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Optimal variable structure control with sliding modes for unstable processes 被引量:4
1
作者 KUMAR Satyendra AJMERI Moina 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2021年第10期3147-3158,共12页
In this work,a variable structure control(VSC)technique is proposed to achieve satisfactory robustness for unstable processes.Optimal values of unknown parameters of VSC are obtained using Whale optimization algorithm... In this work,a variable structure control(VSC)technique is proposed to achieve satisfactory robustness for unstable processes.Optimal values of unknown parameters of VSC are obtained using Whale optimization algorithm which was recently reported in literature.Stability analysis has been done to verify the suitability of the proposed structure for industrial processes.The proposed control strategy is applied to three different types of unstable processes including non-minimum phase and nonlinear systems.A comparative study ensures that the proposed scheme gives superior performance over the recently reported VSC system.Furthermore,the proposed method gives satisfactory results for a cart inverted pendulum system in the presence of external disturbance and noise. 展开更多
关键词 variable structure control sliding mode control Whale optimization algorithm ROBUSTNESS non-linear system
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Decentralized Variable Structure Control of Complex Giant Singular Uncertainty Systems 被引量:1
2
作者 Wen Xiangcai&Liu Yongqing (Department of Automation, South China University of Technology Guangzhou, 510641, P. R. China.) 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1996年第1期23-34,共12页
This paper, at the first time, considers the problem of decentralized variable structure control of complex giant singular uncertainty systems by using the property of diagonally dominant matrix and Frobenius-Person t... This paper, at the first time, considers the problem of decentralized variable structure control of complex giant singular uncertainty systems by using the property of diagonally dominant matrix and Frobenius-Person theorem. The splendid selection of switching manifold for each subsystem makes the design relatively straightforward and can be easily realized. An illustrate example is given. 展开更多
关键词 Complex giant singular uncertainty systems Multiple input interconnected Decentralized variable structure control sliding mode Completely controllable.
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Second-order Sliding Mode Control of DFIG Based Variable Speed Wind Turbine for Maximum Power Point Tracking 被引量:4
3
作者 Xiangjie Liu Chengcheng Wang Yaozhen Han 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期1434-1442,共9页
关键词 风力发电机组 滑模控制器 二阶滑模 变速恒频 最大功率点跟踪 双馈感应发电机 李雅普诺夫函数 发电机转子
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Stabilization Variable Structure Control for Singular Decoupling Motor System
4
作者 Zou, Wenxun Liu, Yongqing 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 1997年第1期65-72,共8页
This paper describes the important application of variable structure control (VSC) theory on induction motor (IM) decoupling control system. A design scheme using singular system variable structure control method for ... This paper describes the important application of variable structure control (VSC) theory on induction motor (IM) decoupling control system. A design scheme using singular system variable structure control method for a decoupling IM system is presented. The scheme is shown to be robust to parametric variations and external disturbances. Simulation results show the stability and effectiveness of the proposed scheme 展开更多
关键词 Singular system sliding mode variable structure control Decoupling control Switch- ing function.
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基于自适应滑模控制器的PMSM调速策略研究
5
作者 王要强 王秋旭 +2 位作者 聂福全 张晓光 梁军 《郑州大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2025年第1期88-94,共7页
为了提高永磁同步电机的调速性能,滑模控制逐渐取代PI控制被引入控制系统中。但是传统滑模控制中趋近律的趋近速度慢与固有抖振问题制约着滑模控制的发展,为此提出一种改进的滑模趋近律。首先,为了解决传统等速趋近律中趋近速度和抖振... 为了提高永磁同步电机的调速性能,滑模控制逐渐取代PI控制被引入控制系统中。但是传统滑模控制中趋近律的趋近速度慢与固有抖振问题制约着滑模控制的发展,为此提出一种改进的滑模趋近律。首先,为了解决传统等速趋近律中趋近速度和抖振难以平衡的问题,在所提趋近律中引入系统状态变量,并在滑模增益中引入指数项,使其在保证趋近速度的同时抑制滑模抖振。其次,由于开关函数在零点附近具有不连续的特性,会引起滑模抖振,为此采用sat函数代替常规开关函数,能够在保证响应速度的前提下抑制滑模抖振。然后,基于所提趋近律,设计永磁同步电机的滑模速度控制器。最后,仿真和实验结果表明,所提趋近律可以提高永磁同步电机调速系统的控制性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模控制 自适应趋近律 sat函数 系统状态量
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电动汽车液压ABS滑模变结构模糊PID控制设计
6
作者 张杰飞 张昊 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期237-240,245,共5页
为了进一步提高汽车防抱死制动系统(ABS)控制效率和运行平稳性,设计了一种电动汽车液压ABS滑模变结构模糊PID控制方法。在分析液压ABS系统的组成的基础上,构建ABS滑模变结构控制器。在MATLAB/SIMULINK平台建立了模糊PID的控制系统,分别... 为了进一步提高汽车防抱死制动系统(ABS)控制效率和运行平稳性,设计了一种电动汽车液压ABS滑模变结构模糊PID控制方法。在分析液压ABS系统的组成的基础上,构建ABS滑模变结构控制器。在MATLAB/SIMULINK平台建立了模糊PID的控制系统,分别从不同高低附着系数路面以及不同负载工况两方面开展仿真分析。研究结果表明:当路面属于高附着系数时,模糊PID控制后滑移率达到了一个合适的范围,车辆获得了最大制动强度,极大缩短制动距离。在(60~20)km/h范围内进行制动时,轴间滑模控制能够与前后轴制动力分配高效匹配,制动效果理想。处于高-低附路面工况下时,模糊PID控制模式比常规制动与ABS滑模制动性能更优。模糊PID制动快速达到了稳定制动状态。 展开更多
关键词 ABS控制 模糊PID MATLAB平台 滑模变结构
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基于变指数滑模的三相混合变流器模型预测电流控制研究
7
作者 马辉 陈伟涛 +2 位作者 余本领 赵军波 席磊 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第7期75-84,共10页
为降低三相混合变流器输入电流畸变率并提高系统对负载变化的鲁棒性,提出一种基于变指数趋近律滑模控制的模型预测电流控制方法。首先,在无源变流器前端串联滤波电感,以抑制总输入电流中的周期性畸变。其次,基于系统数学模型,为电压外... 为降低三相混合变流器输入电流畸变率并提高系统对负载变化的鲁棒性,提出一种基于变指数趋近律滑模控制的模型预测电流控制方法。首先,在无源变流器前端串联滤波电感,以抑制总输入电流中的周期性畸变。其次,基于系统数学模型,为电压外环设计变指数趋近律滑模控制器,显著提升了系统应对负载扰动的鲁棒性。在内环控制中,为有源变流器设计了快速最优三矢量模型预测控制器,仅需两次寻优即可确定最优矢量组合,大幅降低了计算复杂度;为无源变流器设计了一种基于三阶扩展状态观测器的输入电压观测方法,减少了传感器使用数量,同时有效提升了输入电流质量。最后,将有源变流器的预测目标设定为总输入电流,实现了三相混合变流器总输入电流的高质量控制。 展开更多
关键词 三相混合变流器 模型预测控制 滑模控制 变指数趋近律 电流畸变
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基于变增益偏差耦合和自适应反推滑模的多电机同步控制 被引量:1
8
作者 王磊 赵希梅 金鸿雁 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1248-1256,共9页
针对多电机系统存在跟踪性能差、同步精度低的问题,本文提出一种基于变增益偏差耦合(VGDC)和自适应反推滑模(ABSM)的同步控制方法.首先,由于受参数变化、外部扰动和负载改变等不确定因素影响而导致单电机跟踪性能差的问题,设计ABSM控制... 针对多电机系统存在跟踪性能差、同步精度低的问题,本文提出一种基于变增益偏差耦合(VGDC)和自适应反推滑模(ABSM)的同步控制方法.首先,由于受参数变化、外部扰动和负载改变等不确定因素影响而导致单电机跟踪性能差的问题,设计ABSM控制算法,并构建李雅普诺夫函数验证该方法的稳定性和收敛性.然后,为了克服固定耦合增益不能随负载或扰动发生改变,从而降低多电机同步控制性能的缺点,利用模型参考辨识法(MRIM)获得电机的实时转动惯量,将其发送到速度补偿器获得可变耦合增益,以此改进偏差耦合控制结构提高多电机系统同步性能.最后,根据实验验证所提出方法可以改善控制系统的跟踪性能,且可以提高多电机同步控制精度,具有重要的实际应用价值. 展开更多
关键词 多电机同步控制 偏差耦合 变增益 速度补偿 自适应反推滑模控制
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双层准零刚度隔振系统吸引子迁移控制特性
9
作者 马召召 余永华 +2 位作者 杨庆超 周瑞平 柴凯 《力学学报》 北大核心 2025年第3期730-739,共10页
非线性隔振系统普遍存在多稳态吸引子共存现象,运行在不同吸引子上时则具有不同的隔振效果.为保证非线性隔振系统处于最优的隔振状态,以双层准零刚度隔振(two-stage quasi-zero stiffness vibration isolation,TQZS VI)系统为对象,对其... 非线性隔振系统普遍存在多稳态吸引子共存现象,运行在不同吸引子上时则具有不同的隔振效果.为保证非线性隔振系统处于最优的隔振状态,以双层准零刚度隔振(two-stage quasi-zero stiffness vibration isolation,TQZS VI)系统为对象,对其吸引子迁移控制特性展开分析.首先,建立了TQZS VI系统动力学模型,采用参数延拓跟踪方法和并行胞映射方法分别揭示了TQZS VI系统全局分岔特性和吸引子共存特性,在不同激励力幅值作用下TQZS VI系统具有显著的分岔特性,包括周期运动(周期1,2和3等)以及混沌运动.然后,基于吸引子迁移控制理论,采用经典指数趋近律提出了一种基于滑模变结构的吸引子迁移控制方法,其无需建立非线性控制项且目标轨道函数传输域具备全局性.最后,采用所提出的吸引子迁移控制方法构建了TQZS VI系统迁移控制项,并揭示了TQZS VI系统在不同目标轨道以及吸引子之间的迁移控制特性.结果表明,基于滑模变结构的吸引子迁移控制方法能够有效控制TQZS VI系统的运动状态,可为非线性隔振系统状态控制和减振降噪提供一种新思路. 展开更多
关键词 非线性隔振 准零刚度 吸引子 滑模变结构 迁移控制
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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
10
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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基于磁流变的推进轴系全工况变刚度变阻尼减振控制
11
作者 吴源良 李雨铮 +1 位作者 黄惠 陈淑梅 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期190-199,共10页
针对磁流变液吸振器在推进轴系纵振控制应用时面临的单频、多频及刚度阻尼超范围等问题,该研究基于变刚度变阻尼磁流变液吸振器提出了一种能够实现频率同调且阻尼寻优的半主动控制方法,以拓宽推进轴系减振频宽。首先,构建推进轴系-磁流... 针对磁流变液吸振器在推进轴系纵振控制应用时面临的单频、多频及刚度阻尼超范围等问题,该研究基于变刚度变阻尼磁流变液吸振器提出了一种能够实现频率同调且阻尼寻优的半主动控制方法,以拓宽推进轴系减振频宽。首先,构建推进轴系-磁流变吸振器耦合模型并建立动力学方程,分析推进轴的纵振特性;其次,以刚度阻尼最优控制准则为约束和被控对象位移零追踪为控制目标,设计积分滑模控制器,并进行Lyapunov稳定性分析;然后,对推进轴系进行振动控制仿真,分析半主动吸振效果,验证积分滑模控制的有效性;最后,搭建试验平台进行缩比吸振试验。试验表明,该吸振方法能使不同工况下的推进轴系快速达到稳态,并且有效降低推进轴系激振频率6.0~30.0 Hz内传递至推力轴承基座的振动加速度级。该吸振新方法不仅有望突破变工况下推进轴系减振瓶颈,也将丰富振动控制领域理论基础,为同类吸振问题提供共性理论指导。 展开更多
关键词 推进轴系 纵振控制 变刚度变阻尼 磁流变吸振器 半主动控制 积分滑模控制
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基于ASM-VSA的纤维增强软体手力控制研究
12
作者 凌政 杨威威 +3 位作者 曾庆军 戴晓强 杨宗璞 张宁 《中国测试》 北大核心 2025年第4期39-45,53,共8页
软体手抓取安全性和适应性强,在工业柔性抓取、人机交互等领域有广泛的应用前景,针对软体手因非线性与强耦合性造成的力控制精准度低、误差大等难题,提出一种自适应滑模变刚度导纳(ASM-VSA)力控制算法,并研制软体手实验装备验证。首先,... 软体手抓取安全性和适应性强,在工业柔性抓取、人机交互等领域有广泛的应用前景,针对软体手因非线性与强耦合性造成的力控制精准度低、误差大等难题,提出一种自适应滑模变刚度导纳(ASM-VSA)力控制算法,并研制软体手实验装备验证。首先,分析并建立基于Neo-Hookean材料模型、力矩平衡与欧拉—伯努利梁理论的软体手力-位置模型;然后,提出一种ASM-VSA力控制算法,该算法主要包括自适应滑模增益、动态刚度调节、卡尔曼滤波,引入期望力模糊调整策略,能自适应环境匹配期望力;最后,研制一款新颖的气动双螺旋纤维增强软体手及其控制系统,该软体手包括形变腔室、底层应变限制层、外围纤维增强层。通过Matlab仿真实验得ASM-VSA相比自适应滑模均方误差降低22%,最大误差降低43%。实物实验结果表明在抓取柔性物体时,能自适应调整期望力,均方误差为0.0048、均绝对误差为0.0402,实现柔顺抓取。该算法具有良好的力控制性能,能有效提升双螺旋纤维增强软体手抓取的平顺性与精准度。 展开更多
关键词 双螺旋纤维增强软体手 自适应滑模 变刚度导纳 模糊控制
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基于变幂次滑模的三维固定时间的多导弹打击比例导引律
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作者 李健 刘鹏 +4 位作者 喻小昊 于航 李长生 史云雷 张合 《兵工学报》 北大核心 2025年第7期282-292,共11页
针对多导弹对重要目标同时攻击的问题,提出一种三维固定时间打击多弹比例导引律。建立三维空间内的导弹-目标动力学模型,为降低在三维空间内控制方法的设计难度,在三维空间内确定基准面,将导弹-目标三维空间状态向量分解平行和垂直于基... 针对多导弹对重要目标同时攻击的问题,提出一种三维固定时间打击多弹比例导引律。建立三维空间内的导弹-目标动力学模型,为降低在三维空间内控制方法的设计难度,在三维空间内确定基准面,将导弹-目标三维空间状态向量分解平行和垂直于基准面两个分量,并在上述基准面内分别设计控制方法。其中,平行于基准面基于比例导引法,设计切向和法向加速度作为控制输入,驱使导弹在期望攻击时刻之前达成剩余飞行时间一致;在垂直基准面,基于变幂次改进传统滑模控制法设计导引律,实现多导弹系统前段控制快速收敛与末段控制稳定的兼容。当两个基准面分量都能在预设攻击时间内实现一致性控制时,在三维空间内多导弹系统可完成同步攻击。通过向所设计的导引律中补偿各导弹发射时延,实现多弹系统在异步发射场景下对目标的同步攻击。仿真验证结果表明,所设计的导引律具备快速收敛、稳定性高等特点,不仅适用于同步发射场景,在异步发射时只需将各发导弹发射时延补充至输入端,即可完成攻击时间一致性控制。 展开更多
关键词 导弹 变幂次滑模控制 比例导引律 固定时间打击 三维攻击场景
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永磁同步电机模糊积分终端滑模控制
14
作者 徐鹏 郭铖 +3 位作者 苏鑫 袁利兵 黄媛 但远宏 《电工电能新技术》 北大核心 2025年第4期52-59,共8页
滑模变结构控制因其良好的鲁棒性与响应速度,被广泛地应用于永磁电机控制系统中。但传统滑模控制仍存在着收敛速度、抖振等问题,为进一步提升控制性能,本文以传统滑模变结构控制为基础,设计了一种改进型模糊积分终端滑模变结构控制器。... 滑模变结构控制因其良好的鲁棒性与响应速度,被广泛地应用于永磁电机控制系统中。但传统滑模控制仍存在着收敛速度、抖振等问题,为进一步提升控制性能,本文以传统滑模变结构控制为基础,设计了一种改进型模糊积分终端滑模变结构控制器。通过线性函数与非线性函数相结合设计快速积分终端滑模面,使误差能够更快速地收敛,输出转速更快的响应且稳态误差更小。通过引入模糊控制并采用连续的饱和函数sat(s)代替符号函数sgn(s),对系统的趋近速度动态调节,且在零点附近平滑切换,提高了系统整体的抗干扰能力并削弱了系统输出抖振。仿真与实物实验结果表明,模糊积分终端滑模变结构控制在提高系统响应速度的同时也有效地削弱了抖振。验证了所设计的控制策略具备能够有效地提高系统的鲁棒性、削弱系统抖振的优点。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模变结构控制 积分终端滑模面 饱和函数 模糊控制
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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
15
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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基于自适应超螺旋滑模的四旋翼飞行器控制系统设计
16
作者 张继伟 蹇开林 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第5期105-116,共12页
为了提升四旋翼飞行器在干扰环境中的飞行稳定性,充分考虑四旋翼飞行器欠驱动、强耦合以及非线性的复杂特性,设计了一种基于自适应超螺旋滑模控制(Adaptive super-twisting sliding mode control, ASTSMC)方法的四旋翼飞行器双闭环控制... 为了提升四旋翼飞行器在干扰环境中的飞行稳定性,充分考虑四旋翼飞行器欠驱动、强耦合以及非线性的复杂特性,设计了一种基于自适应超螺旋滑模控制(Adaptive super-twisting sliding mode control, ASTSMC)方法的四旋翼飞行器双闭环控制系统。首先,将飞行器的控制系统分为外环位置控制和内环姿态控制2个部分,内外环均采用超螺旋滑模控制方法,以减弱传统滑模控制中的抖振。针对飞行过程中可能遇到的未知干扰,引入干扰自适应律对控制输入进行补偿,确保在低控制增益下系统的稳定性,进一步减弱抖振。最后,使用Lyapunov稳定性理论对所设计的控制系统进行了稳定性证明,并通过Matlab仿真进行了验证。仿真结果表明,该控制系统不仅具有良好的鲁棒性、控制精度及轨迹跟踪性能,还能够有效抑制系统的抖振。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 内外环结构 超螺旋滑模控制 自适应控制
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轧机传动系统的双电机驱动协同同步控制策略
17
作者 冯晶晶 阳辉 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期374-378,共5页
为了提高轧机多电机驱动模式下的同步控制精度和系统鲁棒性,设计了参数智能自整定PID控制器和新型变速趋近滑模控制器。介绍了多电机驱动轧机工作原理,建立了轧机传动同步控制系统的仿真模型;改进了粒子群算法的更新策略,设计了基于高... 为了提高轧机多电机驱动模式下的同步控制精度和系统鲁棒性,设计了参数智能自整定PID控制器和新型变速趋近滑模控制器。介绍了多电机驱动轧机工作原理,建立了轧机传动同步控制系统的仿真模型;改进了粒子群算法的更新策略,设计了基于高斯粒子群算法的参数智能自整定PID控制器,用于单电机的转速跟踪控制;基于偏差耦合同步控制结构设计了同步控制器,针对传统幂次趋近律在趋近速度和抖振无法兼顾的问题,设计了新型变速趋近律,该趋近律能够根据系统状态自动调节趋近速度,兼顾了趋近速度和抖振问题。经仿真验证,在电机空载启动工况下,高斯粒子群整定PID控制器的超调量和调节时间均小于传统粒子群整定PID控制器;在空载运行突加负载工况下,新型变速趋近滑模控制器的最大同步误差和调节时间远小于传统幂次滑模控制器。实验结果验证了这里同步控制器的有效性和优越性。 展开更多
关键词 轧机同步控制 参数智能自整定 新型变速趋近滑模 高斯粒子群算法
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非连续干扰和执行器复合非线性下可变翼飞机切换滑模控制
18
作者 蒙莉莎 陈晓明 +1 位作者 刘家冀 沈丹青 《电光与控制》 北大核心 2025年第3期42-50,共9页
针对近空间可变翼飞行器存在非连续干扰、不确定性、执行器死区和饱和非线性的复合问题,提出了一种基于滑模干扰观测器和辅助系统的自适应多模态切换滑模姿态控制器。首先,建立干扰和执行器非线性下飞行器的多模态非线性切换系统模型;然... 针对近空间可变翼飞行器存在非连续干扰、不确定性、执行器死区和饱和非线性的复合问题,提出了一种基于滑模干扰观测器和辅助系统的自适应多模态切换滑模姿态控制器。首先,建立干扰和执行器非线性下飞行器的多模态非线性切换系统模型;然后,针对不确定和非连续干扰,设计一种随模态同步切换的滑模干扰观测器对复合扰动进行估计;针对执行器存在死区和饱和复合非线性,引入死区右逆函数,将复合非线性等效为一个新的饱和环节,构造抗饱和辅助系统加以处理;接着,基于backstepping设计自适应多模态切换滑模面姿态跟踪控制器,不同于传统滑模控制,针对切换系统各个子系统设计不同滑模面,并通过一个过渡滑模面实现共同的坐标变换;利用Lyapunov理论和平均驻留时间法证明了闭环切换系统的稳定性;最后,通过与传统滑模控制对比,验证所提方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 近空间可变翼飞行器 切换系统 干扰观测器 执行器复合非线性 切换滑模控制 平均驻留时间
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煤岩巷道综掘机截割部恒功率控制策略研究及应用
19
作者 张丽萍 孟本昌 张园萍 《煤炭工程》 北大核心 2025年第4期210-217,共8页
针对煤岩巷道物相性质对快速掘进系统难以实现精准控制同时截割过程对系统产生载荷波动和冲击等现象,以聚鑫煤矿11181工作面回风巷道快速掘进过程为研究对象,系统截割电机电流为反馈信号,采用模糊滑模变结构方法对系统非线性电液控制系... 针对煤岩巷道物相性质对快速掘进系统难以实现精准控制同时截割过程对系统产生载荷波动和冲击等现象,以聚鑫煤矿11181工作面回风巷道快速掘进过程为研究对象,系统截割电机电流为反馈信号,采用模糊滑模变结构方法对系统非线性电液控制系统进行恒功率控制,实时调节截割部横摆速度并进行现场应用分析。研究结果表明:相比于模糊PID控制方法,基于模糊滑模变结构的控制方法能够使系统截割部横摆速度保持稳定,速度跟踪效果更好,截割功率波动仅为额定功率的2.81%;经现场应用分析,在煤岩硬度突变时,模糊滑模变结构控制方法能够降低截割系统的功率波动同时维持截割系统恒功率运行,平均巷道掘进日进尺提升了38.3%,快速掘进系统的控制精度和稳定性得到进一步提升。 展开更多
关键词 煤岩巷道 快速掘进技术 模糊滑模变结构 恒功率控制
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平面结构冗余分拣机器人动力学及控制研究
20
作者 刘小娟 郝亮亮 《包装工程》 北大核心 2025年第15期252-259,共8页
目的自动化流水线的分拣包装机器人因常规滑模变结构控制的抖振和变扰动,会出现机械损耗、精度下降、能量浪费、响应延迟等现象,导致其工作效率降低,为此对平面结构冗余并联机器人展开动力学及控制研究。方法首先,对平面结构冗余并联机... 目的自动化流水线的分拣包装机器人因常规滑模变结构控制的抖振和变扰动,会出现机械损耗、精度下降、能量浪费、响应延迟等现象,导致其工作效率降低,为此对平面结构冗余并联机器人展开动力学及控制研究。方法首先,对平面结构冗余并联机器人的构型进行数学描述,并分别采用封闭解法和虚功原理建立其运动学及动力学方程;其次,设计分拣机器人的滑模面方程及自适应滑模控制器,并通过Lyapunov函数分析其稳定性,建立机器人的控制框图和Matlab仿真模型;最后,预设不同的机器人动平台末端运动轨迹,分别采用一般控制策略、滑模控制策略和自适应滑模控制策略对其进行轨迹追踪仿真实验研究。结果采用3种方法对简单预设轨迹的追踪结果误差分别为1.262、0.036、1.833×10^(-4) mm,对复杂预设轨迹的追踪结果误差分别为1.159、0.0268、1.210×10^(-4) mm。结论采用自适应滑模控制策略可以对新型平面结构冗余分拣机器人的运动追踪轨迹进行准确控制,且控制平稳,滑模控制策略次之,一般控制策略最差。自适应滑模控制策略具有更强的抑制模型不确定性和外界扰动的能力,实现了机器人实时精确控制运动轨迹精度的提升,且为并联机器人的实时控制系统的研究提供了理论基础。 展开更多
关键词 分拣机器人 结构冗余 自适应滑模控制器 轨迹追踪
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