检索结果-内蒙古大学图书馆

机械科学与技术 2025年第2期44卷 298-304页

作者：崔云飞刘放李晨晖许沛森黄文建西南交通大学机械工程学院成都610031

针对机械臂在工作时受到的未知干扰较大,非线性系统动力学建模不精确的问题,设计了一种考虑干扰观测器补偿的非奇异快速终端滑模NFTSMC (Non-singular fast terminal sliding mode)算法;将未知干扰引入由拉格朗日动力学推导的机械臂动... 详细信息

针对机械臂在工作时受到的未知干扰较大,非线性系统动力学建模不精确的问题,设计了一种考虑干扰观测器补偿的非奇异快速终端滑模NFTSMC (Non-singular fast terminal sliding mode)算法;将未知干扰引入由拉格朗日动力学推导的机械臂动力学方程中;设计了非线性扰动观测器NDO(Nonlinear disturbance observer)以观测干扰并在控制输入中补偿,并证明了观测器的收敛性;设计了非奇异快速终端滑模面并推导出控制输入,随后用李雅普诺夫稳定性判据证明了系统的收敛性;搭建了二自由度机械臂模型并仿真,验证了本文所设计的控制策略的有效性和优越性。

关键词：非奇异快速终端滑模控制机械臂非线性系统干扰观测器

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基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模控制

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兵器装备工程学报 2025年第4期 293-301页

作者：李思言梁庭福李鑫帅毛汉领广西大学机械工程学院

针对永磁同步电机因外部干扰、电机参数未知、参数摄动等未知因素影响难以实现高性能控制的问题，提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模复合控制方法。建立了忽略电机具体参数的超局部模型，基于... 详细信息

针对永磁同步电机因外部干扰、电机参数未知、参数摄动等未知因素影响难以实现高性能控制的问题，提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模复合控制方法。建立了忽略电机具体参数的超局部模型，基于此构建一种非奇异快速终端滑模面，并引入新型自适应趋近律，实现削弱抖振并加速收敛。通过超螺旋滑模观测器实时更新超局部模型并优化控制效果。仿真结果表明，该复合控制方法相较于现有控制方法，转速响应更快，响应时间为0.007 6 s;受外部干扰时转速波动最小且恢复稳态更快，转速波动为29.496 r/min,恢复稳态时间为0.004 s;受电机参数摄动影响时可快速恢复原定工作状态，具有良好的动态性能、抗干扰能力与稳态控制精度。

关键词：永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模控制超螺旋滑模观测器滑模控制

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多关节机械臂自适应非奇异快速终端滑模控制

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控制工程 2025年第3期32卷 571-576页

作者：朱梦念王亚刚上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

针对二阶非线性多关节机械臂系统模型存在的不确定性和未知干扰问题,以及终端滑模控制中容易出现的奇异问题,首先,提出改进的非奇异快速终端滑模面,并进行了有限时间收敛的证明。然后,针对实际系统中不确定项边界无法轻易获取的问题,在... 详细信息

针对二阶非线性多关节机械臂系统模型存在的不确定性和未知干扰问题,以及终端滑模控制中容易出现的奇异问题,首先,提出改进的非奇异快速终端滑模面,并进行了有限时间收敛的证明。然后,针对实际系统中不确定项边界无法轻易获取的问题,在改进滑模面中加入自适应算法估计不确定性项的边界。最后,通过仿真验证了自适应非奇异快速终端滑模控制器能够使系统稳定地收敛到平衡点,并经过对比验证了所提控制器的轨迹跟踪能力明显优于其他控制器。

关键词：非奇异快速终端滑模控制自适应估计非线性系统系统不确定项边界

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非奇异快速终端滑模控制在高速列车速度跟踪中的应用研究

非奇异快速终端滑模控制在高速列车速度跟踪中的应用研究

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作者：王浩宇华东交通大学

学位级别：硕士

近些年来,我国经济发展水平不断提升,国民的出行更加频繁,我国的交通行业也得到了飞跃式发展。而高速铁路凭借其无与伦比的优势备受人们的青睐。随着高速铁路网的不断扩大,在以安全运行为首要目标的基础上如何提升铁路运营的效率、节能... 详细信息

近些年来,我国经济发展水平不断提升,国民的出行更加频繁,我国的交通行业也得到了飞跃式发展。而高速铁路凭借其无与伦比的优势备受人们的青睐。随着高速铁路网的不断扩大,在以安全运行为首要目标的基础上如何提升铁路运营的效率、节能性以及舒适度等显得尤为重要。本文以CRH380B型高速列车为研究对象,首先采用模型参考自适应控制的方法建立了基于单质点模型的高速列车跟踪控制器。其次,考虑到高速列车的车间作用力等因素对其运行过程的影响,单质点模型难以准确体现高速列车的实际运行状态,以及滑模变结构控制具有优秀的抗干扰能力,能够减小列车运行过程中所受到的外界干扰,故采用滑模变结构控制的方法建立了基于多质点模型的高速列车跟踪控制器,提高了模型的精度,最后利用仿真实验来对速度跟踪控制效果进行验证,通过分析仿真结果与跟踪误差,验证了本文设计的控制器具有高精度与强抗干扰能力等优点。主要研究内容如下: 1、对列车运行过程中的牵引力、制动力以及其他外部阻力等进行受力分析,同时考虑到高速列车的车间作用力,分别建立了高速列车单质点与多质点动力学模型。同时考虑到不同型号的列车对其编组方式带来的差异,因此选择4拖4动的CRH380B型高速列车作为本文的主要研究对象,并基于纵向动力学模型设置仿真实验来验证所设控制方法的有效性。 2、在实际情况下的高速列车运行过程中,由于复杂路况的影响以及运行条件的变化都可能导致系统模型参数的变化,自适应控制中的模型参考自适应控制方法适合解决结构已知,但参数未知的控制系统。因此,本章采用基于单质点模型的模型参考自适应控制策略来设计控制器,利用自适应律来对系统参数进行动态调整,使得列车在面对复杂状况时能够实现对给定速度曲线的渐进跟踪,保证列车安全高效运行。通过仿真分析验证了该方法的有效性。 3、单质点模型建模简单,便于进行研究,但是其无法准确描述列车的真实运行状态,同时滑模变结构控制具有优秀的抗干扰能力,能够应对列车复杂多变的运行状况。相较于普通的线性滑模面来说,非奇异快速终端滑模面的收敛速度较快,并且解决了一般快速终端滑模面中的奇异性现象。综上所述本文采用基于多质点模型的非奇异快速终端滑模控制策略来设计控制器。通过设置仿真实验来对速度跟踪效果进行分析,验证了该方法的有效性。 4、为了提高非奇异快速终端滑模的控制精度,削弱抖振对高速列车运行过程中产生的影响,本章提出了一种基于特殊幂次函数的特殊幂次趋近律,该函数相较于普通趋近律中的符号函数sgn(s)来说变化更加的平缓,在零点处不会发生突变,可以有效的削弱抖振,并设置仿真实验进行分析。通过仿真结果可以得出,本章所设计的控制器相较于未改进前的控制器抖振明显缩小,验证了该方法的有效性。

关键词：高速列车单质点模型多质点模型速度跟踪控制模型参考自适应控制非奇异快速终端滑模控制

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基于WNN的全弹性空间机器人自适应非奇异快速终端滑模控制算法

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中国惯性技术学报 2021年第5期29卷 672-679页

作者：付晓东陈力福州大学机械工程及自动化学院福州350108

针对基座、关节、臂全弹性空间机器人存在建模误差及外部干扰情况下的运动控制及多重振动抑制问题,提出了基于小波神经网络(WNN)、混合轨迹法的自适应非奇异快速终端滑模复合控制算法。利用假设模态法、质心定理、拉格朗日方程,建立了... 详细信息

针对基座、关节、臂全弹性空间机器人存在建模误差及外部干扰情况下的运动控制及多重振动抑制问题,提出了基于小波神经网络(WNN)、混合轨迹法的自适应非奇异快速终端滑模复合控制算法。利用假设模态法、质心定理、拉格朗日方程,建立了全弹性空间机器人动力学模型。然后根据奇异摄动理论将模型降维分解成慢、快变子系统,并设计了应用于慢变子系统的自适应非奇异快速终端滑模控制及快变子系统的双重减振线性最优控制构成的复合控制器。慢变控制器采用WNN结构逼近系统建模误差及扰动的上界,控制器参数通过自适应学习算法在线调整。仿真结果表明,复合控制器能将基座、关节、臂的弹性振动分别抑制在±5 mm、±0.1 rad、±1.8 mm等许可范围内,对建模误差及外部干扰具有鲁棒性,且在2 s内实现对期望轨迹的渐进稳定跟踪。

关键词：弹性基座柔性臂柔性关节空间机器人非奇异快速终端滑模控制

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水下运载器非奇异快速终端滑模控制

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浙江大学学报（工学版） 2014年第9期48卷 1541-1551页

作者：王尧尧顾临怡高明贾现军朱康武浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310027 上海航天控制技术研究所上海200233

针对传统基于线性滑模面的滑模控制方法收敛速度慢、易于颤振的难题,提出一种新型多变量非奇异快速终端滑模控制方法.利用Lyapunov稳定性理论对该方法进行理论分析,结果表明:系统位置跟踪误差和速度跟踪误差将在有限时间内收敛到小球域... 详细信息

针对传统基于线性滑模面的滑模控制方法收敛速度慢、易于颤振的难题,提出一种新型多变量非奇异快速终端滑模控制方法.利用Lyapunov稳定性理论对该方法进行理论分析,结果表明:系统位置跟踪误差和速度跟踪误差将在有限时间内收敛到小球域内,并且小于相同参数条件下传统基于线性滑模面的滑模控制方法.以正在开发的北极星号遥控水下运载器的四自由度控制为研究对象,将该方法和基于指数趋近律的传统滑模控制方法进行仿真对比,结果表明:当存在较强未知外干扰和较大参数不确定性以及测量噪声时,该方法相对传统滑模控制方法可以获得更快的动态响应速度、更高的稳态控制精度和更平滑的控制输入.

关键词：水下运载器动力定位滑模控制非奇异快速终端滑模控制多变量控制

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电子节气门的非奇异快速终端滑模控制

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湖南大学学报（自然科学版） 2017年第8期44卷 70-76页

作者：孟志强喻文陈燕东高信严国鹏湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082

为了提高汽车电子节气门开度控制的响应速度和精确度,研究与设计了一种非奇异快速终端滑模控制策略.建立了电子节气门控制系统的非线性数学模型;利用节气门阀片实际开度与期望开度的误差及误差的导数设计非奇异快速终端滑模面和终端吸引... 详细信息

为了提高汽车电子节气门开度控制的响应速度和精确度,研究与设计了一种非奇异快速终端滑模控制策略.建立了电子节气门控制系统的非线性数学模型;利用节气门阀片实际开度与期望开度的误差及误差的导数设计非奇异快速终端滑模面和终端吸引子,使用扩张状态观测器估计开度的一阶导数,设计了不存在奇异控制量且收敛快速的节气门非奇异快速终端滑模控制器,证明了这种控制器的李雅普若夫稳定性;对4种参考输入信号使用非奇异快速终端滑模控制和普通滑模控制在MATLAB/simulink中进行了仿真.仿真结果表明,相比于普通滑模控制方法,非奇异快速终端滑模控制方法具有更短的调节时间和更小的跟踪误差,在4种参考输入信号的作用下,普通滑模控制器需要1s甚至1.2s的时间才可基本实现跟踪,且跟踪误差较大,而非奇异快速终端滑模控制器可确保电子节气门开度在0.1s实现对参考信号的跟踪,且跟踪误差的绝对值小于0.2°,同时冲击扰动信号作用下的仿真结果表明非奇异快速终端滑模控制器具有较好的鲁棒性.

关键词：电子节气门非奇异快速终端滑模控制扩张状态观测器李雅普诺夫稳定性

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非匹配不确定系统的自适应反步非奇异快速终端滑模控制

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控制与决策 2012年第10期27卷 1584-1587,1592页

作者：李浩窦丽华苏中北京理工大学自动化学院复杂系统智能控制与决策教育部重点实验室北京100081 北京信息科技大学现代测控技术教育部重点实验室北京100081

针对一类阶非匹配不确定系统,提出一种自适应反步非奇异快速终端滑模控制方法.控制的前n-1步采用自适应反步控制策略,消除非匹配不确定性的影响;最后一步利用误差的积分构造非奇异快速终端滑模面,设计控制律使系统第n个状态有限时间收敛... 详细信息

针对一类阶非匹配不确定系统,提出一种自适应反步非奇异快速终端滑模控制方法.控制的前n-1步采用自适应反步控制策略,消除非匹配不确定性的影响;最后一步利用误差的积分构造非奇异快速终端滑模面,设计控制律使系统第n个状态有限时间收敛.该方法对系统中匹配和非匹配不确定项均具有鲁棒性,比自适应反步终端滑模方法具有更快的收敛速度.理论分析证明了闭环系统的稳定性,仿真结果验证了该方法的有效性.

关键词：非奇异快速终端滑模控制自适应控制反步控制非匹配不确定性

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六自由度机械臂的非奇异快速终端滑模控制

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吉林大学学报（工学版） 2014年第3期44卷 735-741页

作者：胡立坤马文光赵鹏飞卢子广广西大学电气工程学院南宁530004

首先对快速终端滑模控制方法应用到六自由度机械臂系统时存在的奇异问题进行了分析。然后提出了一种新的非奇异快速终端滑模控制方法,并基于Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。最后将非奇异快速终端滑模控制器应用于六自由度机械臂... 详细信息

首先对快速终端滑模控制方法应用到六自由度机械臂系统时存在的奇异问题进行了分析。然后提出了一种新的非奇异快速终端滑模控制方法,并基于Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。最后将非奇异快速终端滑模控制器应用于六自由度机械臂运动控制中,试验结果表明:非奇异快速终端滑模控制提高了六自由度机械臂位姿控制的稳定性、精确性、快速收敛性和鲁棒性。

关键词：自动控制技术六自由度机器臂非奇异快速终端滑模控制李雅普诺夫理论

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不确定二阶系统的非奇异快速终端滑模控制

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航天控制 2014年第4期32卷 8-12页

作者：李浩梁婕梁海波吕章刚北京航天自动控制研究所北京100854

针对不确定SISO二阶系统中存在不确定参数、扰动等影响,研究非奇异快速终端滑模控制算法,设计控制器,理论上证明了系统的稳定性和输出误差的有限时间收敛,与采用线性滑模面的滑模控制方法相比,该方法提高了系统的响应性能。最后通过仿... 详细信息

针对不确定SISO二阶系统中存在不确定参数、扰动等影响,研究非奇异快速终端滑模控制算法,设计控制器,理论上证明了系统的稳定性和输出误差的有限时间收敛,与采用线性滑模面的滑模控制方法相比,该方法提高了系统的响应性能。最后通过仿真证明了该方法的有效性。

关键词：二阶系统非奇异快速终端滑模控制稳定性有限时间收敛

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