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基于准滑动模态的液压支架推移系统高精度位置控制
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作者 高钰豪 孙星 +2 位作者 李洋 刘伟 李婧妍 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期105-112,共8页
液压支架推移系统的控制精度直接影响综采工作面直线度。目前液压支架推移系统位置控制算法普遍存在状态感知维度单一、动态扰动耦合复杂等问题,导致控制算法的实际效果受限,特别是移架过程中的非线性摩擦效应与未建模动态特性,进一步... 液压支架推移系统的控制精度直接影响综采工作面直线度。目前液压支架推移系统位置控制算法普遍存在状态感知维度单一、动态扰动耦合复杂等问题,导致控制算法的实际效果受限,特别是移架过程中的非线性摩擦效应与未建模动态特性,进一步加剧了系统控制偏差的累积效应。针对上述问题,提出了一种基于准滑动模态的液压支架推移系统高精度位置控制方法。首先,建立了融合液压缸动力学、流量特性及扰动耦合的非线性模型,提出了“双幂次趋近律−新型饱和函数”协同框架,解决传统滑模控制(SMC)中快速收敛与抖振抑制的矛盾。其次,设计了一种基于扩张状态观测器(ESO)的准滑动模态控制器(QSMC),该控制器引入ESO估计液压支架推移系统未建模动态和外部扰动,采用非线性反馈饱和函数加快系统状态收敛,有效抑制SMC固有的抖振现象。仿真结果表明:相比传统SMC,所提方法在阶跃响应中稳态时间缩短至1.1 s,降幅为47.6%,稳态误差趋近于零;在正弦响应中,0.2 s即可实现稳定跟踪,峰值误差为0.001 m,减小了94.7%,且具备更宽的频带特性;在方波输入下所提方法实现了平滑切换,鲁棒性更强。 展开更多
关键词 液压支架推移系统 工作面直线度控制 位置控制 滑模控制 滑动模态 扩张状态观测器
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一类非线性系统的Terminal滑模控制 被引量:20
2
作者 胡剑波 时满宏 +2 位作者 庄开宇 褚健 苏宏业 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期495-498,502,共5页
首先结合Terminal滑模控制的基本思想,即突破以往的线性滑动面,将非线性项引入到滑动面设计中,使得系统处于滑动模态阶段时,状态变量能够在"有限时间内"收敛至平衡点,给出了适用于高阶非线性系统的Terminal滑动面设计方法,基... 首先结合Terminal滑模控制的基本思想,即突破以往的线性滑动面,将非线性项引入到滑动面设计中,使得系统处于滑动模态阶段时,状态变量能够在"有限时间内"收敛至平衡点,给出了适用于高阶非线性系统的Terminal滑动面设计方法,基于Lyapunov稳定性理论得出了相应的控制器.进一步考虑系统参数摄动和外界扰动等不确定性因素上界的未知性,用Lyapunov稳定性方法给出了一个带有未知性上界参数估计的自适应Terminal滑模控制器. 展开更多
关键词 terminal滑动模态控制 非线性控制 LYAPUNOV稳定性
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基于准滑动模态的动态非平衡身管高精度俯仰控制
3
作者 高钰豪 褚渊博 《机床与液压》 北大核心 2024年第10期21-26,共6页
非平衡身管俯仰系统属于典型的电液伺服系统,在路面波动条件下实现其高精度位置控制,可有效提升身管武器的远程精准打击能力。为此,分析非平衡身管俯仰工作原理及路面波动影响机制,建立各组件的数学模型并联立得到系统状态空间模型;基... 非平衡身管俯仰系统属于典型的电液伺服系统,在路面波动条件下实现其高精度位置控制,可有效提升身管武器的远程精准打击能力。为此,分析非平衡身管俯仰工作原理及路面波动影响机制,建立各组件的数学模型并联立得到系统状态空间模型;基于准滑动模态,设计改进饱和函数的双幂次趋进律滑模控制器;最后,搭建路面波动条件下非平衡身管俯仰滑模控制仿真模型,进行仿真分析并与指数趋进律、双幂次趋进律滑模控制器的控制效果对比,验证所提方法的可行性和有效性。结果表明:所提方法具有跟踪精度高、响应时间短、抖振抑制效果好且所需能量少等优势,可满足动态非平衡身管高精度控制的需求。 展开更多
关键词 滑动模态 电液伺服系统 非平衡身管俯仰系统 高精度位置控制
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电液伺服系统滑动模态变结构控制 被引量:14
4
作者 韩崇伟 林廷圻 +4 位作者 肖文伟 佟庆雨 林子琦 朱元华 贾志勇 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2002年第6期821-823,826,共4页
针对泵控缸电液伺服系统,用优化方式确定切换函数,用到达条件确定变结构控制律,从实际应用的观点出发,设计了降维观测器,用以观测火炮俯仰速度,再用这种估计的状态构造切换函数,解决变结构控制问题。仿真与试验表明,基于最优化方法设计... 针对泵控缸电液伺服系统,用优化方式确定切换函数,用到达条件确定变结构控制律,从实际应用的观点出发,设计了降维观测器,用以观测火炮俯仰速度,再用这种估计的状态构造切换函数,解决变结构控制问题。仿真与试验表明,基于最优化方法设计的滑动模态变结构控制系统,对外部干扰和参数不确定性具有强的鲁棒性,已成功应用于系统复杂、环境复杂和控制性能要求高的火炮电液伺服系统中,大大优于传统的PID控制系统。 展开更多
关键词 电液伺服系统 滑动模态 变结构控制 非线性控制 鲁棒控制
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基于最优化的坦克稳定器滑动模态变结构控制 被引量:32
5
作者 孙常胜 陈杰 窦丽华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期15-18,共4页
以坦克水平向稳定器为例研究坦克稳定器滑动模态变结构控制 ( VSC)技术。用优化方法确定切换函数 ,用到达条件确定变结构控制律。仿真表明该设计方法大大优于传统设计 ,为稳定器设计提供了一种切实可行的新方法。
关键词 滑动模态变结构控制 坦克 稳定器 鲁棒控制 非线性控制 最优化
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模糊滑动模态控制系统的性质分析 被引量:22
6
作者 李少远 席裕庚 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第1期14-18,共5页
根据滑动模态原理 ,将模糊控制系统的输入量简化为广义跟踪误差的一个超平面 ,并基于三角形的非线性划分语言变量的隶属度 ,分析了模糊控制系统的某些性质 ,表明在系统稳定性、稳态误差等指标方面 ,模糊控制器优于一般的PID控制器 .
关键词 模糊控制 系统分析 稳定性 滑动模态控制
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基于滑动模态控制的双馈风电机组低电压穿越控制策略的研究 被引量:8
7
作者 李国庆 钱叶牛 刘旻序 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期5-11,共7页
针对双馈式风电机组,在分析其动态数学模型的基础上,应用滑动模态控制方法设计出一种新型的低电压穿越控制策略。该方法首先通过选择滑动表面将系统运动过程分成两个阶段(迫近阶段和滑动阶段),然后结合Lyapunov函数和稳定性定理分别设... 针对双馈式风电机组,在分析其动态数学模型的基础上,应用滑动模态控制方法设计出一种新型的低电压穿越控制策略。该方法首先通过选择滑动表面将系统运动过程分成两个阶段(迫近阶段和滑动阶段),然后结合Lyapunov函数和稳定性定理分别设计了不同阶段的控制策略,并结合起来形成最终的五阶控制策略,最后通过忽略定子磁通量的变化设计出简化的三阶控制策略。利用修改的WSCC-9节点系统对所设计的控制策略进行仿真验证,结果表明所设计的控制策略明显优于传统的矢量控制策略,增强了风电机组的低电压穿越能力,同时还提高了风机并网点电压水平,有利于整个系统在故障发生后恢复稳定运行。 展开更多
关键词 风力发电 双馈式异步发电机 滑动模态控制 低电压穿越 控制策略
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挠性航天器非线性滑动模态控制和实验研究 被引量:5
8
作者 王晓磊 吴宏鑫 李智斌 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第6期50-56,共7页
挠性卫星在控制受限情况下 ,采用简单线性滑动模态设计的变结构控制器不能保证在整条开关线上存在滑动模态 ,因此在大角度机动控制中就不能保证过渡过程品质。本文针对这个问题 ,采用抛物线型滑动模态设计了一种过渡过程性能很好的变结... 挠性卫星在控制受限情况下 ,采用简单线性滑动模态设计的变结构控制器不能保证在整条开关线上存在滑动模态 ,因此在大角度机动控制中就不能保证过渡过程品质。本文针对这个问题 ,采用抛物线型滑动模态设计了一种过渡过程性能很好的变结构控制器 ,并且分析了这种非线性滑动模态的稳定性。 展开更多
关键词 挠性结构 物理仿真 变结构控制 非线性 航天器 滑动模态 动力学模型
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广义不确定分布参数系统的滑动模态控制 被引量:3
9
作者 杨建辉 蔡学军 刘永清 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期32-36,共5页
首次利用变结构控制方法研究了一类广义不确定分布参数系统的控制综合问题,在一定条件下,由广义不确定分布参数系统的特点,直接给出了变结构控制的设计方法,其设计过程简洁,控制易于实现.
关键词 广义 分布参数系统 不确定系统 滑动模态控制
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不确定性多变量系统的变结构最终滑动模态控制方案 被引量:7
10
作者 朱志刚 周凤岐 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期24-29,共6页
为了改善多变量变结构控制系统的瞬态性能.本文提出了一种变结构最终滑动模态控制方案.文中方案克服了由于多变量变结构控制系统中存在多个滑动模态,而带来的因采用递阶控制方案导致控制结构复杂程度增加的缺点.有效地改善了系统状... 为了改善多变量变结构控制系统的瞬态性能.本文提出了一种变结构最终滑动模态控制方案.文中方案克服了由于多变量变结构控制系统中存在多个滑动模态,而带来的因采用递阶控制方案导致控制结构复杂程度增加的缺点.有效地改善了系统状态进入最终滑动模态的动态品质,并对于参数摄动具有较强的鲁棒性. 展开更多
关键词 多变量系统 变结构控制 滑动模态控制 不确定性
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基于T-S模型的非线性系统的最终滑动模态控制 被引量:2
11
作者 吴忠强 许世范 岳东 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期287-290,共4页
采用T_S模糊动态模型逼近非线性系统 ,将非线性系统模糊化为局部线性模型 .用Lyapunov稳定性理论设计出确保T_S模型全局渐近稳定的变结构控制器 .采用单位向量控制形式的最终滑动模态控制器 ,对满足匹配条件和不满足匹配条件的不确定性... 采用T_S模糊动态模型逼近非线性系统 ,将非线性系统模糊化为局部线性模型 .用Lyapunov稳定性理论设计出确保T_S模型全局渐近稳定的变结构控制器 .采用单位向量控制形式的最终滑动模态控制器 ,对满足匹配条件和不满足匹配条件的不确定性均适用 .以倒立摆为模型的仿真实验 。 展开更多
关键词 T-S模型 非线性系统 滑动模态控制 模糊理论
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斜拉桥基于模态分析的滑动状态减震控制研究 被引量:3
12
作者 王克海 朱晞 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2001年第6期1-3,17,共4页
提出了先按振型特征和振型贡献率挑选主导模态 ,再用连续的或开关的滑动状态技术进行减震控制的分析方法 ,并应用于斜拉桥结构的减震控制中。在工程中可实施的仿真控制精度和控制范围内实现了对大跨桥梁结构减震控制的仿真分析。大跨度... 提出了先按振型特征和振型贡献率挑选主导模态 ,再用连续的或开关的滑动状态技术进行减震控制的分析方法 ,并应用于斜拉桥结构的减震控制中。在工程中可实施的仿真控制精度和控制范围内实现了对大跨桥梁结构减震控制的仿真分析。大跨度斜拉桥的算例说明了这一技术是可行、有效的。 展开更多
关键词 斜拉桥 模态分析 仿真分析 滑动状态 减震控制
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采用滑动模态控制器的实时子结构试验等效力控制方法 被引量:3
13
作者 周惠蒙 吴斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期27-33,共7页
等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。对于非线性结构实时子结构试验的等效力控制方法,采用滑动模态控制器代替PD和PI控制器。滑动模态控制是一种非线性控制器,适合线性和非线性... 等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。对于非线性结构实时子结构试验的等效力控制方法,采用滑动模态控制器代替PD和PI控制器。滑动模态控制是一种非线性控制器,适合线性和非线性系统的控制。线性弹簧试件的实时子结构试验模拟和试验验证了这种控制方法的可行性。防屈曲支撑试件试验模拟和试验的结果表明,非线性系统的等效力控制方法试验,滑动模态控制有较好的控制效果。 展开更多
关键词 等效力控制方法 滑动模态控制 实时子结构试验 非线性
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线性结构的滑动模态半主动控制 被引量:2
14
作者 孙作玉 刘季 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 1998年第1期88-94,共7页
本文研究应用可变阻尼器对线性结构进行半主动控制的算法和原理。采用滑动模态控制算法,并基于Lyapunov直接法提出了半主动控制器设计。利用滑动模态控制方法和所建立的控制器,我们给出了一个风荷载激励下的线性结构的半主动... 本文研究应用可变阻尼器对线性结构进行半主动控制的算法和原理。采用滑动模态控制算法,并基于Lyapunov直接法提出了半主动控制器设计。利用滑动模态控制方法和所建立的控制器,我们给出了一个风荷载激励下的线性结构的半主动控制算例。计算机模拟分析表明,半主动控制具有控制效果明显、鲁棒性好等优点,是一种非常有发展前途的控制方法。 展开更多
关键词 变结构 可变阻尼器 滑动模态控制 线性结构 隔震
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坦克稳定器滑动模态变结构控制 被引量:1
15
作者 孙常胜 刘妃 +1 位作者 陈杰 窦丽华 《火炮发射与控制学报》 北大核心 2003年第3期20-24,共5页
介绍了用滑动模态变结构控制对坦克水平稳定器进行设计的方法。滑动模态变结构控制主要由求取切换函数及变结构控制两部分组成。采用最优化方法设计的切换函数,保证滑动模态稳定;用幂次趋近律确定变结构控制,使切换面以外的相轨线于有... 介绍了用滑动模态变结构控制对坦克水平稳定器进行设计的方法。滑动模态变结构控制主要由求取切换函数及变结构控制两部分组成。采用最优化方法设计的切换函数,保证滑动模态稳定;用幂次趋近律确定变结构控制,使切换面以外的相轨线于有限时间到达切换面。在此基础上又进行了仿真实验,仿真结果显示,系统单位阶跃响应快速无超调,稳态误差为零,斜坡输入下能平稳跟踪。 展开更多
关键词 坦克 稳定器 滑动模态 变结构控制 切换面 控制 非线性设计
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结构参数非匹配不确定性问题的滑动模态控制 被引量:1
16
作者 吴斌 王倩颖 欧进萍 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2004年第6期154-159,172,共7页
本文针对结构参数非匹配不确定性问题,采用简化滑动模态控制方法,即在滑动面的设计中忽略非匹配不确定性的影响,对一个顶层放置AMD系统的五层弹塑性建筑结构进行了主动控制数值分析,考虑了结构层屈服位移的不确定性。数值模拟结果表明,... 本文针对结构参数非匹配不确定性问题,采用简化滑动模态控制方法,即在滑动面的设计中忽略非匹配不确定性的影响,对一个顶层放置AMD系统的五层弹塑性建筑结构进行了主动控制数值分析,考虑了结构层屈服位移的不确定性。数值模拟结果表明,简化方法具有很强的鲁棒性,结构参数相对于期望值的变化幅度为-40%至40%时,简化方法均有很好的控制效果。 展开更多
关键词 滑动模态控制 非匹配不确定性 AMD控制 建筑结构
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模糊滑动模态控制系统的动态性质分析 被引量:1
17
作者 李少远 席裕庚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期608-611,共4页
模糊控制在理论研究和实际应用中存在的问题是缺乏系统有效的设计方法 ,控制系统的稳定性及性能指标难以进行定量分析 ;模糊控制规则的数目随输入变量呈指数函数增加 ,控制器的设计变得很复杂 .为了解决上述问题 ,根据滑动模态控制理论 ... 模糊控制在理论研究和实际应用中存在的问题是缺乏系统有效的设计方法 ,控制系统的稳定性及性能指标难以进行定量分析 ;模糊控制规则的数目随输入变量呈指数函数增加 ,控制器的设计变得很复杂 .为了解决上述问题 ,根据滑动模态控制理论 ,将模糊控制系统的输入量简化为广义跟踪误差的一个超平面 ,基于三角形的非线性划分语言变量的隶属度 ,得到了模糊控制系统的闭环传递函数 .基于此传递函数 ,对模糊控制器的内部机理和某些动态性质进行分析 ,得到了一些模糊控制器的设计参数与控制系统的上升时间、超调量、调整时间等的定量关系 . 展开更多
关键词 模糊控制 滑动模态控制 动态性质 设计参数
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基于滑动模态的柔性臂的鲁棒自适应PD控制器(英文) 被引量:1
18
作者 王晓兰 韩猛 《科学技术与工程》 2008年第8期2015-2021,共7页
讨论了柔性臂的轨迹跟踪问题。应用奇异摄动理论将柔性臂的动力学方程分解成两个降维的子系统,并分别采用鲁棒自适应PD控制和最优控制。仿真结果表明,这种混合控制策略不但可以快速、准确地跟踪给定轨迹,而且解决了传统PD控制中初始力... 讨论了柔性臂的轨迹跟踪问题。应用奇异摄动理论将柔性臂的动力学方程分解成两个降维的子系统,并分别采用鲁棒自适应PD控制和最优控制。仿真结果表明,这种混合控制策略不但可以快速、准确地跟踪给定轨迹,而且解决了传统PD控制中初始力矩过大的问题,并具有很强的鲁棒性。 展开更多
关键词 柔性机械臂 滑动模态 PD控制 奇异摄动
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不确定系统的滑动模态最优控制
19
作者 李文林 王红军 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2000年第2期17-21,共5页
本文提出了利用滑模渐近特性和滑模渐近到达条件设计变结构控制的新思路 ,理论分析表明设计的
关键词 不确定系统 滑动模态 最优控制 变结构控制
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一类非线性奇异系统滑动模态控制的研究
20
作者 温香彩 关治洪 《华中师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1996年第3期253-257,共5页
利用最优控制综合的Lyapunov函数方法,研究了一类非线性奇异系统在指标为1时的滑动模态控制问题.所设计的控制不仅使其闭环系统无脉冲,而且保证系统具有良好的动态品质.最后以此方法研究了线性定常奇异系统,并给出了一个... 利用最优控制综合的Lyapunov函数方法,研究了一类非线性奇异系统在指标为1时的滑动模态控制问题.所设计的控制不仅使其闭环系统无脉冲,而且保证系统具有良好的动态品质.最后以此方法研究了线性定常奇异系统,并给出了一个数值例子. 展开更多
关键词 非线性奇异系统 滑动模态控制 指标 最优控制 Lyapunov函数法 动态品质
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