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基于变指幂趋近律和高增益观测器的四旋翼模糊滑模控制
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作者 杨舒博 毛剑琳 +1 位作者 向凤红 徐峰 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期313-322,共10页
针对四旋翼飞行器在未知干扰下跟踪慢、精度低以及模型耦合性强的问题,提出了一种基于变指数幂次趋近律和高增益观测器的模糊滑模控制策略。首先,设计了一种自适应变指数幂次趋近律,通过趋近律中幂次趋近项和指数趋近项的相互作用,使系... 针对四旋翼飞行器在未知干扰下跟踪慢、精度低以及模型耦合性强的问题,提出了一种基于变指数幂次趋近律和高增益观测器的模糊滑模控制策略。首先,设计了一种自适应变指数幂次趋近律,通过趋近律中幂次趋近项和指数趋近项的相互作用,使系统得到较快的趋近时间降低稳态误差;其次,在位置子系统中,采用高增益观测器实现状态估计以抑制耦合;最后,将变论域思想引入自适应模糊控制,在切换控制项设计了一个带有伸缩因子的模糊逼近系数来补偿高增益观测器带来的影响。仿真结果表明,该控制策略能有效削弱抖振,具有较好的动态性能和控制精度;即使在复杂外部干扰的情况下,四旋翼飞行器依然能够迅速按要求进行轨迹跟踪。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 滑模控制 变指数幂次趋近律 高增益观测器 自适应模糊控制 变论域
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基于高增益观测器的火炮药协调臂位置控制 被引量:1
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作者 尹正林 尹强 羊柳 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2024年第3期63-69,共7页
针对火炮协调输药机在协调过程中药协调臂运动到位精度不足的问题,提出了一种基于高增益观测器的火炮药协调臂自适应滑模控制策略,设计高增益观测器来估计火炮药协调臂伺服系统的未知状态并对其进行有效的在线跟踪和补偿,设计滑模控制... 针对火炮协调输药机在协调过程中药协调臂运动到位精度不足的问题,提出了一种基于高增益观测器的火炮药协调臂自适应滑模控制策略,设计高增益观测器来估计火炮药协调臂伺服系统的未知状态并对其进行有效的在线跟踪和补偿,设计滑模控制器来消除所观测状态的误差,从而实现药协调臂机电伺服系统的快速高精度控制。针对滑模控制过程中出现的高频抖振现象,设计了一种自适应律并与滑模控制器相结合,从而极大地削弱了控制量的抖振。仿真实验结果表明,在输药机装满药的极端工况下,该控制策略能够大幅提高药协调臂的到位精度,具有较强的鲁棒性。 展开更多
关键词 自动装填 药协调臂 高增益观测器 滑模控制 自适应律
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基于高增益观测器的船舶动力定位系统的输出反馈控制 被引量:20
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作者 杜佳璐 杨杨 +1 位作者 郭晨 李广强 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1486-1491,共6页
针对动力定位船舶的速度向量不可测的问题,考虑外部环境扰动,将高增益观测器、动态面控制技术和矢量backstepping方法相结合,设计仅依赖于船舶位置和艏摇角测量值的船舶动力定位系统输出反馈控制律.动态面控制技术的引入,使控制律结构简... 针对动力定位船舶的速度向量不可测的问题,考虑外部环境扰动,将高增益观测器、动态面控制技术和矢量backstepping方法相结合,设计仅依赖于船舶位置和艏摇角测量值的船舶动力定位系统输出反馈控制律.动态面控制技术的引入,使控制律结构简单,易于工程实现.应用Lyapunov函数证明了所设计的控制律能迫使船舶的位置和艏摇角收敛于期望值,并保证船舶动力定位输出反馈闭环系统所有信号均一致最终有界.基于一艘供给船的仿真研究验证了所设计的基于高增益观测器的船舶动力定位输出反馈控制律的有效性. 展开更多
关键词 动力定位 高增益观测器 BACKSTEPPING 动态面控制 输出反馈
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基于高增益观测器的航迹角自适应反步控制 被引量:7
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作者 陈伟 卢京潮 +1 位作者 袁燎原 章卫国 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1414-1420,共7页
针对飞行控制系统中状态向量不完全可测量的问题,设计了一种高增益神经网络自适应观测器.在常规高增益观测器的基础上引入径向基(RBF,Radial Basis Function)网络自适应项,对建模误差和外界干扰进行在线估计.将高增益观测器与基于动态... 针对飞行控制系统中状态向量不完全可测量的问题,设计了一种高增益神经网络自适应观测器.在常规高增益观测器的基础上引入径向基(RBF,Radial Basis Function)网络自适应项,对建模误差和外界干扰进行在线估计.将高增益观测器与基于动态面的反步控制相结合,提出了一种神经网络自适应反步控制方法.引入一阶滤波器,避免了传统反步控制中的"计算膨胀"问题.基于Lyapunov稳定性理论,给出自适应输出反馈控制器和RBF网络权值向量的自适应律,并证明了闭环系统是半全局一致有界.从航迹角控制系统仿真结果可以看出,航迹角能够较好地跟踪指令信号,不受建模误差和外界干扰的影响,所设计的观测器具有良好的收敛性,控制系统具有较高的鲁棒性. 展开更多
关键词 高增益观测器 反步 动态面 自适应控制 径向基网络 航迹角
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基于高增益观测器的AUV水平面轨迹跟踪控制 被引量:3
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作者 杨泽文 贾鹤鸣 +3 位作者 宋文龙 朱传旭 周佳加 李元 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2017年第11期26-30,共5页
通过研究欠驱动自治水下机器人(AUV)在水平面的运动规律,针对欠驱动AUV水平面轨迹跟踪控制中的非完整约束、模型中的耦合性和非线性、海流干扰、跟踪精度问题进行了深入的研究,运用高增益观测器结合反步控制方法对欠驱动AUV轨迹跟踪进... 通过研究欠驱动自治水下机器人(AUV)在水平面的运动规律,针对欠驱动AUV水平面轨迹跟踪控制中的非完整约束、模型中的耦合性和非线性、海流干扰、跟踪精度问题进行了深入的研究,运用高增益观测器结合反步控制方法对欠驱动AUV轨迹跟踪进行有效控制。定义了AUV的地面坐标系和船体坐标系,并完成了地面坐标系向船体坐标系的转换,建立了欠驱动AUV的水平面运动学模型和动力学模型。为欠驱动AUV所提出的高增益观测器结合反步控制方案,在保证跟踪系统稳定性的前提下,可以有效地提高跟踪精度,能够消除外界干扰对控制效果的影响,并使得控制输入满足实际工程的应用约束条件。控制方法的稳定性均采用Lyapunov稳定性理论加以证明,并通过数值仿真验证了所设计控制器的有效性。 展开更多
关键词 欠驱动自主水下航行器(AUV) 高增益观测器 反步法 水平面 轨迹跟踪
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一类具有高增益观测器的非线性系统的输出调节 被引量:4
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作者 孟桂芝 李兴华 宋迎春 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期104-113,共10页
针对具有由非线性外部系统产生的未知不确定性函数和未建模动态的非线性不确定系统,研究了其跟踪和干扰抑制问题。首先运用状态变换将输出调节问题转化为非线性系统的镇定问题,接着引入动态信号解决了动态扰动,并设计出高增益的状态观... 针对具有由非线性外部系统产生的未知不确定性函数和未建模动态的非线性不确定系统,研究了其跟踪和干扰抑制问题。首先运用状态变换将输出调节问题转化为非线性系统的镇定问题,接着引入动态信号解决了动态扰动,并设计出高增益的状态观测器去估计不可测的状态。然后根据外系统信息设计自适应的非线性内模,结合自适应控制理论、Backstepping设计方法、模糊控制方法和Lyapunov法给出了输出反馈的自适应模糊控制器和自适应控制律,所提出的输出反馈控制器和自适应律能够实现整个闭环系统的跟踪和干扰抑制,并使得跟踪误差能渐近收敛到给定的任意小的领域内。最后仿真结果验证了所提出的控制器的有效性。 展开更多
关键词 内模 高增益观测器 自适应控制 Backstepping技术 LYAPUNOV方法
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带高增益观测器的高精度镜筒定位系统 被引量:1
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作者 张雪菲 冷雪 +2 位作者 徐正平 匡海鹏 远国勤 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期649-655,共7页
以长焦距斜视相机俯角系统为研究对象,针对高动态下自准直检焦镜筒定位精度不高的问题,提出了一种基于高增益观测器的多环路控制策略。首先,根据俯角控制系统开环幅频特性曲线,建立了俯角位置控制系统的数学模型,从控制理论角度分析了... 以长焦距斜视相机俯角系统为研究对象,针对高动态下自准直检焦镜筒定位精度不高的问题,提出了一种基于高增益观测器的多环路控制策略。首先,根据俯角控制系统开环幅频特性曲线,建立了俯角位置控制系统的数学模型,从控制理论角度分析了所设计控制策略的可行性;然后,通过实际系统进一步验证了所设计控制策略的可靠性。实验表明,高增益观测器能够很好地估计镜筒在非惯性空间下的角速度和角加速度状态;相比于双闭环控制方法,本文提出的控制策略可将俯角位置控制扰动最大误差减少96.3%,保证了镜筒的检焦位置定位精度优于0.05°,因此具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 长焦距斜视相机 反射式光学系统 自准值检焦 高增益观测器 多环路控制
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带有高增益观测器的MDF连续热压系统滑模控制 被引量:2
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作者 朱良宽 王沛煜 +1 位作者 王子博 花军 《森林工程》 2017年第5期79-84,共6页
中密度纤维板(Medium Density Fiberboard,MDF)作为木材综合利用率高的一种人造板材,其厚度精度决定了板材的力学性能,从而影响其质量。本文将连续热压机电液位置伺服系统作为被控对象,针对MDF板坯厚度控制问题,提出一种带高增益观测器... 中密度纤维板(Medium Density Fiberboard,MDF)作为木材综合利用率高的一种人造板材,其厚度精度决定了板材的力学性能,从而影响其质量。本文将连续热压机电液位置伺服系统作为被控对象,针对MDF板坯厚度控制问题,提出一种带高增益观测器的滑模控制策略。首先通过设计高增益观测器对系统输出的位置信号进行观测,将位置、速度及加速度信号的估计值返回滑模控制器,实现了无需速度、加速度测量的滑模控制,保证了观测误差一致最终有界。然后通过构造合适的Lyapunov函数,证明了所提出的控制策略不但能使系统指数渐近稳定,而且保证了跟踪误差的一致最终有界性。仿真实验结果表明,所提出的控制方法可以保证系统精准快速地跟踪位置信号,从而可以保证MDF获得良好的厚度精度。 展开更多
关键词 中密度纤维板 连续热压 电液位置伺服系统 高增益观测器 滑模控制
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一类混沌系统的高增益观测器同步方法
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作者 朱芳来 方雯 韩冬 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1106-1110,共5页
针对SQCF(simplest quadratic chaotic flow)模型类的不确定混沌性系统,基于高增益观测器的方法,讨论了混沌同步设计方法.通过在观测器中加入滑模项来抑制未知干扰的影响,以此设计了一个鲁棒高增益观测器.高增益的选取基于一代数Riccat... 针对SQCF(simplest quadratic chaotic flow)模型类的不确定混沌性系统,基于高增益观测器的方法,讨论了混沌同步设计方法.通过在观测器中加入滑模项来抑制未知干扰的影响,以此设计了一个鲁棒高增益观测器.高增益的选取基于一代数Riccati方程的解,为此讨论了Riccati方程解的存在性.设计滑模增益,使系统达到并保持在滑模面上.基于坐标变换和Lyapunov稳定性理论,证明了同步的收敛性.针对一个SQCF混沌系统进行了仿真设计,仿真结果表明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 LIPSCHITZ条件 高增益观测器 混沌同步 滑模 SQCF(simplest QUADRATIC CHAOTIC flow)系统
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非线性微分-代数子系统的初始化高增益观测器设计
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作者 陈炜峰 周权 臧强 《南京信息工程大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第1期50-54,共5页
针对一类大系统中的非线性微分-代数子系统,研究其状态观测问题,提出了一种初始化高增益观测器设计方案.首先,通过一个非线性微分同胚变换,实现了系统的等价变换;然后针对等价系统,给出了初始化状态观测器设计,使得观测误差是指数收敛的... 针对一类大系统中的非线性微分-代数子系统,研究其状态观测问题,提出了一种初始化高增益观测器设计方案.首先,通过一个非线性微分同胚变换,实现了系统的等价变换;然后针对等价系统,给出了初始化状态观测器设计,使得观测误差是指数收敛的;最后,给出一个数值仿真算例.仿真结果验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 微分-代数子系统 非线性系统 高增益观测器 初始化
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基于自适应高增益观测器的永磁同步电机预测电流控制方法 被引量:29
11
作者 柯栋梁 汪凤翔 李家祥 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期728-737,共10页
针对永磁同步电机(permanentmagnetsynchronous motor,PMSM)预测控制系统的模型失配、时变矩阵及观测器增益选择问题,提出基于自适应高增益观测器的预测电流控制方法(predictive current control based on an adaptive high-gain observ... 针对永磁同步电机(permanentmagnetsynchronous motor,PMSM)预测控制系统的模型失配、时变矩阵及观测器增益选择问题,提出基于自适应高增益观测器的预测电流控制方法(predictive current control based on an adaptive high-gain observer,AHGOPCC)。通过构建PMSM的前馈型扩张数学模型,集成考虑电机电阻、电感、磁链参数扰动项。提出基于前馈型扩张标称数学模型的高增益观测器,有效跟踪和估计电流与扰动状态及抑制转速变化引起的扰动。同时,设计自适应观测器增益矩阵满足全速工况的高增益条件,简化观测器的增益选择。在此基础上,构建离散化电流模型和成本函数,实现预测电流控制算法。实验结果证明了该方法的有效性,在多种工况下具备更优的快速性、鲁棒性及稳定性。 展开更多
关键词 预测电流控制 高增益观测器 自适应 永磁同步电机
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基于高增益观测器的单球移动机器人控制 被引量:4
12
作者 刘飞飞 朱杨林 +1 位作者 彭辉辉 刘龙细 《控制工程》 CSCD 北大核心 2020年第5期799-806,共8页
为针对单球移动机器人状态不完全可测及抗干扰能力弱的问题,提出一种基于高增益观测器分离定理的欠驱动滑模控制。首先,将单球移动机器人简化为二维倒立摆系统,并建立了拉格朗日动力学模型;然后,设计了欠驱动滑模控制器在机器人自平衡... 为针对单球移动机器人状态不完全可测及抗干扰能力弱的问题,提出一种基于高增益观测器分离定理的欠驱动滑模控制。首先,将单球移动机器人简化为二维倒立摆系统,并建立了拉格朗日动力学模型;然后,设计了欠驱动滑模控制器在机器人自平衡的同时,进行轨迹跟踪,实现机器人位姿的实时控制,并验证了系统的稳定及收敛性;再者,针对机器人运动过程角速度、位移速度等不可测量的问题,设计了高增益观测器来估计其状态,并对其观测误差进行了有界判定;最后,通过仿真和实验对控制方法进行了验证,结果显示:相比与传统控制方法,机器人在自平衡和轨迹跟踪时,动态品质更优,且无异常抖动,具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 自平衡 轨迹跟踪 高增益观测器分离定理 欠驱动
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基于高增益观测器的半潜式海洋钻井平台动力定位系统鲁棒滑模控制器设计研究 被引量:1
13
作者 梁浩 赵东亚 +1 位作者 赵通 史子源 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2018年第3期114-122,共9页
半潜式海洋平台动力定位系统中,针对海洋复杂的工作环境,为实现精准动力定位,控制器的设计是关键。传统的控制器设计大部分基于位置和速度均可测量这一假设,但在实际工程中,由于干扰和复杂工况的影响,速度信号难以被实时测量或精确测量... 半潜式海洋平台动力定位系统中,针对海洋复杂的工作环境,为实现精准动力定位,控制器的设计是关键。传统的控制器设计大部分基于位置和速度均可测量这一假设,但在实际工程中,由于干扰和复杂工况的影响,速度信号难以被实时测量或精确测量。选用高增益观测器对速度信号进行状态估计,基于测量直接得到的海洋平台位置信号和状态估计间接得到的速度信号,利用滑模控制自身的强鲁棒和抗干扰特性,进行滑模控制器设计,并运用Lyapunov方法分析了系统的稳定性。MATLAB仿真结果表明,所设计控制器,能够实现半潜式海洋平台精准的动力定位和轨迹追踪控制。 展开更多
关键词 半潜式海洋平台 动力定位系统 高增益观测器 滑模控制
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基于高增益观测器的挖掘机工作装置滑模控制 被引量:7
14
作者 徐国胜 於祖庆 +1 位作者 陆念力 吕广明 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期885-892,共8页
为了提升挖掘机自动化水平,减少传感器使用数量,节约控制成本,本文设计了基于高增益观测器的滑模控制器,控制挖掘机铲斗轨迹。建立了挖掘机关节空间与驱动空间位移、速度与力之间的关系,对挖掘工况中常见的以定切削角直线整平作业进行... 为了提升挖掘机自动化水平,减少传感器使用数量,节约控制成本,本文设计了基于高增益观测器的滑模控制器,控制挖掘机铲斗轨迹。建立了挖掘机关节空间与驱动空间位移、速度与力之间的关系,对挖掘工况中常见的以定切削角直线整平作业进行了轨迹规划,并得到相应驱动空间中液压缸杆位移规划曲线。以伺服阀输入电压为控制输入,建立了挖掘机驱动空间,即伺服液压系统数学模型。其次在匹配不确定性与非匹配不确定性存在条件下,采用基于高增益观测器的滑模控制使液压缸杆位移跟踪规划值,并基于奇异摄动理论证明了闭环控制系统的稳定性。相较于以挖掘机关节转矩为控制输入,本文采用伺服阀电压作为控制输入更为直接且易于实践。采用高增益观测器对状态观测,可减少传感器的使用数量,节约整机控制成本。控制器的设计对一类问题具有广泛意义且从理论上证明了复合控制系统稳定性。 展开更多
关键词 挖掘机 滑模变结构 增益状态观测器 液压缸 奇异摄动 轨迹规划 非匹配不确定 匹配不确定
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基于高增益扰动观测器的磁悬浮球系统滑模控制
15
作者 林俊亭 陈信州 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期1897-1906,共10页
针对磁悬浮球系统存在建模误差与未知扰动导致控制性能下降的问题,设计了一种基于高增益扰动观测器(HGDO)的自适应非奇异终端滑模控制(ANTSMC)方法。建立磁悬浮球系统模型,并在平衡点处将模型线性化;为削弱滑模控制器的抖振并保证系统... 针对磁悬浮球系统存在建模误差与未知扰动导致控制性能下降的问题,设计了一种基于高增益扰动观测器(HGDO)的自适应非奇异终端滑模控制(ANTSMC)方法。建立磁悬浮球系统模型,并在平衡点处将模型线性化;为削弱滑模控制器的抖振并保证系统误差在有限时间收敛,设计了自适应非奇异终端滑模控制器,同时,采用高增益扰动观测器对系统中存在的总扰动进行估计,并通过理论验证了所设计高增益扰动观测器可以快速收敛到实际扰动值的可调邻域,基于扰动估计值设计带扰动补偿的自适应非奇异终端滑模控制律,并证明了在该控制律下系统是全局一致最终有界的;通过仿真验证了所设计方法在不同目标轨迹下的有效性。仿真与定量分析表明:与带广义比例积分观测器的控制器相比,带高增益扰动观测器的控制器对总扰动观测值的积分时间乘方误差(ITSE)降低了75%,积分时间绝对误差(ITAE)降低了60%,从而提高了在相同控制方法下系统的鲁棒性。 展开更多
关键词 磁悬浮球系统 滑模控制 增益扰动观测器 扰动补偿 轨迹跟踪
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永磁同步电机高增益速度观测器设计与仿真研究 被引量:6
16
作者 祝晓辉 李颖晖 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期2550-2554,共5页
基于永磁转子同步旋转坐标系的全阶非线性模型是应用状态观测器方法获取位置及速度信息的重要方程,以往应用这一非线性模型缺乏必要的全局能观性分析,在此基于同胚映射理论分析了此类系统的全局不可观测性,而其降阶电流-速度子系统却是... 基于永磁转子同步旋转坐标系的全阶非线性模型是应用状态观测器方法获取位置及速度信息的重要方程,以往应用这一非线性模型缺乏必要的全局能观性分析,在此基于同胚映射理论分析了此类系统的全局不可观测性,而其降阶电流-速度子系统却是全局可观测的。对通过获取转子高精度速度信息基础上通过一步积分得到位置信息的虚拟传感器设计思路给出了严格理论上的解释。利用非线性系统高增益观测器技术构造了带有增益自适应调节率的降阶子系统的速度观测器,仿真结果表明该观测器具有优异的速度跟踪特性,暂态过程观测偏差可以控制在相对小的范围内。 展开更多
关键词 高增益观测器 永磁同步电机(PMSM) 全局能观性 虚拟传感器 自适应增益
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基于高增益滑模观测器的非线性系统执行器鲁棒故障检测 被引量:5
17
作者 刘聪 李颖晖 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第8期1626-1631,共6页
针对一类含有未知干扰的不确定仿射非线性系统,讨论了一种基于高增益滑模观测器的执行器鲁棒检测方法。首先采用全局微分同胚变换,将非线性系统变换为一完全能观规范型;然后基于变换后含有Lipschitz项的非线性系统,设计了高增益滑模观测... 针对一类含有未知干扰的不确定仿射非线性系统,讨论了一种基于高增益滑模观测器的执行器鲁棒检测方法。首先采用全局微分同胚变换,将非线性系统变换为一完全能观规范型;然后基于变换后含有Lipschitz项的非线性系统,设计了高增益滑模观测器,给出了观测器增益计算方法,并运用Lyapunov稳定性理论证明了观测器状态偏差的收敛条件,设计了滑模控制项来抑制干扰,并求解证明了滑模运动的收敛条件,以使设计的观测器具有鲁棒性;最后,对某三阶非线性电机模型进行仿真研究,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 微分同胚 高增益观测器 滑模 故障检测
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基于滑模变结构和高增益状态观测器的直流电机位置控制 被引量:7
18
作者 唐文秀 奚文龙 +1 位作者 李志鹏 吴俊英 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期82-88,共7页
针对直流电机位置跟踪控制,提出一种基于高增益状态观测器的直流电机位置滑模控制算法.首先建立直流电机状态空间表达式;然后设计高增益状态观测器,观测直流电机的速度和电流及其导数信号,选取合适的极点保证观测器的准确性和稳定性;最... 针对直流电机位置跟踪控制,提出一种基于高增益状态观测器的直流电机位置滑模控制算法.首先建立直流电机状态空间表达式;然后设计高增益状态观测器,观测直流电机的速度和电流及其导数信号,选取合适的极点保证观测器的准确性和稳定性;最后改进滑模变结构控制算法的指数趋近律,在只采用位置传感器、电流和速度及其导数信号通过状态观测器得到的情况下,实现直流电机的位置跟踪控制,使控制系统具有较好的控制性能且易于硬件实现.对比传统滑模和PID算法,验证了该算法的有效性. 展开更多
关键词 增益状态观测器 滑模变结构 指数趋近律 位置控制
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面向永磁同步电机无传感器控制的二阶改进扩展状态观测器
19
作者 刘思源 刘凌 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-8,共8页
针对传统扩展状态观测器(extended states observer,ESO)为保证收敛性和提升系统动态性能而增大矫正项增益,进而加剧对于高频噪声敏感性的问题,提出了一种面向永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)无位置传感器控制... 针对传统扩展状态观测器(extended states observer,ESO)为保证收敛性和提升系统动态性能而增大矫正项增益,进而加剧对于高频噪声敏感性的问题,提出了一种面向永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)无位置传感器控制的改进扩展状态观测器(improved ESO,IESO)。结合PMSM扩展反电动势全阶模型,将扩展反电动势作为ESO扩展的状态;通过将低阶动态方程的输出作为高阶动态方程的输入的方法设计IESO,从而有效降低矫正项增益,进而减小系统对高频噪声的敏感性;在矫正项中引入饱和函数以限制高增益观测器可能引入的峰值效应,并进行了收敛性分析。数值仿真结果表明:相较于传统线性ESO,采用IESO后,PMSM无传感器控制系统在电机启动、调速及突加负载时动态性能均有提升,误差最大值减小,同时收敛速度加快约25%;在测量电流加入0.5 A随机高频噪声后,传统方法收敛时间增加了约25%,转速误差最大值增大了约40%,而IESO并没有显著增加,同时相较于传统方法,IESO的角度误差高频噪声减小了约60%,因而IESO能够显著抑制系统高频噪声。 展开更多
关键词 永磁同步电机 无位置传感器控制 二阶状态观测器 高增益观测器 频噪声抑制
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基于自适应滑模观测器的不匹配非线性系统执行器故障重构 被引量:25
20
作者 刘聪 李颖晖 +1 位作者 朱喜华 刘培培 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期431-437,共7页
针对一类含有未知干扰的不匹配非线性Lipschitz系统,提出了基于自适应滑模观测器的执行器故障重构方法.首先引入辅助输出矩阵,使得辅助输出系统的观测器匹配条件得以满足,同时设计了高增益观测器实现对未知辅助输出的精确估计;然后针对... 针对一类含有未知干扰的不匹配非线性Lipschitz系统,提出了基于自适应滑模观测器的执行器故障重构方法.首先引入辅助输出矩阵,使得辅助输出系统的观测器匹配条件得以满足,同时设计了高增益观测器实现对未知辅助输出的精确估计;然后针对辅助输出系统建立故障重构滑模观测器,设计了自适应律在线修正滑模控制器增益,考虑故障上界未知的前提下,提出了观测器状态估计误差稳定的存在定理,运用Schur补引理将观测器反馈增益矩阵设计方法转化为求解线性矩阵不等式约束优化问题,同时引入线性变换矩阵,在故障上界未知的前提下设计了滑模控制增益,使得输出估计误差收敛稳定,确保了滑模运动在有限时间内发生,在此基础上利用等效控制输出误差注入原理实现了执行器故障重构;最后通过仿真算例验证了本文方法的有效性. 展开更多
关键词 自适应滑模观测器 线性矩阵不等式 故障重构 高增益观测器
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