检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2024年第S1期45卷 335-345页

作者：鲁明宿诺赵维珩曹歌田利梅张强北京控制工程研所北京100190

单框架控制力矩陀螺(SGCMG)是空间飞行器姿态控制的重要组成部分。对柔性隔振器和太空中存在的未知干扰影响,设计了一种基于积分终端滑模控制器(ITSMC)和有限时间干扰观测器(FTDO)的复合控制方案,它能够消除柔性隔振器中存在的不确定干... 详细信息

单框架控制力矩陀螺(SGCMG)是空间飞行器姿态控制的重要组成部分。对柔性隔振器和太空中存在的未知干扰影响,设计了一种基于积分终端滑模控制器(ITSMC)和有限时间干扰观测器(FTDO)的复合控制方案,它能够消除柔性隔振器中存在的不确定干扰,并在收敛时间内达到期望速度。与传统PI控制器相比,设计的积分终端滑模的波动幅度和振荡频率更低,稳态误差≤0.032,调节时间快40%,超调量降低24%,抗扰能力更强;在积分末端滑模控制器上设计有限时间观测器进行抗干扰补偿,组成的复合控制器稳态误差再次缩小不超过0.003,超调量降低至1%,具有低抖震、强抗干扰效果,对于空间中存在的未知干扰进行了有力的消除。最后,通过MATLAB仿真验证了上述方法可以达到预期效果。

关键词：单框架控制力矩陀螺柔性支撑动态积分终端滑模干扰观测器抗干扰

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机械臂自适应超螺旋积分终端滑模控制

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机械科学与技术 2023年

作者：张岳刘振江保平高存臣青岛大学自动化学院苏州科技大学电子与信息工程学院中国海洋大学数学科学学院

针对■-自由度不确定性刚性机械臂动力学系统，提出了一种新的自适应超螺旋积分终端滑模控制方法，以实现机械臂系统的轨迹跟踪控制。首先，给出了一种新型的积分终端滑模面设计，并基于所提出的改进变指数趋近律方案，设计了系统的自... 详细信息

针对■-自由度不确定性刚性机械臂动力学系统，提出了一种新的自适应超螺旋积分终端滑模控制方法，以实现机械臂系统的轨迹跟踪控制。首先，给出了一种新型的积分终端滑模面设计，并基于所提出的改进变指数趋近律方案，设计了系统的自适应滑模变结构控制器，以有效地抑制系统的未知不确定性和外界扰动，并保证系统快速到达滑模面，降低系统的抖振。其次，通过构造合适的Lyapunov函数，对机械臂误差系统的收敛性进行了分析。最后，利用二自由度机械臂系统模型进行仿真实验，验证了所提出控制方法的有效性。

关键词：机械臂积分终端滑模自适应律超螺旋算法

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泵控系统的积分终端滑模位置控制

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液压与气动 2024年第8期48卷 119-127页

作者：沈伟林银宁张广成上海理工大学机械工程学院上海200082

为提高执行器的响应速度、鲁棒性和控制精度,提出了一种新型控制技术,将扩张状态观测器与反步积分终端滑模预设性能控制器相结合。首先,将非线性干扰观测器与扩张状态观测器融合,实现对状态量、外部干扰和匹配干扰的观测。然后,在控制... 详细信息

为提高执行器的响应速度、鲁棒性和控制精度,提出了一种新型控制技术,将扩张状态观测器与反步积分终端滑模预设性能控制器相结合。首先,将非线性干扰观测器与扩张状态观测器融合,实现对状态量、外部干扰和匹配干扰的观测。然后,在控制器中引入积分终端滑模和规定性能约束,以加快执行器在位移误差远离平衡点时的跟踪误差收敛速度,并确保瞬态和稳态位置响应在要求的有界范围内。最后,基于李雅普诺夫方法对控制器进行稳定性分析。结果表明:在跟踪具有外负载干扰的复合轨迹情况下,设计的控制器能保证瞬态性能和规定的跟踪精度,与反步滑模控制器和PID相比,所提出的控制器具有更佳的控制性能。

关键词：泵控系统积分终端滑模规定性能约束扩张状态观测器

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变论域模糊补偿的机械臂积分终端滑模控制

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现代制造工程 2023年第7期 37-44,105页

作者：李敏无锡工艺职业技术学院机电与信息工程学院宜兴214200

为了减小机械臂在环境扰动、参数漂移和建模误差等影响下的轨迹跟踪误差,设计了基于积分终端滑模和变论域模糊补偿的组合控制器。采用拉格朗日方程建立了机械臂系统的动力学模型,制定了不确定因素影响下机械臂跟踪控制方案;设计的积分... 详细信息

为了减小机械臂在环境扰动、参数漂移和建模误差等影响下的轨迹跟踪误差,设计了基于积分终端滑模和变论域模糊补偿的组合控制器。采用拉格朗日方程建立了机械臂系统的动力学模型,制定了不确定因素影响下机械臂跟踪控制方案;设计的积分终端滑模控制器可以将系统初始状态限制在滑模面上,消除了控制过程的抖振并提高了跟踪速度;提出了自适应论域策略,该策略可以提高补偿力矩的输出细粒度,并将变论域模糊算法用于不确定因素补偿。经实验验证,变论域模糊补偿控制对关节1角位置的最大跟踪误差为0.103 rad,误差绝对均值为0.025 rad,对关节2角位置的最大跟踪误差为0.073 rad,误差绝对均值为0.012 rad,跟踪控制精度高于模糊补偿控制、RBF-BP控制和自适应鲁棒控制,验证了变论域模糊补偿控制方法的有效性和先进性。

关键词：机械臂控制变论域模糊算法积分终端滑模参数漂移输出细粒度

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基于趋近律的互补积分终端滑模音圈电机控制

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电子测量技术 2022年第3期45卷 67-71页

作者：李波梁宇飞李国栋石上瑶中北大学软件学院太原030051 山西省特殊环境下机器人与智能装备技术联合实验室太原030051

音圈电机(VCM)主要应用于小范围直线定位场景,需保证其拥有高精度及高鲁棒性,并且由于电机参数及摩擦力等影响,VCM是非线性且时变的。本文从VCM工作原理分析并建立对应二阶系统模型。控制策略上采用滑模控制和状态观测器的结合,针对滑... 详细信息

音圈电机(VCM)主要应用于小范围直线定位场景,需保证其拥有高精度及高鲁棒性,并且由于电机参数及摩擦力等影响,VCM是非线性且时变的。本文从VCM工作原理分析并建立对应二阶系统模型。控制策略上采用滑模控制和状态观测器的结合,针对滑模控制的抖振问题分别从滑模面和趋近律方向分别提出对应解决方案。滑模面采用互补积分终端滑模控制(CISMC),在减小抖振的基础上,采用齐次理论设计的积分终端滑模实现了有限时间的收敛性;趋近律采用幂次趋近律和fal非线性函数的结合,可以更快的到达滑模面;在滑模控制外采用状态观测器(ESO)对系统扰动等进行前馈补偿,提出了一种基于趋近律的互补积分终端滑模控制(CISMC)。根据推导的数学模型在MATLAB/Simulink中建立系统仿真模型,通过仿真实验表明CISMC+ESO的方案,在跟踪正弦信号相较于互补滑模控制(CSMC)+ESO方案,稳定误差最大减少75%,完全跟踪时间最大减小28.5%;在跟踪斜坡信号时,稳态误差明显减少较大,完全跟踪时间最大减小84%。实验表明其在系统控制精度和鲁棒性方面都有明显提高。

关键词：音圈电机互补滑模控制积分终端滑模趋近律

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基于负载观测器的永磁同步电机伺服系统积分终端滑模控制

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电机与控制应用 2023年第4期50卷 26-31,38页

作者：邹文斌潘松峰刘旭东张智鑫青岛大学自动化学院山东青岛266071

为了优化永磁同步电机(PMSM)伺服系统控制性能,提出了基于负载观测器和积分终端滑模控制器的复合控制策略。首先,建立了考虑负载扰动的PMSM模型。然后,基于滑模面和趋近律设计了积分终端滑模控制器;为了抑制负载扰动,引入负载转矩观测器... 详细信息

为了优化永磁同步电机(PMSM)伺服系统控制性能,提出了基于负载观测器和积分终端滑模控制器的复合控制策略。首先,建立了考虑负载扰动的PMSM模型。然后,基于滑模面和趋近律设计了积分终端滑模控制器;为了抑制负载扰动,引入负载转矩观测器,并通过李雅普诺夫定理证明了系统具有稳定性并可在有限时间内收敛。最后,仿真结果表明该控制策略的位置跟踪精度更高,响应速度更快,抗负载能力更强。

关键词：永磁同步电机位置控制积分终端滑模负载观测器

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三轴机载光电系统的模糊滑模鲁棒控制方法

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红外与激光工程 2022年第8期51卷 372-377页

作者：雷根平刘婷婷河南机电职业学院信息工程学院河南郑州451191 郑州西亚斯学院电子信息工程学院河南郑州451150

为了克服机体振动和气流扰动对三轴机载光电系统对准精度的影响,提出了一种模糊滑模鲁棒控制方法。首先根据坐标转换关系建立了三轴机载光电系统的数学模型,然后引入模糊算法准确估计干扰大小,并设计了模糊滑模鲁棒控制律,最后给出了稳... 详细信息

为了克服机体振动和气流扰动对三轴机载光电系统对准精度的影响,提出了一种模糊滑模鲁棒控制方法。首先根据坐标转换关系建立了三轴机载光电系统的数学模型,然后引入模糊算法准确估计干扰大小,并设计了模糊滑模鲁棒控制律,最后给出了稳定性分析,能够确保三轴机载光电系统对目标方位的高精度跟踪。仿真结果表明:提出的方法与分数阶控制方法相比,表现出了更优的控制效果,可在300 ms内稳定跟踪指令信号,最大干扰估计误差仅为0.2 N·m,且具有更高的控制精度,对俯仰角、滚转角和航向角的最大跟踪误差分别仅为0.5°、0.7°和0.4°,大幅提高了三轴机载光电系统的对准精度。

关键词：三轴机载光电系统干扰模糊算法积分终端滑模鲁棒控制

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配置弹簧阻尼空间机器人基于灰狼优化算法的双臂捕获卫星操作缓冲柔顺控制

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控制与决策 2022年第11期37卷 2779-2789页

作者：朱安陈力福州大学机械工程及自动化学院福州350116

空间机器人在捕获卫星操作过程中会发生剧烈碰撞,若不对其脆弱的关节进行保护,则可能造成空间机器人的损坏.为此在空间机器人关节电机与机械臂之间加入一种弹簧阻尼机构,该机构不仅可以在碰撞过程中缓冲、吸收冲击能量,而且可以通过设... 详细信息

空间机器人在捕获卫星操作过程中会发生剧烈碰撞,若不对其脆弱的关节进行保护,则可能造成空间机器人的损坏.为此在空间机器人关节电机与机械臂之间加入一种弹簧阻尼机构,该机构不仅可以在碰撞过程中缓冲、吸收冲击能量,而且可以通过设计与之配合的柔顺策略实现混合体系统的镇定控制.首先,针对捕获前的双臂空间机器人开环系统与目标卫星系统,分别利用Lagrange法与Newton-Euler法建立分体系统动力学模型;结合动量定理、速度约束、闭链几何约束及牛顿第三定律,导出捕获后的闭链混合体系统动力学模型,并计算冲击效应与碰撞力;然后,针对混合体系统的控制问题,提出一种配合弹簧阻尼机构的积分终端滑模控制方案,通过灰狼优化算法对滑模控制器的参数进行优化,实现混合体系统快速、稳定的镇定控制;最后,利用Lyapunov定理证明系统的稳定性,并通过数值仿真验证缓冲机构的抗冲击性能与柔顺策略的有效性.

关键词：双臂空间机器人捕获操作弹簧阻尼机构积分终端滑模灰狼优化算法柔顺策略

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基于干扰观测器的无人机固定时间位姿一体化控制方法

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制造业自动化 2023年第1期45卷 149-155页

作者：熊航张海朝秦轲王思琪李波上海海事大学物流科学与工程研究院上海201306

针对存在外部干扰的倾转四旋翼无人机飞行控制问题,提出一种基于干扰观测器和积分终端滑模的固定时间六自由度位姿一体化控制方法。首先,利用对偶四元数建立了倾转四旋翼无人机六自由度飞行控制系统模型。继而,利用固定时间干扰观测器... 详细信息

针对存在外部干扰的倾转四旋翼无人机飞行控制问题,提出一种基于干扰观测器和积分终端滑模的固定时间六自由度位姿一体化控制方法。首先,利用对偶四元数建立了倾转四旋翼无人机六自由度飞行控制系统模型。继而,利用固定时间干扰观测器实时估计的外部扰动信息,设计一种基于积分终端滑模的固定时间控制方案,实现无人机的轨迹跟踪控制,并通过Lyapunov理论分析闭环控制系统的固定时间收敛性能。最后,数值仿真结果验证了该控制方法的有效性与正确性。

关键词：位姿一体化控制倾转四旋翼无人机对偶四元数干扰观测器积分终端滑模

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轮毂电机驱动电动汽车横摆稳定性控制

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控制工程 2021年第6期28卷 1075-1085页

作者：汪永嘉合肥工业大学汽车与交通工程学院安徽合肥230009

针对轮毂电机驱动的电动汽车的横摆稳定性问题,提出了一种基于极限学习机(ELM)网络的直接横摆力矩控制方法。采用自适应积分终端滑模(AITSM)控制策略设计横摆角速度控制器,并通过ELM的快速在线学习能力实现在闭环系统中进行集总干扰估... 详细信息

针对轮毂电机驱动的电动汽车的横摆稳定性问题,提出了一种基于极限学习机(ELM)网络的直接横摆力矩控制方法。采用自适应积分终端滑模(AITSM)控制策略设计横摆角速度控制器,并通过ELM的快速在线学习能力实现在闭环系统中进行集总干扰估计和补偿。控制器的主要贡献在于,一是实现横摆角速度跟踪误差的有限时间收敛,二是引入了ELM扰动估计技术,减少了传统滑模控制对系统扰动先验知识的依赖。仿真结果表明,使用所提出的控制器策略,车辆横摆角速度跟踪精度和系统强鲁棒性得到了提升,实现了更好的车辆横摆稳定性和操控性能。

关键词：电动汽车积分终端滑模极限学习机

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