统3个通道之间的耦合因素和外界干扰影响视为不确定项,将十字梁系统模型转变为一种类解耦形式。设计了自适应算法分别调节3个... 为了保证系统跟踪误差在有限时间内收敛到零,采用非奇异终端滑模控制方法设计十字梁系统的控制器。将十字梁系统3个通道之间的耦合因素和外界干扰影响视为不确定项,将十字梁系统模型转变为一种类解耦形式。设计了自适应算法分别调节3个通道的控制器参数,对不确定项进行估计和补偿,使得3个通道的控制器中不包含耦合因素,从而简化了控制器结构。仿真分析表明,所设计的3个通道的非奇异终端滑模控制器比前人设计的控制器具有跟踪速度更快、跟踪精度更高的优点。 展开更多

关键词 有限时间 十字梁 非奇异终端滑模控制 自适应算法

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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

18

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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水下机器人-机械手系统非奇异终端滑模控制 被引量：11

19

作者 王尧尧 顾临怡 +1 位作者 陈柏 吴洪涛 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期934-942,979,共10页

针对复杂集总干扰下水下机器人-机械手系统的轨迹跟踪控制难题,提出基于时延估计的非奇异终端滑模控制方法.该方法以时延估计为基础架构,利用非奇异终端滑模控制的强鲁棒性,实现复杂集总干扰下系统高性能的轨迹跟踪控制.受益于时延估计... 针对复杂集总干扰下水下机器人-机械手系统的轨迹跟踪控制难题,提出基于时延估计的非奇异终端滑模控制方法.该方法以时延估计为基础架构,利用非奇异终端滑模控制的强鲁棒性,实现复杂集总干扰下系统高性能的轨迹跟踪控制.受益于时延估计无需动力学模型的特性和非奇异终端滑模控制的强鲁棒性,所提算法具有优异的控制性能、良好的鲁棒性和工程易用性.以实验室搭建的一型水下机器人-机械手系统为研究对象,展开9自由度数值仿真和7自由度水池试验研究,结果表明:在未知复杂集总干扰下,利用相同的控制增益,所提控制方法相对传统时延估计控制可以保证更优的综合控制性能,前者系统末端定位精度为0.038 m,而后者仅为0.067m. 展开更多

关键词 时延估计 水下机器人-机械手系统 非奇异终端滑模控制 轨迹跟踪 鲁棒控制

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永磁同步电机非奇异快速终端可变边界层滑模控制 被引量：39

20

作者 常雪剑 刘凌 崔荣鑫 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期53-59,共7页

针对永磁同步电机(PMSM)调速系统易受到参数不确定性及负载扰动的影响,提出了一种新型可变边界层的非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制策略。首先,构建可在有限时间内快速收敛的非奇异快速终端滑模面;然后,采用角速度与q轴定子参考电流的二... 针对永磁同步电机(PMSM)调速系统易受到参数不确定性及负载扰动的影响,提出了一种新型可变边界层的非奇异快速终端滑模(NFTSM)控制策略。首先,构建可在有限时间内快速收敛的非奇异快速终端滑模面;然后,采用角速度与q轴定子参考电流的二阶模型设计速度环滑模控制器,减小了角速度与q轴定子参考电流一阶模型所引起的误差,并避免了终端滑模面奇异问题;最后,设计可变边界层使误差减小至阈值时系统状态切换至小边界层,实现抖振和跟踪精度的协调控制。数值仿真结果表明,NFTSM控制策略与传统PI控制策略相比,转速超调量小,响应速度快,稳态精度近似为0,对参数摄动和负载扰动鲁棒性强,且在有效削弱抖振的同时保证了转速的稳态精度。 展开更多

关键词 永磁同步电机 非奇异快速终端滑模控制 二阶模型 可变边界层

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