永磁直线同步电机自适应非线性滑模控制 被引量：14

1

作者 赵希梅 刘超 朱国昕 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期39-47,共9页

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服控制系统易受参数变化、外部扰动、非线性摩擦力等不确定性因素的影响,采用了一种自适应非线性滑模控制(ANLSMC)方案。首先,建立了含有不确定性因素的PMLSM动态方程,然后,通过速度作为状态变量的非线性... 针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服控制系统易受参数变化、外部扰动、非线性摩擦力等不确定性因素的影响,采用了一种自适应非线性滑模控制(ANLSMC)方案。首先,建立了含有不确定性因素的PMLSM动态方程,然后,通过速度作为状态变量的非线性函数和广义滑模面相结合,设计了非线性滑模面,这样不仅提高了系统的响应速度,而且增强了系统的鲁棒性。通过自适应控制在线调整趋近律中的控制增益来调节系统状态轨迹到达滑模面的趋近速度,削弱了抖振现象,同时减少了系统跟踪误差,进而提高系统的控制精度。最后,实验结果表明所采用的控制方案有效可行,与滑模控制(SMC)和非线性滑模控制(NLSMC)相比,ANLSMC不仅提高了系统的响应速度,而且改善了系统的跟踪精度和鲁棒性能。 展开更多

关键词 永磁直线同步电动机 不确定性 非线性滑模控制 自适应非线性滑模控制 鲁棒性 跟踪精度

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干扰观测器与滑模控制结合的机械臂跟踪控制 被引量：10

2

作者 周名侦 廖志青 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第12期215-219,共5页

为了提高机械臂轨迹跟踪的精度和速度,提出了干扰观测器与非线性滑模控制相结合的轨迹跟踪控制方法。建立了机械臂动力学模型,设计了机械臂轨迹跟踪控制方案。将机械臂受到的扰动分为可观测部分和不可观测部分,对于可观测部分,设计了干... 为了提高机械臂轨迹跟踪的精度和速度,提出了干扰观测器与非线性滑模控制相结合的轨迹跟踪控制方法。建立了机械臂动力学模型,设计了机械臂轨迹跟踪控制方案。将机械臂受到的扰动分为可观测部分和不可观测部分,对于可观测部分,设计了干扰观测器用于估计扰动大小,依据扰动观测值对控制力矩进行补偿,主动消除可观测部分扰动的影响;对于不可观测部分,设计了非线性滑模控制器,用于减小不可观测扰动造成的跟踪误差与抖动。经仿真验证,与传统滑模控制和非线性滑模控制相比,干扰观测器与非线性滑模控制相结合的轨迹跟踪误差减小了一个数量级以上,且跟踪速度最快。 展开更多

关键词 机械臂 轨迹跟踪 干扰观测器 非线性滑模控制

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液压外骨骼机器人非线性模糊滑模控制方法 被引量：9

3

作者 陈庆诚 朱世强 +1 位作者 蒋瑜 刘松国 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期355-361,405,共8页

针对液压外骨骼机器人系统建模困难的问题,提出一种利用自适应模糊逼近方法来实现对滑模等效控制的逼近,不需要对机器人的未知参数进行预先估计,同时设计可调参数的自适应调节律,增强系统的鲁棒性,引入一种类势能函数设计具有非线性积... 针对液压外骨骼机器人系统建模困难的问题,提出一种利用自适应模糊逼近方法来实现对滑模等效控制的逼近,不需要对机器人的未知参数进行预先估计,同时设计可调参数的自适应调节律,增强系统的鲁棒性,引入一种类势能函数设计具有非线性积分项的滑模面,当误差较大时,积分效应适当减弱,防止产生较大的超调量;当误差较小时,积分效应适当增强,减小稳态误差。利用李雅普诺夫方法论证了该闭环控制系统的稳定性,并使用模糊切换方法来消除滑模控制抖振。最后,对液压助力外骨骼机器人系统进行轨迹跟踪及外干扰实验,结果验证了该方法的有效性,控制输出能快速平稳地跟随参考位置信号,且具有一定抗干扰能力。 展开更多

关键词 液压助力外骨骼机器人 非线性滑模控制 直接自适应模糊控制 抖振

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基于干扰观测器的机械臂非线性滑模控制 被引量：8

4

作者 米根锁 梁骅旗 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1935-1941,共7页

针对机械臂在轨迹跟踪时对内部参数扰动及外界干扰较为敏感的特性,设计了一种基于干扰观测器的机械臂非线性滑模控制策略。根据系统动力学模型和Lyapunov稳定性理论,对系统的不确定性和外部干扰采用干扰观测器进行观测,同时设计非线性... 针对机械臂在轨迹跟踪时对内部参数扰动及外界干扰较为敏感的特性,设计了一种基于干扰观测器的机械臂非线性滑模控制策略。根据系统动力学模型和Lyapunov稳定性理论,对系统的不确定性和外部干扰采用干扰观测器进行观测,同时设计非线性滑模控制器,构造Lyapunov函数,验证系统的稳定性。在此基础上设计系统控制律,控制律对未观测的干扰进行补偿,保证系统的稳定性,提高机械臂的跟踪性能。仿真结果表明,该策略能较好地克服多种因素引起的干扰,改善系统的控制性能。 展开更多

关键词 机械臂 干扰观测器 非线性滑模控制 LYAPUNOV函数

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电子节气门滑模变结构控制方法研究 被引量：5

5

作者 王霆 朱二欣 林学东 《吉林大学学报（信息科学版）》 CAS 2008年第6期647-651,共5页

针对当前电子节气门因复位弹簧而引起的非线性特性问题,结合电子节气门的结构,分析了其变结构非线性特征,采用基于滑模控制的非线性控制方法,给出了该方法的里雅普诺夫稳定性证明。对电子节气门的经典PID(Proportional Integral Derivat... 针对当前电子节气门因复位弹簧而引起的非线性特性问题,结合电子节气门的结构,分析了其变结构非线性特征,采用基于滑模控制的非线性控制方法,给出了该方法的里雅普诺夫稳定性证明。对电子节气门的经典PID(Proportional Integral Derivative)控制、变速PID和滑模控制进行了实验比较。在以16位80C196KC单片机为核心控制器的控制板上试验表明,变速PID在节气门开度从小到大的阶跃变化时,无超调量,在从大到小的阶跃变化时,超调量为4.8%,而滑模控制在节气门开度从小到大阶跃时,无超调量,从大到小变化时,超调量为1%。滑模控制法对电子节气门的非线性具有较好的控制效果。 展开更多

关键词 电子节气门 发动机管理系统 非线性滑模控制

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基于干扰观测器的移动机器人路径跟踪控制 被引量：7

6

作者 孔慧芳 丁道远 房耀 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2021年第12期91-96,共6页

针对系统负载和外部力矩干扰的复合干扰影响下的移动机器人路径跟踪控制精度降低的问题,提出一种基于干扰观测器的移动机器人路径跟踪串级控制策略。在运动学跟踪层面,基于反步法思想,在角度误差中引入位置误差,设计全局收敛的速度控制... 针对系统负载和外部力矩干扰的复合干扰影响下的移动机器人路径跟踪控制精度降低的问题,提出一种基于干扰观测器的移动机器人路径跟踪串级控制策略。在运动学跟踪层面,基于反步法思想,在角度误差中引入位置误差,设计全局收敛的速度控制律;在动力学跟踪层面,设计非线性滑模力矩控制器对规划速度进行跟随,同时采用超螺旋干扰观测器对复合干扰进行观测,并将干扰观测值引入力矩控制器,减小复合干扰对跟踪精度的影响。仿真结果表明,提出的方法具有良好的路径跟踪性能和抗干扰能力。 展开更多

关键词 路径跟踪 移动机器人 反步法 超螺旋干扰观测器 非线性滑模控制

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基于新型趋近率的Boost变换器滑模控制研究 被引量：5

7

作者 尤伟玉 詹地夫 +2 位作者 张逸成 韦莉 刘帅 《电器与能效管理技术》 2015年第23期49-53,80,共6页

为了补偿非线性滑模控制方法得出的等效控制和实际控制存在的偏差,消除稳态误差,提高Boost变换器非线性滑模控制的动态响应品质,在传统指数趋近率的基础上,提出了一种新型趋近率的概念。该新型趋近率可以使系统状态在远离滑模面和接近... 为了补偿非线性滑模控制方法得出的等效控制和实际控制存在的偏差,消除稳态误差,提高Boost变换器非线性滑模控制的动态响应品质,在传统指数趋近率的基础上,提出了一种新型趋近率的概念。该新型趋近率可以使系统状态在远离滑模面和接近滑模面时都可以快速地趋近于滑模面,且到达滑模面时趋近速度为零,可以较好地削弱抖振。引入该新型趋近率可以动态地补偿非线性滑模控制中的等效控制量,使等效控制更接近实际控制,从而提高控制的精度,消除稳态误差。通过系统仿真验证,在引入新型趋近率之后,系统稳态误差得以消除。 展开更多

关键词 BOOST变换器 非线性滑模控制 稳态误差 新型趋近率

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基于非线性干扰观测器的模糊自适应滑模控制

8

作者 马振九 夏春明 +3 位作者 赵彤彤 章悦 曹港生 康高峰 《自动化仪表》 CAS 2023年第11期32-39,共8页

为了提高上肢康复外骨骼机器人在轨迹跟踪康复训练的精度及速度,提出了一种基于非线性干扰观测器的模糊自适应滑模控制方法。通过拉格朗日法,建立动力学模型以分析其动力学特性。提出将外骨骼工作中受到的扰动分为两部分的思路,采用模... 为了提高上肢康复外骨骼机器人在轨迹跟踪康复训练的精度及速度,提出了一种基于非线性干扰观测器的模糊自适应滑模控制方法。通过拉格朗日法,建立动力学模型以分析其动力学特性。提出将外骨骼工作中受到的扰动分为两部分的思路,采用模糊自适应控制的方法对摩擦部分进行估计,设计了非线性干扰观测器对系统外部慢时变干扰部分进行估计并进行力矩补偿。针对传统滑模控制中存在的抖振问题,结合新型趋近律设计了新型非线性滑模控制器,采用Lyapunov稳定性理论分析其稳定性。通过Matlab/Simulink进行控制仿真。研究结果表明,该控制方法可以克服摩擦干扰、外部扰动以及建模误差带来的不确定性,有效提高了外骨骼机器人轨迹跟踪的精度,在提高收敛速度、降低抖振等方面具有一定的优势。 展开更多

关键词 外骨骼机器人 轨迹跟踪 康复训练 非线性干扰观测器 模糊自适应控制 非线性滑模控制 Matlab

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水雷出水突变非线性滑模自适应反演弹道控制 被引量：4

9

作者 肖敏 史忠科 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2012年第6期687-694,共8页

针对水雷攻击空中目标时出水瞬间数学模型发生突变、速度变化大,引起大范围参数变化问题,提出了突变过程非线性滑模和自适应反演控制方法.将参数自适应调整与变结构控制相结合,设计了弹道状态变化非线性跟踪控制器,此时系统动态由弹道... 针对水雷攻击空中目标时出水瞬间数学模型发生突变、速度变化大,引起大范围参数变化问题,提出了突变过程非线性滑模和自适应反演控制方法.将参数自适应调整与变结构控制相结合,设计了弹道状态变化非线性跟踪控制器,此时系统动态由弹道特性参考模型来预测和调节,简化了切换函数设计,克服了模型参数变化的敏感性.通过出水攻击弹道控制系统实验,验证了此方法的适用性.实验和仿真数据表明,所设计的控制系统适用于出水突变过程,并对系统参数摄动和干扰具有较强的鲁棒性. 展开更多

关键词 自适应控制 出水突变 非线性滑模控制 自适应反演 弹道控制

原文传递

直流微电网中Boost变换器的变阶次分数阶滑模控制

10

作者 王浩瀚 吴朝俊 《分布式能源》 2023年第1期49-56,共8页

针对直流微电网中Boost电力电子变换器负荷侧波动频繁问题,设计一种新型变阶次分数阶非奇异终端滑模控制(variable order fractional-order non-singular terminal sliding mode control,VO-FNTSMC)策略,对负荷扰动进行精准快速的响应... 针对直流微电网中Boost电力电子变换器负荷侧波动频繁问题,设计一种新型变阶次分数阶非奇异终端滑模控制(variable order fractional-order non-singular terminal sliding mode control,VO-FNTSMC)策略,对负荷扰动进行精准快速的响应。主要研究该控制策略在Boost变换器启动阶段及负载变化阶段的控制效果,并将研究结果在NI PXIe-ModelingTech实验平台上以硬件在环(hardware in loop,HiL)的方式进行实验验证。结果表明:普通分数阶控制策略在分数阶微积分阶次为1时,具有抖振和输出误差较小的优势;在阶次为1.4时,具有超调量小、响应快速的优点。VO-FNTSMC融合了2个不同阶次分数阶控制器的优点,在启动阶段及负载变化阶段对输出电压都具有更快的响应速度,更小的超调量、稳态误差及滑模抖振,为分数阶控制理论应用于新能源电力电子领域提供了一种深入到变阶次的研究方法。 展开更多

关键词 分数阶微积分 变阶次融合 非线性滑模控制 直流微电网 BOOST变换器

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基于模糊干扰观测器的机械臂滑模控制 被引量：2

11

作者 刘云飞 胡盛斌 +3 位作者 李洋 李宝磊 徐恩松 钱雨辰 《计算机时代》 2019年第1期1-4,共4页

机械臂是一类多输入多输出的非线性系统,存在参数不确定性、外界干扰及未建模动态等不确定性。由于摩擦等外界干扰,系统不确定性信息及参数变化对机械臂的运行造成不利影响。针对这些问题,本文提出基于模糊干扰观测器(FDO)的非线性滑模... 机械臂是一类多输入多输出的非线性系统,存在参数不确定性、外界干扰及未建模动态等不确定性。由于摩擦等外界干扰,系统不确定性信息及参数变化对机械臂的运行造成不利影响。针对这些问题,本文提出基于模糊干扰观测器(FDO)的非线性滑模控制方案,在对外界干扰和不确定信息进行补偿的基础上,从稳定性出发,对不确定上界进行自适应估计,并逐步反推出控制器,可以很好地消除抖振问题。通过对空间二自由度机械臂进行仿真,得知该方案与普通的非线性滑模控制相比,具有更高的跟踪精度,并极大的提高了对外界干扰、系统不确定信息和参数变化的鲁棒性。 展开更多

关键词 模糊干扰观测器 非线性滑模控制 自适应 空间二自由度机械臂 鲁棒性

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基于积分Backstepping的船舶航向非线性滑模控制 被引量：2

12

作者 王仁强 赵月林 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期5-8,共4页

设计一种基于积分Backstepping的船舶航向非线性滑模控制器,实现船舶在大幅度改向操纵运动中航向准确快速跟踪控制。在采用Bech船舶操纵运动数学模型精确描述船舶大幅度改向运动性能的基础上,利用反演法设计航向改变控制算法,引入积分... 设计一种基于积分Backstepping的船舶航向非线性滑模控制器,实现船舶在大幅度改向操纵运动中航向准确快速跟踪控制。在采用Bech船舶操纵运动数学模型精确描述船舶大幅度改向运动性能的基础上,利用反演法设计航向改变控制算法,引入积分控制环节消除模型参数不确定性和风、浪、流等干扰影响,借助Lyapunov稳定性定理证明控制系统渐近稳定。对实船的仿真对比可知,本文设计的船舶航向控制器性能优越,控制舵角合理,控制输出航向对本船参数摄动及外界干扰不敏感,具有较强的鲁棒性. 展开更多

关键词 船舶航向 非线性滑模控制 积分Backstepping

原文传递

汽轮发电机非线性协调滑模稳定控制 被引量：2

13

作者 杜继伟 《电力科学与技术学报》 CAS 2011年第3期90-95,共6页

汽轮发电机的励磁系统、汽门控制系统以及灵活交流输电系统(FACTS)的成员对电力系统的稳定性有很大的影响.针对含有FACTS(TCSC/SVC)的单机无穷大输电系统提出一种新型的励磁、汽门和FACTS的协调控制器,从而提高了电力系统的稳定性.在反... 汽轮发电机的励磁系统、汽门控制系统以及灵活交流输电系统(FACTS)的成员对电力系统的稳定性有很大的影响.针对含有FACTS(TCSC/SVC)的单机无穷大输电系统提出一种新型的励磁、汽门和FACTS的协调控制器,从而提高了电力系统的稳定性.在反馈线性化理论的基础上,该协调控制器对包含可控串联补偿(TCSC)、静止无功补偿(SVC)、励磁和汽门控制的多输入多输出系统非线性数学模型,进行反馈线性化;然后,对于线性化后的伪线性系统,采用滑模变结构控制,得到一个最终的非线性滑模协调控制器.仿真结果表明:在基于非线性滑模控制的FACTS、励磁和汽门的新型协调控制器作用下,电力系统具有更好的动态响应和更强鲁棒性. 展开更多

关键词 可控串联补偿(TCSC) 静止无功补偿器(SVC) 励磁 汽门 非线性滑模控制 稳定性

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煤层气水力压裂非线性滑模控制器设计 被引量：1

14

作者 姚舜才 马铁华 李峰 《工矿自动化》 北大核心 2016年第3期69-74,共6页

针对在煤层气开采过程中多个水力压裂水泵电动机的协调同步控制问题,提出了非线性滑模控制的方法,给出了水力压裂开采非线性滑模控制器的设计方法,并结合煤层气水力压裂系统对控制器性能进行了分析。仿真分析和实验结果表明,采用非线性... 针对在煤层气开采过程中多个水力压裂水泵电动机的协调同步控制问题,提出了非线性滑模控制的方法,给出了水力压裂开采非线性滑模控制器的设计方法,并结合煤层气水力压裂系统对控制器性能进行了分析。仿真分析和实验结果表明,采用非线性滑模控制器后,在煤层气压裂开采中,煤层气的浓度和单孔流量均有较大程度提高。 展开更多

关键词 煤层气开采 水力压裂 非线性滑模控制

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船舶动态转向避碰行动数学模型 被引量：7

15

作者 王仁强 赵月林 谢宝峰 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期17-20,共4页

阐述避碰几何数学模型中没有考虑船舶操纵性的不足,从船舶操纵运动角度出发,结合现代非线性滑模控制理论,建立船舶动态转向避碰行动数学模型.利用Matlab搭建仿真平台对该数学模型进行实例仿真.结果表明,船舶动态转向避碰行动数学模型可... 阐述避碰几何数学模型中没有考虑船舶操纵性的不足,从船舶操纵运动角度出发,结合现代非线性滑模控制理论,建立船舶动态转向避碰行动数学模型.利用Matlab搭建仿真平台对该数学模型进行实例仿真.结果表明,船舶动态转向避碰行动数学模型可有效解决没有考虑船舶操纵性的不足. 展开更多

关键词 船舶 动态转向 避碰行动 数学模型 非线性滑模控制理论 MATLAB仿真

原文传递

基于扩张观测器的倾转旋翼无人机非线性滑模姿态控制 被引量：1

16

作者 谢梦珊 徐胜 +4 位作者 苏成悦 冯祖勇 陈元电 施振华 罗励为 《环境技术》 2022年第1期167-173,178,共8页

倾转旋翼无人机具有垂直起降和长续航的特点,其潜在的应用前景受到了广泛的关注。但倾转旋翼无人机存在强耦合、非线性和扰动不匹配等问题,这给其姿态控制器设计带来了很大的挑战。本文基于改进的自抗扰算法,将扩展状态观测器(ESO)与非... 倾转旋翼无人机具有垂直起降和长续航的特点,其潜在的应用前景受到了广泛的关注。但倾转旋翼无人机存在强耦合、非线性和扰动不匹配等问题,这给其姿态控制器设计带来了很大的挑战。本文基于改进的自抗扰算法,将扩展状态观测器(ESO)与非线性滑模控制(NSMC)相结合,利用ESO-NSMC(ENC)设计了倾转旋翼无人机姿态控制器,建立了倾转旋翼无人机六自由度非线性数学模型,利用扩张状态观测器对系统的状态和扰动进行估计,设计了非线性滑模控制器以实现有限时间收敛。仿真结果表明,与RSM相比,ENC在悬停、前飞和过渡模式下的平均收敛时间提升率为58.6%、19.6%和3.28%,抗干扰能力分别提升83.5%、25.6%和66.4%,证明该方法具有较好的控制效果和鲁棒性。 展开更多

关键词 倾转旋翼无人机 扩张状态观测器 非线性滑模控制器 姿态控制器 自抗扰控制

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基于扩张状态观测器的有限时间船舶编队控制 被引量：2

17

作者 宁君 陈汉民 +3 位作者 李伟 王启福 李铁山 陈俊龙 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第1期60-66,共7页

[目的]为了解决大多数船舶编队控制算法控制周期长和时效性差的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的有限时间控制策略。[方法]采用一种非线性终端滑模算法,通过对控制律分区域设计,克服传统终端滑模存在的奇异性问题;将非线性终端... [目的]为了解决大多数船舶编队控制算法控制周期长和时效性差的问题,提出一种基于扩张状态观测器(ESO)的有限时间控制策略。[方法]采用一种非线性终端滑模算法,通过对控制律分区域设计,克服传统终端滑模存在的奇异性问题;将非线性终端滑模与图论结合,实现有限时间的船舶编队控制;利用扩张状态观测器观测并补偿船舶模型中的不确定性及外界的干扰,以保证船舶编队控制的精确性;运用Lyapunov理论验证船舶编队控制律的稳定性。[结果]仿真结果表明,采用所提控制策略使整个编队系统误差在5 s左右趋近于0,从而实现了稳定。[结论]该控制策略能有效控制船舶编队,且控制速度快、时效性好。 展开更多

关键词 扩张状态观测器 船舶编队 非线性终端滑模控制 图论

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基于非线性积分滑模的交叉耦合控制研究 被引量：3

18

作者 齐彪 武奕楠 《国外电子测量技术》 2020年第1期113-117,共5页

H型桁架定位平台,凭借其简单的机械结构以及较高的运动稳定性等优势,被广泛应用于超精密测量及半导体加工成型等设备当中。鉴于系统的定位精度、同步性能等指标的不断提升,对H型桁架定位平台系统,基于欧拉-拉格朗日法进行动力学建模,并... H型桁架定位平台,凭借其简单的机械结构以及较高的运动稳定性等优势,被广泛应用于超精密测量及半导体加工成型等设备当中。鉴于系统的定位精度、同步性能等指标的不断提升,对H型桁架定位平台系统,基于欧拉-拉格朗日法进行动力学建模,并设计了一种基于非线性积分滑模控制算法的双交叉耦合同步控制策略。实验结果表明,采用非线性积分滑模控制算法以及双交叉耦合同步控制架构,具有动态稳定度高、鲁棒性强等特点。该方法满足同步控制要求,便于工程实现。 展开更多

关键词 同步控制 交叉耦合控制 非线性积分滑模控制

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基于鲁棒滑模控制的水下航行器运动控制仿真研究 被引量：2

19

作者 何晋秋 佘莹莹 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第6期92-96,共5页

基于水下航行器六自由度空间运动模型,研究应用非线性鲁棒滑模控制方法的自动操纵控制方案。对水下航行器在分离式尾舵且首舵收回状态下的操纵控制方案进行仿真试验,通过数值仿真分析验证所提出算法的有效性。

关键词 水下航行器 收放式首舵 分离式尾舵 非线性鲁棒滑模控制算法

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