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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
1
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》
北大核心
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00127 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0016 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。
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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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职称材料
电液伺服系统的非线性积分滑模变结构控制
被引量：
1
2
作者
孙春耕
刘靖
李骥鹏
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2024年第12期240-246,共7页
针对存在初始误差时积分滑模控制器导致电液伺服系统暂态性能恶化甚至不稳定的问题,提出了一种非线性积分滑模变结构控制方法。考虑到系统的不确定性以及外干扰问题,建立电液伺服系统的非线性数学模型;把一种能够将小误差放大、大误差...
针对存在初始误差时积分滑模控制器导致电液伺服系统暂态性能恶化甚至不稳定的问题,提出了一种非线性积分滑模变结构控制方法。考虑到系统的不确定性以及外干扰问题,建立电液伺服系统的非线性数学模型;把一种能够将小误差放大、大误差饱和的非线性函数引入积分滑模面中,形成非线性积分滑模面,并通过Lyapunov稳定性理论证明了在该控制方法下系统的稳定性;在Matlab/Simulink环境中搭建电液伺服系统模型和非线性积分滑模控制器模型,并与滑模控制器以及常规积分滑模控制器仿真结果比较。结果表明:该控制器不仅消除了系统的超调量,还将调节时间缩短了43.33%;与滑模控制器相比,该控制器的位移跟踪精度提高了40.16%。因此,应用非线性积分滑模控制器的电液伺服系统不仅能够提高跟踪精度,还能改善系统的暂态性能。
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关键词
电液伺服系统
非线性积分滑模控制
器
位置跟踪
暂态性能
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职称材料
题名
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
1
作者
周俊宏
林光龙
吴建芳
张龙浩
曾凡敬
吴荣华
机构
广东电网有限责任公司惠州供电局
广东电网能源发展有限公司
出处
《液压与气动》
北大核心
2025年第9期116-125,共10页
基金
南方电网有限责任公司科技项目(031300KC23120022-GDKJXM20231447)。
文摘
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00127 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0016 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。
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
Keywords
cable deployment equipment
closed-circuit hydraulic traction machine
constant speed control
nonlinear integral sliding mode control
uncertainty observer
分类号
TP137 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
电液伺服系统的非线性积分滑模变结构控制
被引量：
1
2
作者
孙春耕
刘靖
李骥鹏
机构
昆明理工大学机电工程学院
出处
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2024年第12期240-246,共7页
基金
云南省重大科技专项计划项目(202202AC080008)。
文摘
针对存在初始误差时积分滑模控制器导致电液伺服系统暂态性能恶化甚至不稳定的问题,提出了一种非线性积分滑模变结构控制方法。考虑到系统的不确定性以及外干扰问题,建立电液伺服系统的非线性数学模型;把一种能够将小误差放大、大误差饱和的非线性函数引入积分滑模面中,形成非线性积分滑模面,并通过Lyapunov稳定性理论证明了在该控制方法下系统的稳定性;在Matlab/Simulink环境中搭建电液伺服系统模型和非线性积分滑模控制器模型,并与滑模控制器以及常规积分滑模控制器仿真结果比较。结果表明:该控制器不仅消除了系统的超调量,还将调节时间缩短了43.33%;与滑模控制器相比,该控制器的位移跟踪精度提高了40.16%。因此,应用非线性积分滑模控制器的电液伺服系统不仅能够提高跟踪精度,还能改善系统的暂态性能。
关键词
电液伺服系统
非线性积分滑模控制
器
位置跟踪
暂态性能
Keywords
electro-hydraulic servo system
nonlinear integral sliding mode controller
position tracking
transient performance
分类号
TH137.9 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
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
周俊宏
林光龙
吴建芳
张龙浩
曾凡敬
吴荣华
《液压与气动》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
电液伺服系统的非线性积分滑模变结构控制
孙春耕
刘靖
李骥鹏
《重庆理工大学学报(自然科学)》
北大核心
2024
1
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职称材料
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