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题名基于非线性干扰观测器的解耦时变快速终端滑模控制
被引量:4
- 1
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作者
杨光宇
陈思溢
王雨轩
郑贝阳
黄辉先
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机构
湘潭大学自动化与电子信息学院
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出处
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2022年第6期1802-1813,共12页
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文摘
针对一类四阶欠驱动系统,提出一种基于非线性干扰观测器的解耦时变快速终端滑模控制策略。将四阶系统分解为两个二阶子系统,分别用一个关于系统状态的非线性函数设计各子系统时变滑模面的指数项参数,用第2个子系统的滑模面构造中间变量,将其引入第1个子系统的滑模面中,构造出整个四阶系统的整体滑模面。采用改进的非奇异时变快速终端滑模控制律使两个子系统的状态分别在有限时间内收敛到平衡点;同时为削弱外部扰动对系统控制效果的影响,设计了一个基于双曲正切跟踪微分器的非线性干扰观测器估计外部干扰和系统的不确定性,并将估计值补偿给控制器。利用Lyapunov稳定性原理证明了系统滑模面的渐近稳定性。将该方法应用于小车倒立摆系统的稳定控制,并与现有的解耦滑模控制算法相比,验证了其有效性及优越性。
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关键词
欠驱动系统
时变快速终端滑模
解耦控制
非线性干扰观测器
渐进稳定性
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Keywords
underactuated mechanical system
time-varying fast terminal sliding mode
decoupled control
non-linear disturbance observer
asymptotic stability
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分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名板球系统的反步时变快速终端滑模控制
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作者
韩光信
王嘉伟
孟繁江
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机构
吉林化工学院信息与控制工程学院
吉林省磐石市建龙钢铁有限公司
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出处
《吉林化工学院学报》
CAS
2023年第7期48-54,64,共8页
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文摘
为了提升板球系统的抗干扰能力,提高轨迹跟踪控制精度,基于反步法(backstepping)研究了时变快速终端滑模控制。首先建立板球系统的运动学模型,在分析系统特性及控制要求的基础上确定了合理的控制方案,进而以X轴为例设计包含双曲正切函数的时变滑模控制规律及低通滤波器,并在李雅普诺夫(Lyapunov)框架下证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明,该方法控制精度更高,抗扰能力更强,控制效果更好。
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关键词
板球系统
时变快速终端滑模
双曲正切函数
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Keywords
ball and plate system
time-varying fast terminal sliding mode
hyperbolic tangent function
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分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名一种时变非奇异快速终端滑模控制算法
被引量:2
- 3
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作者
张贝贝
赵东亚
高守礼
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机构
中国石油大学(华东)化学工程学院
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出处
《系统科学与数学》
CSCD
北大核心
2018年第11期1240-1251,共12页
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基金
国家自然科学基金(61473312)资助课题
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文摘
针对非奇异快速终端滑模在趋近阶段收敛速率较慢的问题,提出一种时变非奇异快速终端滑模控制算法,提高了系统收敛速率.首先,提出一种时变非奇异快速终端滑模,使系统在滑动阶段能有限时间收敛到平衡点,并在趋近阶段保持较快的收敛速率.同时,提出一种新型双幂次趋近律,使其与经典双幂次趋近律相比具有更好的运动品质,同时改善系统鲁棒性.根据设计的滑模和趋近律提出一种时变非奇异快速终端滑模控制算法.通过Lyapunov理论证明:当系统扰动为0时,系统能实现有限时间收敛到平衡点;当系统扰动不为0时,系统滑模和其导数能有限时间收敛到一个剩余集,提高了系统控制精度.通过Matlab仿真表明,与传统非奇异快速终端滑模控制算法相比,该方法能有效提高系统收敛速率和控制精度,改善鲁棒性.
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关键词
时变快速非奇异终端滑模
双幂次趋近律
鲁棒性
剩余集
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Keywords
Time-varying non-singular fast terminal sliding mode
double power reaching law
robustness
residual set.
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分类号
TP12
[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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