带记忆比例–积分–时滞输出滑模控制器设计

作     者：李习康 许璟 牛玉刚 LI Xi-kang;XU Jing;NIU Yu-gang

作者机构：华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室上海200237 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2022年第39卷第12期

页      面：2254-2261页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61803156 62073139)资助 

主　　题：时滞 滑模控制 PIR滑模面 鲁棒性 频域分析 

摘      要：传统的比例–积分–微分(PID)滑模控制具有高频测量噪声鲁棒性差、参数整定方法复杂等缺点.针对上述问题,本文设计了一种基于带记忆输出反馈的比例–积分–滞后(PIR)滑模控制器,并提出了基于频域分析的控制器参数自整定方法.在控制器选型上,将“带记忆反馈机制引入到滑模面设计中,提高滑模面的平滑滤波和高频噪声抑制能力.首先,基于PIR滑模面设计了等效控制律,实现输出反馈下的闭环系统的滑模态稳定.其次,分析了基于输出反馈的PIR滑模面的有限时间可达性,确保系统在存在匹配扰动时仍保持良好的鲁棒性.最后,在控制器参数整定方面,通过迭代消除法消去时滞项在闭环特征方程中的影响,同时基于衰减速率对系统进行极点配置,实现PIR参数的在线自整定.仿真结果表明,该整定方法能够保证闭环二阶系统具有良好的鲁棒性和抗干扰性能.