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基于新型ASMO与双锁相环的PMSM无传感控制
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作者 黄友锐 刘中全 韩涛 《控制工程》 北大核心 2025年第5期855-865,共11页
针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)无传感器控制中转子速度和位置的估计精度不高、系统抖振等问题,提出一种基于预滤波-双锁相环(prefilter-dualphaselockedloop,P-DPLL)的新型自适应滑模观测器(adaptiveslid... 针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)无传感器控制中转子速度和位置的估计精度不高、系统抖振等问题,提出一种基于预滤波-双锁相环(prefilter-dualphaselockedloop,P-DPLL)的新型自适应滑模观测器(adaptiveslidingmode observer, ASMO)方法。首先,选择具有非线性性质的连续sigmod函数作为切换函数;然后,构造Lyapunov函数,并得到一个详尽的稳定性条件;在此基础上,结合自适应算法和滑模电流观测器对反电动势误差进行估计;最后,设计P-DPLL用于提取PMSM正、负2个方向上加减速工况下准确转子位置的信息。实验结果表明:基于P-DPLL的ASMO方法能够有效地提高PMSM无传感器控制中转子的速度和位置的估计精度,减少系统抖振。在电机受到扰动后,平均恢复时间减少0.02 s,平均位置误差减少6.7%。 展开更多
关键词 自适应增益 滑模观测器 双锁相环 无传感控制 永磁同步电机
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Improved estimation of rotor position for sensorless control of a PMSM based on a sliding mode observer 被引量:8
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作者 Wahyu Kunto Wibowo Seok-Kwon Jeong 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第7期1643-1656,共14页
This work proposes a new strategy to improve the rotor position estimation of a permanent magnet synchronous motor(PMSM) over wide speed range. Rotor position estimation of a PMSM is performed by using sliding mode ob... This work proposes a new strategy to improve the rotor position estimation of a permanent magnet synchronous motor(PMSM) over wide speed range. Rotor position estimation of a PMSM is performed by using sliding mode observer(SMO). An adaptive observer gain was designed based on Lyapunov function and applied to solve the chattering problem caused by the discontinuous function of the SMO in the wide speed range. The cascade low-pass filter(LPF) with variable cut-off frequency was proposed to reduce the chattering problem and to attenuate the filtering capability of the SMO. In addition, the phase shift caused by the filter was counterbalanced by applying the variable phase delay compensation for the whole speed area. High accuracy estimation result of the rotor position was obtained in the experiment by applying the proposed estimation strategy. 展开更多
关键词 rotor position estimation permanent magnet synchronous motor sliding mode observer adaptive observer gain cascadelow-pass filter variable cut-off frequency variable phase delay compensation
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联合改进滑模观测器的自适应卡尔曼滤波荷电状态估计 被引量:2
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作者 钱伟 王浩宇 +1 位作者 郭向伟 李万 《电工技术学报》 北大核心 2025年第6期1984-1994,共11页
锂电池荷电状态(SOC)的精确估计对于提高电池能量利用率、保障电池安全运行具有重要意义。针对模型不确定性导致基于卡尔曼滤波(KF)的SOC估计方法精度低的问题,提出一种联合改进型滑模观测器(ISMO)的自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法,以... 锂电池荷电状态(SOC)的精确估计对于提高电池能量利用率、保障电池安全运行具有重要意义。针对模型不确定性导致基于卡尔曼滤波(KF)的SOC估计方法精度低的问题,提出一种联合改进型滑模观测器(ISMO)的自适应扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法,以实现SOC高精度估计。首先,基于双极化(DP)等效电路模型建立融合饱和函数的ISMO,以降低传统滑模观测器的抖振。其次,设计一种新型自适应衰减因子,以降低过往陈旧测量数据对扩展卡尔曼滤波估计结果的影响,并基于融合饱和函数的ISMO,实现联合ISMO的AEKF估计方法设计。最后,基于自主实验平台获取实测模拟工况数据搭建仿真模型,验证了所提ISMO_AEKF算法在不同工况下,相比于AEKF、ISMO_EKF和其他同类型联合算法,具有更高的估计精度及鲁棒性。 展开更多
关键词 荷电状态 饱和函数 滑模观测器 自适应衰减因子 卡尔曼滤波
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一种变增益自适应滑模观测器在锂电池SOC估算中的应用 被引量:1
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作者 孙坚 高超 毕宇豪 《热力发电》 北大核心 2025年第3期51-58,共8页
锂离子电池动态模型具有典型的非线性和不确定性,其荷电状态(state of charge,SOC)的估算精度直接影响电池管理系统(battery management system,BMS)的监测与控制效果。为提高锂离子电池SOC的估算精度,提出一种基于变增益的自适应滑模... 锂离子电池动态模型具有典型的非线性和不确定性,其荷电状态(state of charge,SOC)的估算精度直接影响电池管理系统(battery management system,BMS)的监测与控制效果。为提高锂离子电池SOC的估算精度,提出一种基于变增益的自适应滑模观测器的锂离子电池SOC估算模型,该方法利用滑模观测器的鲁棒性,以二阶RC等效电路模型为基础,在传统滑模面上引入积分项,同时采用梯度下降规则增益自适应,减小观测器抖振同时提高SOC的预测精度与系统的鲁棒性,并通过李亚普洛夫稳定性理论证明了所提方法的稳定性;最后,在动态压力测设(dynamic stress test,DST)和联邦城市运行(federal urban driving schedule,FUDS)工况下对所提方法与滑模观测器(sliding mode observe,SMO)方法进行了对比验证,所提方法在估算上具有更小的抖动与较高的估算精度且具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 荷电状态 滑模观测器 增益自适应
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基于干扰观测器的自适应反演滑模主动升沉补偿控制策略
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作者 徐建安 刘浩博 +2 位作者 刘华东 张伟久 展勇 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期558-566,共9页
针对主动升沉补偿二次控制液压系统受到外部干扰和模型内部参数摄动等不确定性因素影响的问题,本文提出一种基于干扰观测器的自适应反演滑模控制策略。干扰观测器根据系统输入和二次元件输出去观测外部干扰和模型内部参数摄动,自适应反... 针对主动升沉补偿二次控制液压系统受到外部干扰和模型内部参数摄动等不确定性因素影响的问题,本文提出一种基于干扰观测器的自适应反演滑模控制策略。干扰观测器根据系统输入和二次元件输出去观测外部干扰和模型内部参数摄动,自适应反演滑模保证系统的位移补偿精度并估计干扰观测器的观测误差以及不可观测的干扰值,二者输出整合得到控制率,并采用李雅普诺夫函数证明控制系统的稳定性。仿真结果表明:本文设计的控制策略可以实时估计并补偿外部干扰与参数摄动,观测器误差仅为1.74%,有效提高补偿系统面对不确定因素的鲁棒性;自适应反演滑模控制结合干扰观测器的输出误差补偿机制,进一步提升了位移补偿精度,能够在恶劣环境下使补偿效率提升并稳定至96%以上。 展开更多
关键词 主动升沉补偿 干扰观测器 滑模控制 自适应控制 二次控制 电液伺服 位移补偿 仿真分析
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一种新型自适应滑模观测器锂电池SoC估计方法
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作者 钱伟 李万 +2 位作者 郭向伟 王浩宇 赵大中 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期123-132,共10页
为了减小传统滑模观测器在锂电池荷电状态(SoC)估计中的抖动现象并提高估计精度,提出一种新型改进自适应滑模观测器(IASMO)。首先,基于双极化(DP)等效电路模型,通过引入非线性的终端滑模面,使目标函数能在有限时间内收敛至平衡点,同时... 为了减小传统滑模观测器在锂电池荷电状态(SoC)估计中的抖动现象并提高估计精度,提出一种新型改进自适应滑模观测器(IASMO)。首先,基于双极化(DP)等效电路模型,通过引入非线性的终端滑模面,使目标函数能在有限时间内收敛至平衡点,同时设计连续控制率减少估计结果的抖振现象。其次,为了克服建模不确定性,设计一种根据滑模面函数自适应调整的开关增益函数,进一步提高估计算法的估计精度和鲁棒性,并通过李雅普诺夫稳定性理论证明观测器的收敛性。最后,基于自主实验平台,获取不同工况下的电池运行数据,并搭建仿真模型进行验证。实验结果表明,所提改进自适应滑模观测器相比于传统滑模观测器及目前主流的其他类型改进滑模观测器均具有更好的估计精度及鲁棒性。 展开更多
关键词 SOC估计 滑模观测器 双极化模型 终端滑模面 自适应开关增益
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基于自适应扰动观测器的电磁直线驱动器改进滑模控制
7
作者 高仁璟 王赓 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期64-75,共12页
针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模... 针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模扰动观测器对系统扰动等不确定性因素进行观测与自适应前馈补偿。为保证系统的有限时间收敛性,基于改进的全局快速终端滑模面设计等效控制部分,并引入改进的快速超螺旋算法作为趋近阶段的切换控制律,以进一步提升收敛速度并削弱抖振的影响。利用Lyapunov定理证明闭环系统的稳定性,并通过仿真和试验验证控制方法的有效性。结果表明,所提出的控制方法具有增强系统鲁棒性、避免参数增益选择保守性的优势,能够实现对非线性时变扰动的自适应观测补偿,保证误差在有限时间内更快收敛的同时有效抑制抖振。 展开更多
关键词 电磁直线驱动器 自适应滑模扰动观测器 全局快速终端滑模 快速超螺旋算法 运动控制
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非结构化干扰下机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制
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作者 王君 何长智 《航空制造技术》 北大核心 2025年第13期22-30,共9页
针对实际应用中的建模误差和未知外界扰动对机械臂系统轨迹跟踪精度的影响,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应非奇异快速终端滑模控制策略(ANFTSMC-DO)。首先,设计了非线性干扰观测器在线估计干扰信息,并通过选取的适当非线性增... 针对实际应用中的建模误差和未知外界扰动对机械臂系统轨迹跟踪精度的影响,设计了一种基于非线性干扰观测器的自适应非奇异快速终端滑模控制策略(ANFTSMC-DO)。首先,设计了非线性干扰观测器在线估计干扰信息,并通过选取的适当非线性增益函数,使估计误差按指数规律快速收敛。其次,采用自适应非奇异快速终端滑模控制器应对参数变化和未建模的动态特性,避免系统性能随时间衰减。同时在保证鲁棒稳定性和控制精度的前提下,使得所提方法有效抑制了抖振现象,可以更好地抵御外界扰动的影响。最后,通过仿真验证了该方法在误差收敛速度以及控制精度上的显著优势,增强系统鲁棒性的同时实现了更高的跟踪精度。 展开更多
关键词 机械臂 非奇异快速终端滑模控制 非线性干扰观测器 自适应控制 有限时间收敛
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采用超螺旋滑模观测器的并网逆变器开路故障诊断
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作者 韩素敏 高静利 +1 位作者 赵国帅 贾焦心 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第3期120-128,共9页
针对并网逆变器开关管单管和双管开路故障,提出一种采用超螺旋滑模观测器的故障诊断方法。首先,引入超螺旋算法设计滑模观测器,通过将滑模控制中的高频切换信号转换为分数次幂和积分项的组合,并将其中的符号函数替换为双曲函数,用来抑... 针对并网逆变器开关管单管和双管开路故障,提出一种采用超螺旋滑模观测器的故障诊断方法。首先,引入超螺旋算法设计滑模观测器,通过将滑模控制中的高频切换信号转换为分数次幂和积分项的组合,并将其中的符号函数替换为双曲函数,用来抑制抖振现象和提高收敛速度,从而实现三相电流的快速精确估计;其次,提出正态差异电流法的故障检测方法,以实际电流和估计电流的概率密度函数差为依据,并结合自适应阈值进行故障检测,可有效避免并网波动造成的误检;最后,利用健康运行状态下三相电流的相位信息构造故障定位变量,与故障检测相结合实现开路故障快速有效地诊断。实验结果表明,面对多种波动情况,所提方法能够准确有效地诊断出21种故障类型,最小诊断时长仅为19%电流周期。 展开更多
关键词 并网逆变器 开路故障 超螺旋滑模观测器 概率密度函数 自适应阈值
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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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基于自适应滑模干扰观测器四旋翼无人机姿态控制研究
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作者 姜琛 李涛 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第8期28-34,共7页
在四旋翼无人机执行任务过程中,对姿态的稳定性、跟踪的精度要求极高。然而,风扰以及其他外部干扰会严重降低其系统的性能。为了快速估计干扰,提出一种自适应滑模干扰观测器(ASMDO)的方法,设计了基于干扰补偿的非奇异终端滑模控制器(NTS... 在四旋翼无人机执行任务过程中,对姿态的稳定性、跟踪的精度要求极高。然而,风扰以及其他外部干扰会严重降低其系统的性能。为了快速估计干扰,提出一种自适应滑模干扰观测器(ASMDO)的方法,设计了基于干扰补偿的非奇异终端滑模控制器(NTSMC)实现对四旋翼无人机精确、快速地轨迹跟踪。证明了在干扰导数界未知的情况下ASMDO的估计误差以及轨迹跟踪误差均可以在有限时间内稳定。最后通过软件在环仿真(SITL)和硬件在环仿真(HITL),验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 自适应滑模干扰观测器 非奇异终端滑模控制器 有限时间
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基于自适应终端趋近律和滑模扰动观测器的SPMSM控制 被引量:1
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作者 张会林 顾玉 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第1期125-134,共10页
为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因... 为了提高表贴式永磁同步电机(SPMSM)速度控制器的性能,提出一种自适应终端滑模趋近律(ATSMRL)与扩张滑模扰动观测器(ESMDO)相结合的控制策略。首先,分析传统指数滑模趋近律(CESMRL)在抖振和收敛速度之间存在的矛盾,通过引入终端吸引因子和系统状态的指数增益,使新的趋近律中不含有切换函数;其次,经理论和测试分析,证明了ATSMRL收敛时间比CESMRL短且抖振更小;为了进一步补偿SPMSM驱动系统中的扰动,设计了ESMDO以实时将观测到的扰动值及时前馈至速度控制器中,利用Lyapunov证明了ATSMRL和ESMDO的稳定性。通过仿真和实验,在电机启动、加载和卸载三个阶段对所提方法进行了有效性验证,结果表明:与CESMRL和ATSMRL相比,所提方法不仅实现了速度无超调、收敛时间最快,而且降低了电机的抖振、增强了系统的抗干扰性能。 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 滑模控制 自适应终端趋近律 扩张滑模扰动观测器 抖振
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基于改进型转子信息观测器的PMSM无位置传感器控制
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作者 邹恒祥 朱俊杰 +1 位作者 刘浩然 郑志安 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第4期837-846,共10页
针对传统滑模观测器由于抖振而导致永磁同步电机转子信息观测精度低的问题,设计了一种基于二阶广义积分器(SOGI)的自适应高阶滑模转子信息观测器.首先,通过构造一种具有增益自适应跟踪算法的高阶滑模观测器,解决传统滑模观测器引入低通... 针对传统滑模观测器由于抖振而导致永磁同步电机转子信息观测精度低的问题,设计了一种基于二阶广义积分器(SOGI)的自适应高阶滑模转子信息观测器.首先,通过构造一种具有增益自适应跟踪算法的高阶滑模观测器,解决传统滑模观测器引入低通滤波器所造成相位滞后与幅值衰减问题,减少抖振对观测精度的影响;其次,使用SOGI与归一化正交锁相环技术获取位置和速度信息,将转子角频率反馈至SOGI模块作为其中心频率,减少负载扰动和死区效应引起的谐波和噪声的污染,并通过Lyapunov稳定性定理证明了系统的稳定性;最后,搭建永磁同步电机无位置传感器控制系统,通过仿真以及实验验证了该方法的有效性.实验结果表明,相比于传统的滑模观测器,改进后的转子信息观测器有效提高了转子位置估计精度,抑制了滑模抖振与谐波. 展开更多
关键词 表贴式永磁同步电机 高阶滑模观测器 自适应滑模增益 二阶广义积分器
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基于超螺旋滑模观测的变质量无人艇航速自适应控制 被引量:1
14
作者 闫昭琨 杨冠宇 王鸿东 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期247-262,共16页
[目的]为实现对变质量无人艇在各类载荷投放任务下的精准控制,提出一种适用于质量与吃水均发生未知改变情况的变质量无人艇航速自适应控制方法。[方法]以吃水及其高阶项为自变量,对变质量无人艇操纵运动模型中,质量、吃水,以及各水动力... [目的]为实现对变质量无人艇在各类载荷投放任务下的精准控制,提出一种适用于质量与吃水均发生未知改变情况的变质量无人艇航速自适应控制方法。[方法]以吃水及其高阶项为自变量,对变质量无人艇操纵运动模型中,质量、吃水,以及各水动力导数项间的耦合影响关系进行解析表达。针对变质量无人艇各运动状态量与其吃水项的高相关性,设计超螺旋滑模观测器对变质量无人艇的未知吃水与质量进行观测估计,并通过李雅普诺夫理论证明观测器的有限时间稳定。基于解耦后的变质量无人艇操纵运动模型,设计航速自适应控制算法,结合超螺旋滑模观测器的观测值与控制误差对自适应控制律实时更新,根据李雅普诺夫方法验证控制系统的整体稳定性。最后,针对变质量无人艇载荷投放任务场景,开展若干工况下的仿真实验。[结果]结果表明,所设计的吃水观测算法可实现对变质量无人艇吃水与质量的精准观测。在载荷发生阶跃变化与连续变化等典型工况下,该变质量无人艇航速自适应控制算法均可实现对目标航速的稳定跟踪。[结论]研究表明,所提控制算法可适用于变质量无人艇的各类典型控制工况。 展开更多
关键词 无人艇 变质量 变质量体控制 超螺旋滑模观测器 自适应控制系统 航速控制 吃水观测
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PMSM新型三角滑模观测器无感控制
15
作者 李琳辉 赵洋 连静 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第6期99-103,共5页
永磁同步电机传统滑模观测器应用广泛,但其固有滑模抖振导致观测转速波动大,影响系统性能。为改善以上问题,设计一种新型三角滑模观测器:选取三角状态量取代反电动势量,对四阶滑模观测器进行重构以实现自然归一化锁相环;在指数趋近率中... 永磁同步电机传统滑模观测器应用广泛,但其固有滑模抖振导致观测转速波动大,影响系统性能。为改善以上问题,设计一种新型三角滑模观测器:选取三角状态量取代反电动势量,对四阶滑模观测器进行重构以实现自然归一化锁相环;在指数趋近率中引入绝对值乘子进行改进,并结合幂次趋近率设计一种新型混合趋近率来削减滑模抖振;在锁相环求解器中引入自适应律进一步提升观测精度;经过Lyapunov稳定性分析后给出各参数的取值范围。最后,通过离散仿真与实验进行验证,结果表明上述三角滑模观测器算法能够有效运行,改进策略能够有效提升观测精度。 展开更多
关键词 PMSM 滑模观测器 混合趋近率 自适应律 滑模抖振
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工业机器人手臂终端滑模自适应容错控制方法
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作者 魏晓梦 刘婷婷 《现代制造工程》 北大核心 2025年第8期31-38,共8页
针对工业机器人手臂中执行器的失效故障和偏移故障而导致轨迹跟踪精度下降的问题,提出了一种基于高阶滑模观测器的终端滑模自适应容错控制方法。首先通过对工业机器人手臂的运动状态进行分析,建立了带有执行器故障的工业机器人手臂动力... 针对工业机器人手臂中执行器的失效故障和偏移故障而导致轨迹跟踪精度下降的问题,提出了一种基于高阶滑模观测器的终端滑模自适应容错控制方法。首先通过对工业机器人手臂的运动状态进行分析,建立了带有执行器故障的工业机器人手臂动力学方程;然后设计了高阶滑模观测器来准确估计系统内的故障项,并在终端滑模面的基础上,设计了自适应容错控制律来补偿执行器故障带来的影响;最后利用Lyapunov函数进行了稳定性分析,证明了提出的控制方法可使工业机器人手臂运动轨迹准确跟踪信号指令。通过对六自由度工业机器人手臂的仿真分析,结果表明,设计的高阶滑模观测器能够准确估计出系统内的故障,最大估计误差仅为0.011(°)/s^(2),提出的终端滑模自适应容错控制律能够有效克服执行器故障对工业机器人手臂运动轨迹的影响,在整个运动轨迹上的最大误差和平均误差分别为0.64和0.24 mm,表现出了较强的鲁棒性。在三维空间固定坐标点的定位测试结果表明,提出的终端滑模自适应容错控制律具有较高的控制精度,定位的最大误差和平均误差分别为0.89和0.31 mm,从而验证了提出的控制方法具有较强的工程实用性。 展开更多
关键词 工业机器人手臂 执行器故障 高阶滑模观测器 终端滑模 自适应容错控制
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基于扩张状态观测器和自适应滑模的上肢柔性外骨骼系统轨迹跟踪控制
17
作者 朱鑫宇 孙振兴 《现代制造工程》 北大核心 2025年第1期57-66,共10页
针对上肢柔性外骨骼系统存在外界干扰和参数不确定性,导致高精度轨迹跟踪难的问题,设计提出了基于自适应积分全局滑模和扩张状态观测器的上肢柔性外骨骼系统控制方法。首先,利用拉格朗日函数对上肢柔性外骨骼系统进行建模,并将模型分解... 针对上肢柔性外骨骼系统存在外界干扰和参数不确定性,导致高精度轨迹跟踪难的问题,设计提出了基于自适应积分全局滑模和扩张状态观测器的上肢柔性外骨骼系统控制方法。首先,利用拉格朗日函数对上肢柔性外骨骼系统进行建模,并将模型分解为两个子系统进行级联控制。其次,使用两个扩张状态观测器来补偿参数不确定性和外界干扰。在位置轨迹控制中,构建了自适应积分全局滑模控制,其中为了避免积分饱和,设计了非线性积分函数,同时建立了衰减函数以加快全局滑模面的收敛速度。利用自适应控制方法来自适应调整趋近律系数,以减少抖振,提高系统的动态性能。最后,通过设计的Lyapunov函数证明了稳定性。实验结果表明,与传统的线性自抗扰控制和积分滑模控制相比,该方法具有更精确的轨迹跟踪效果和更强的鲁棒性,控制精度明显提高,且在外界干扰和系统参数不确定情况下仍保持高精度轨迹跟踪,表明了该控制策略的有效性。 展开更多
关键词 上肢柔性外骨骼 自适应控制 积分全局滑模控制 扩张状态观测器
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基于改进RBF神经网络和扰动前馈的PMSM双自适应滑模控制
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作者 陈德海 龚浩 +1 位作者 李志军 曾庆宇 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第25期10709-10718,共10页
为优化永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)经典滑模控制器的抗干扰能力和启动性能,设计了一种基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络优化双自适应滑模控制算法。通过梯度下降法实时优化RBF神经网络的... 为优化永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)经典滑模控制器的抗干扰能力和启动性能,设计了一种基于径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络优化双自适应滑模控制算法。通过梯度下降法实时优化RBF神经网络的权值,动态控制滑模中自适应趋近律的二重自适应函数;结合高阶滑膜面提高新型趋近函数的收敛速度。改进自适应学习率优化算法,动态调整学习速率,进一步改善电机控制精度、响应速度和抗干扰能力,并采用滑模扰动观测器将外界扰动及时前馈至控制器。在MATLAB/Simulink上搭建模型,并与PI、SMC、NeSMC、RBNSMC、RBNSMC+SMOD控制进行对比试验。实验结果表明,该控制算法的跟踪性能更好,能够有效增强系统的抗扰动能力,并且启动性能具有明显改善。 展开更多
关键词 永磁同步电机 径向基神经网络 滑模控制器 自适应趋近律 改进自适应学习率 扰动观测器
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Integrated guidance and control of guided projectile with multiple constraints based on fuzzy adaptive and dynamic surface 被引量:8
19
作者 Shang Jiang Fu-qing Tian +1 位作者 Shi-yan Sun Wei-ge Liang 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第6期1130-1141,共12页
Based on fuzzy adaptive and dynamic surface(FADS),an integrated guidance and control(IGC)approach was proposed for large caliber naval gun guided projectile,which was robust to target maneuver,canard dynamic character... Based on fuzzy adaptive and dynamic surface(FADS),an integrated guidance and control(IGC)approach was proposed for large caliber naval gun guided projectile,which was robust to target maneuver,canard dynamic characteristics,and multiple constraints,such as impact angle,limited measurement of line of sight(LOS)angle rate and nonlinear saturation of canard deflection.Initially,a strict feedback cascade model of IGC in longitudinal plane was established,and extended state observer(ESO)was designed to estimate LOS angle rate and uncertain disturbances with unknown boundary inside and outside of system,including aerodynamic parameters perturbation,target maneuver and model errors.Secondly,aiming at zeroing LOS angle tracking error and LOS angle rate in finite time,a nonsingular terminal sliding mode(NTSM)was designed with adaptive exponential reaching law.Furthermore,combining with dynamic surface,which prevented the complex differential of virtual control laws,the fuzzy adaptive systems were designed to approximate observation errors of uncertain disturbances and to reduce chatter of control law.Finally,the adaptive Nussbaum gain function was introduced to compensate nonlinear saturation of canard deflection.The LOS angle tracking error and LOS angle rate were convergent in finite time and whole system states were uniform ultimately bounded,rigorously proven by Lyapunov stability theory.Hardware-in-the-loop simulation(HILS)and digital simulation experiments both showed FADS provided guided projectile with good guidance performance while striking targets with different maneuvering forms. 展开更多
关键词 Integrated guidance and control Multiple constraints Fuzzy adaptive Dynamic surface Nonsingular terminal sliding mode Extended state observer
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Integral sliding mode control for flexible ball screw drives with matched and mismatched uncertainties and disturbances 被引量:2
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作者 包达飞 汤文成 董亮 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第9期1992-2000,共9页
The design of servo controllers for flexible ball screw drives with matched and mismatched disturbances and uncertainties is focused to improve the tracking performance and bandwidth of ball screw drives.A two degrees... The design of servo controllers for flexible ball screw drives with matched and mismatched disturbances and uncertainties is focused to improve the tracking performance and bandwidth of ball screw drives.A two degrees of freedom mass model is established based on the axial vibration characteristics of the transport ball screw,and the controller of an adaptive integral sliding mode is proposed combining the optimal design of state feedback gain matrix K to restrain the vibration and the matched disturbances and uncertainties.Then for the counteraction of the mismatched disturbances and uncertainties,a nonlinear disturbance observer is also developed.The trajectory tracking performance experiments and bandwidth analysis were conducted on experimental setup with the proposed control method.It is proved that the adaptive integral sliding mode controller has a high tracking performance and bandwidth especially for the axial vibration characteristics model of ball screw drives.And the ball screw tracking accuracy also has a considerable improvement with the application of the proposed nonlinear disturbance observer. 展开更多
关键词 ball screw drives matched and mismatched disturbances and uncertainties axial vibration characteristics adaptive integral sliding mode control nonlinear disturbance observer
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