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多输入多输出非线性不确定系统连续高阶滑模控制 被引量：7
1
作者 刘向杰 韩耀振 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1236-1244,共9页
针对一类MIMO非线性不确定系统,提出一种新的连续高阶滑模控制算法.引入状态反馈使得系统高阶滑模控制问题等效转换为多变量不确定积分链的有限时间稳定问题,首先针对标称系统设计有限时间到达连续控制律,实现系统状态快速收敛,然后采... 针对一类MIMO非线性不确定系统,提出一种新的连续高阶滑模控制算法.引入状态反馈使得系统高阶滑模控制问题等效转换为多变量不确定积分链的有限时间稳定问题,首先针对标称系统设计有限时间到达连续控制律,实现系统状态快速收敛,然后采用多变量非解耦形式超螺旋算法克服系统不确定性,实现鲁棒性,最终使得系统控制作用连续、滑模抖振得以大大抑制.基于二次型Lyapunov函数证明系统的有限时间稳定性.针对三阶不确定系统有限时间稳定和气垫船圆形航迹跟踪问题分别进行了仿真,验证了所提算法的有效性、鲁棒性. 展开更多
关键词 连续高阶滑模 多输入多输出不确定系统 多变量超螺旋 气垫船
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基于拟连续高阶滑模的高超声速飞行器再入姿态控制 被引量：19
2
作者 王婕 宗群 +1 位作者 田栢苓 范文茹 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1166-1173,共8页
考虑模型参数不确定和外界干扰对再入制导控制性能的影响,基于拟连续高阶滑模控制策略对高超声速飞行器的再入制导控制问题进行了研究.首先,给出再入制导指令的设计过程.其次,基于再入飞行特性对模型进行简化,获得面向控制的姿态模型,... 考虑模型参数不确定和外界干扰对再入制导控制性能的影响,基于拟连续高阶滑模控制策略对高超声速飞行器的再入制导控制问题进行了研究.首先,给出再入制导指令的设计过程.其次,基于再入飞行特性对模型进行简化,获得面向控制的姿态模型,在此基础上,通过引入新的控制变量,设计解耦滑模面,实现姿态间的解耦.再次,为了削弱控制抖振,通过引入虚拟控制,对系统进行增广,基于齐次性理论设计拟连续三阶滑模再入姿态控制器,确保系统在有限时间实现对制导指令的稳定跟踪.最后,六自由度再入飞行器的制导控制一体化仿真结果表明,本研究给出的控制策略在不影响系统鲁棒性的同时,能够实现对标称轨迹和再入姿态的综合控制. 展开更多
关键词 高超声速飞行器 再入姿态控制 拟连续高阶滑模 虚拟控制 制导控制一体化
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再入飞行器姿控系统的准连续高阶滑模设计 被引量：8
3
作者 范金锁 张合新 +1 位作者 周鑫 吕永佳 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期841-846,共6页
针对存在参数不确定性和外扰的飞行器再入姿态控制问题,提出一种基于准连续高阶滑模的控制方案.首先基于奇异摄动理论将姿态控制系统分为快、慢两回路;随后在慢回路滑模控制系统设计中利用范数型切换函数代替符号函数以使虚拟控制量平... 针对存在参数不确定性和外扰的飞行器再入姿态控制问题,提出一种基于准连续高阶滑模的控制方案.首先基于奇异摄动理论将姿态控制系统分为快、慢两回路;随后在慢回路滑模控制系统设计中利用范数型切换函数代替符号函数以使虚拟控制量平滑连续;在快回路设计中,基于积分型快速终端滑模、反馈控制和准连续高阶滑模控制理论设计快回路控制系统.理论分析和仿真结果均表明,该控制方案在增强系统鲁棒性的同时能够有效削弱系统抖振. 展开更多
关键词 再入姿态控制 范数型切换函数 准连续高阶滑模 鲁棒性
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一种高阶滑模控制算法的改进及应用 被引量：6
4
作者 范金锁 张合新 +1 位作者 王桂明 王新国 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期1436-1440,共5页
针对一类高阶滑模算法收敛速度慢、控制作用不连续等不足,以二自由度轮式机器人为控制对象设计了改进算法.首先,引入虚拟控制项以增加系统相对阶的形式进行高阶滑模算法改进,得出了一种新的高阶滑模控制律.与原算法相比,系统收敛速度快... 针对一类高阶滑模算法收敛速度慢、控制作用不连续等不足,以二自由度轮式机器人为控制对象设计了改进算法.首先,引入虚拟控制项以增加系统相对阶的形式进行高阶滑模算法改进,得出了一种新的高阶滑模控制律.与原算法相比,系统收敛速度快、控制作用平滑连续.然后,为解决二阶超螺旋算法仅适用于系统相对阶为1的问题,以跟踪误差的高阶导数建立滑动量,构造适用于高阶系统的二阶超螺旋算法.最后,通过数值仿真验证了改进算法的有效性. 展开更多
关键词 高阶滑模 虚拟控制 准连续高阶滑模 超螺旋算法 平滑连续
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风电机组拟连续高阶滑模转矩控制器设计 被引量：7
5
作者 张磊 王贞贞 王婕 《控制工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期1-6,共6页
风电机组非线性、不确定、多干扰等特点，使得控制器设计成为一项极具挑战的研究课题。拟连续高阶滑模控制方法对外部干扰、未建模动态和参数不确定具有强鲁棒性，且能够有效削弱抖振，所以在风速低于额定风速时，采用拟连续高阶滑模控... 风电机组非线性、不确定、多干扰等特点，使得控制器设计成为一项极具挑战的研究课题。拟连续高阶滑模控制方法对外部干扰、未建模动态和参数不确定具有强鲁棒性，且能够有效削弱抖振，所以在风速低于额定风速时，采用拟连续高阶滑模控制方法对风电机组转矩控制问题进行研究。首先，在传统滑模控制的基础上继续求导，设计拟连续二阶滑模转矩控制器，在有限时间内实现对参考转速的稳定跟踪。其次，根据Lyapunov理论证明该控制器的稳定性。最后通过仿真和对比分析验证所设计的拟连续二阶滑模转矩控制器不仅能够通过控制发电机转矩实现功率的最大输出，而且能够有效的抑制抖振现象，控制系统具有强鲁棒性。 展开更多
关键词 风力发电机组 变速 转矩控制器 拟连续高阶滑模控制 稳定性证明
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基于拟连续高阶滑模方法的AGC系统控制 被引量：2
6
作者 杨玉杰 范其明 吕书豪 《计算机应用与软件》 北大核心 2019年第9期134-139,145,共7页
针对自动厚度控制(Automatic Gauge Control, AGC)系统存在外部干扰的鲁棒稳定性问题,根据传统积分滑模和高阶滑模理论,设计基于拟连续高阶滑模控制方法的厚度控制器。利用Lyapunov稳定性理论,证明所设计控制器的稳定性。将该厚度控制... 针对自动厚度控制(Automatic Gauge Control, AGC)系统存在外部干扰的鲁棒稳定性问题,根据传统积分滑模和高阶滑模理论,设计基于拟连续高阶滑模控制方法的厚度控制器。利用Lyapunov稳定性理论,证明所设计控制器的稳定性。将该厚度控制器应用在某板带轧机自动厚度控制系统进行仿真,并与传统滑模控制方法进行对比分析。仿真结果表明:该控制器可以在有限时间内实现对期望厚度的稳定跟踪,并有效减小滑模控制的抖振问题,具有强鲁棒性,其控制效果优于传统滑模控制。 展开更多
关键词 积分滑模 高阶滑模 拟连续高阶滑模 板带轧机 有限时间 稳定
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基于准连续高阶滑模的可重复使用运载器再入姿态控制 被引量：3
7
作者 安炳合 王永骥 +1 位作者 刘磊 侯治威 《计算技术与自动化》 2018年第3期14-20,共7页
针对可重复使用运载器再入段的姿态控制问题,提出一种基于准连续高阶滑模的控制方法。将姿态控制系统分为两个回路,分别为角度控制回路与角速度控制回路。角度回路作为外回路产生角速度指令,角速度回路作为内回路跟踪外回路产生的角速... 针对可重复使用运载器再入段的姿态控制问题,提出一种基于准连续高阶滑模的控制方法。将姿态控制系统分为两个回路,分别为角度控制回路与角速度控制回路。角度回路作为外回路产生角速度指令,角速度回路作为内回路跟踪外回路产生的角速度控制指令。为了提高系统的鲁棒性,对两个回路分别设计滑模控制器。外回路中设计基于低通滤波的终端滑模控制方法,以获得平滑的控制量作为角速度指令。内回路设计增加系统相对阶的准连续高阶滑模方法,使控制律中不直接含有符号函数项,保证系统稳定的同时减弱控制器抖振。在具有外界干扰与参数不确定的情况下,使用本文提出的方法进行仿真试验,仿真结果证明了所提出方法的有效性。 展开更多
关键词 可重复使用运载器 姿态控制 低通滤波 准连续高阶滑模
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基于反演高阶滑模的飞行器最优末制导律 被引量：2
8
作者 范金锁 张合新 +2 位作者 孟飞 胡友涛 夏朝辉 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期29-33,共5页
针对传统最优末制导律鲁棒性能较弱,且对参数摄动及外扰敏感的不足,而滑模控制对扰动具有较强鲁棒性的优点,提出一种新的基于反演准连续高阶滑模的最优末制导律,其中反演控制能够有效保证系统全局稳定性,而准连续高阶滑模控制则用于消... 针对传统最优末制导律鲁棒性能较弱,且对参数摄动及外扰敏感的不足,而滑模控制对扰动具有较强鲁棒性的优点,提出一种新的基于反演准连续高阶滑模的最优末制导律,其中反演控制能够有效保证系统全局稳定性,而准连续高阶滑模控制则用于消除扰动影响。为了去除抖振效果,引入自适应超螺旋算法在线更新控制参数以消除符号函数导致的高频抖振影响。仿真结果表明:飞行器在该末制导律导引下,弹目视线角速率快速收敛,从而保证飞行器有很高的命中精度;鲁棒性较强;能够较好的满足约束条件要求。 展开更多
关键词 最优末制导律 反演控制 准连续高阶滑模 自适应超螺旋算法 强鲁棒性
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离心-振动试验系统的准连续高阶终端滑模控制方法 被引量：1
9
作者 王跃钢 左朝阳 +1 位作者 文超斌 郭志斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2013年第23期191-195,共5页
针对离心-振动试验系统的振动跟踪控制存在参数不确定性和干扰的问题,提出一种基于准连续高阶终端滑模的振动位移跟踪控制方法。首先介绍高阶滑模控制基本原理,并建立了离心-振动复合试验系统数学模型,根据模型特点,设计了二阶终端滑模... 针对离心-振动试验系统的振动跟踪控制存在参数不确定性和干扰的问题,提出一种基于准连续高阶终端滑模的振动位移跟踪控制方法。首先介绍高阶滑模控制基本原理,并建立了离心-振动复合试验系统数学模型,根据模型特点,设计了二阶终端滑模面,使得振动位移在有限时间内跟踪上指令信号。然后利用李雅普诺夫第二法推导出高阶滑模振动位移控制律,通过准连续高阶滑模控制消除抖振。仿真结果表明该方法能够有效降低系统抖振,并能够使得控制输入平滑连续,与传统滑模相比,振动跟踪能够更快收敛到给定值,并实现振动位移跟踪的精确定位,具有较高的控制精度和可靠性。 展开更多
关键词 振动控制 准连续高阶滑模 位移跟踪 离心力
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基于准连续高阶滑模观测器的机械臂执行器故障重构 被引量：1
10
作者 米根锁 線国娇 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期2114-2118,共5页
针对传统滑模观测器在执行器故障重构中出现的精度低、抖振大及渐进收敛等问题,将准连续高阶滑模控制思想应用于滑模观测器的设计中,提出了机械臂执行器故障重构方法。利用RBF神经网络逼近建模不确定部分和未知干扰部分,构建准连续高阶... 针对传统滑模观测器在执行器故障重构中出现的精度低、抖振大及渐进收敛等问题,将准连续高阶滑模控制思想应用于滑模观测器的设计中,提出了机械臂执行器故障重构方法。利用RBF神经网络逼近建模不确定部分和未知干扰部分,构建准连续高阶滑模观测器保证状态估计误差有界稳定,采用等效输出误差注入方法,在有限时间内完成对执行器故障的重构。选取双关节机械臂进行仿真验证,结果表明,准连续高阶滑模观测器能够使滑模运动在有限时间内到达滑模面,使状态估计误差和输出估计误差分别稳定在0.002 rad和0.004 rad/s范围内,进而重构执行器故障,执行器1和2的故障重构误差分别小于0.05 rad和0.02 rad,同时有效消除了抖振,提高了机械臂在实际应用中的精度和安全性。 展开更多
关键词 安全工程 准连续高阶滑模观测器 等效输出误差注入原理 机械臂执行器 故障重构
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