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结合改进趋近律和扰动补偿的PMSM滑模控制

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农业装备与车辆工程 2023年第9期61卷 82-86页

作者：李勇诸德宏江苏大学电气信息工程学院江苏省镇江市212001

为了进一步提高永磁同步电机滑模调速控制系统的性能,提出一种基于改进趋近律和扰动补偿的综合控制策略。首先,针对传统指数趋近律中趋近速度和系统抖振幅度存在矛盾的问题,引入滑模面的幂次函数和系统状态变量的范数设计了一种改进趋近... 详细信息

为了进一步提高永磁同步电机滑模调速控制系统的性能,提出一种基于改进趋近律和扰动补偿的综合控制策略。首先,针对传统指数趋近律中趋近速度和系统抖振幅度存在矛盾的问题,引入滑模面的幂次函数和系统状态变量的范数设计了一种改进趋近律,其可根据系统状态动态调节控制过程,并对改进趋近律进行了抑制抖振效果的分析和稳定性分析;其次,针对系统受到扰动影响稳定性的问题,设计了一种扩展的滑模扰动观测器,对扰动进行实时观测并补偿到系统中。MATLAB/Simulink仿真结果表明:基于改进趋近律和扰动观测器的综合控制方法可以提高控制系统的鲁棒性和动态响应性能。

关键词：永磁同步电机滑模控制改进趋近律扰动补偿

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基于改进趋近律的滑模控制在机械臂中的应用

高技术通讯 2018年第6期28卷 534-546页

作者：张俊辉刘斌蒋峥张永武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室武汉430081

针对滑模变结构控制中指数趋近律引起较大抖振的问题,采用改进的饱和函数来代替符号函数,对指数趋近律进行了改进,并给出了滑模可达性证明。以6自由度机械臂数学模型为被控对象进行了仿真,结果说明改进趋近律相比指数趋近律能削弱系统... 详细信息

针对滑模变结构控制中指数趋近律引起较大抖振的问题,采用改进的饱和函数来代替符号函数,对指数趋近律进行了改进,并给出了滑模可达性证明。以6自由度机械臂数学模型为被控对象进行了仿真,结果说明改进趋近律相比指数趋近律能削弱系统的抖振,相比采用饱和函数作为切换函数的指数趋近律能精确跟踪期望轨迹。最后将基于改进趋近律的滑模控制算法与采用饱和函数作为切换函数的指数趋近律滑模控制算法运用于实物机械臂系统中,并进行了对比,验证了基于改进趋近律滑模控制算法的可行性和实用性。

关键词：改进趋近律机械臂滑模控制抖振

基于改进趋近律滑模控制的钢结构柔性探伤机器人轨迹跟踪

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高技术通讯 2020年第12期30卷 1264-1273页

作者：艾青林王国栋徐巧宁浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室杭州310023

为解决钢结构柔性探伤机器人在轨迹跟踪中存在控制模型复杂、跟踪速度慢和跟踪精度不高的问题,提出一种基于改进趋近律的滑模控制方法。将柔性机器人前后车体作为单独的移动机器人进行运动学分析,通过欧拉-伯努利梁方程求解前后车体与... 详细信息

为解决钢结构柔性探伤机器人在轨迹跟踪中存在控制模型复杂、跟踪速度慢和跟踪精度不高的问题,提出一种基于改进趋近律的滑模控制方法。将柔性机器人前后车体作为单独的移动机器人进行运动学分析,通过欧拉-伯努利梁方程求解前后车体与连接钢带之间的运动约束,得出柔性机器人整体运动学模型。在此基础上,通过反演方法设计一种基于改进趋近律的滑模控制器,加快跟踪误差的收敛速度并降低控制系统抖振。基于改进趋近律滑模控制对柔性机器人小车轨迹跟踪进行仿真实验,结果表明,改进趋近律滑模控制方法可以使柔性机器人快速跟踪期望轨迹进行运动,并且具有较好的跟踪精度和稳定性。

关键词：钢结构探伤柔性机器人轨迹跟踪改进趋近律滑模控制

基于改进趋近律的离散滑模重复控制器的设计及应用

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基于改进趋近律的离散滑模重复控制器的设计及应用

作者：高雪微天津理工大学

学位级别：硕士

在实际的工业生产中,有重复控制任务的系统较为常见,与此同时随着计算机在控制领域的普遍应用,离散系统的研究越来越受到人们的关注。而这些系统中可能还存在着参数扰动,外界干扰和未建模动态干扰等未知干扰。随着工业生产中对产品精度... 详细信息

在实际的工业生产中,有重复控制任务的系统较为常见,与此同时随着计算机在控制领域的普遍应用,离散系统的研究越来越受到人们的关注。而这些系统中可能还存在着参数扰动,外界干扰和未建模动态干扰等未知干扰。随着工业生产中对产品精度的要求日益严格,针对具有重复特性和未知因素干扰的系统,提出高精度的控制跟踪方法具有重要的理论和实际意义。本文首先根据抛物线函数在0和±1时连续不间断的特点,结合常见的指数趋近律,将抛物线函数嵌入指数趋近律,得到改进的趋近律,进而推导出滑模控制器,用伺服电机模型进行仿真,得到的结果显示基于改进趋近律设计的离散滑模控制器得到的准滑模带更窄,减小了系统振荡,使控制精度得以提升。在单输入单输出的离散重复时间系统中,将所得到的离散滑模控制器结合重复控制方法,得到离散滑模重复控制器,对存在单周期干扰的系统进行收敛性能分析,推导出单调收敛层、绝对收敛层、稳态误差带,用伺服电机模型进行仿真,仿真结果显示,在离散滑模重复控制器的作用下,系统在第二个周期收敛到准滑模带附近,准滑模带宽度随参数变化而变化,且准滑模带可以收敛到很小的带宽中。其次,在存在多周期干扰的系统中,基于改进趋近律设计离散滑模子重复控制器,并将子重复控制器并联形成离散滑模多周期重复控制器,对存在多周期干扰的系统进行收敛性能分析,推导出绝对收敛层、稳态误差带和趋近步数,仿真结果显示,在离散滑模多周期重复控制器的作用下,系统快速收敛到滑模面附近,并且准滑模带可以收敛到很小的带宽中,震荡幅度极小。在直线伺服电机的仿真结果证明了所提算法的有效性。最后,进行实物实验验证,压电促动器的震动实验以及在多缸液压系统上进行的重复操作实验,都证明了所提离散滑模重复控制器对于重复系统的跟踪控制问题的有效性。本文针对离散时间重复系统进行研究,基于改进趋近律进行控制器设计,将滑模控制方法与重复控制方法相结合,得到了滑模重复控制器,提高了控制精度。在此基础上,对存在多周期干扰的系统,将所设计的子重复控制器叠加,从而得到最终控制器,提升了收敛速度,改善了控制品质。在压电促动器上的实验,证明了所提算法的有效性,在多缸液压系统的应用中,解决了液压系统中重复操作的控制问题,扩展了重复控制领域的研究范畴。

关键词：离散系统改进趋近律滑模控制重复控制收敛性能

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基于改进指数趋近律的机械臂控制器设计

中阿科技论坛（中英文） 2020年第8期 71-74页

作者：梁骅旗陆畅陕西铁路工程职业技术学院陕西渭南71400

针对机械臂控制系统广泛应用的滑模控制策略,存在抖振幅度大、对外界干扰敏感等问题,提出改进指数趋近律的滑模控制器。该策略采用干扰观测器对机械臂的建模误差及外部扰动实时监测;基于饱和函数,提出了一种改进指数趋近律;在此基础上... 详细信息

针对机械臂控制系统广泛应用的滑模控制策略,存在抖振幅度大、对外界干扰敏感等问题,提出改进指数趋近律的滑模控制器。该策略采用干扰观测器对机械臂的建模误差及外部扰动实时监测;基于饱和函数,提出了一种改进指数趋近律;在此基础上设计滑模控制律,用Lyapunov方程验证系统的可到达性。仿真结果表明,该控制器能快速跟踪给定信号,减小系统抖振,有效地克服外界干扰,提高机械臂的控制性能。

关键词：机械臂干扰观测器改进趋近律

基于非线性干扰观测器的IPMSM改进无模型滑模控制

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广东工业大学学报 2024年

作者：谷爱昱庞城洁黎家麟陈志凯孟洋广东工业大学自动化学院

针对内置式永磁同步电机参数摄动导致模型不确定而影响系统控制性能的问题，提出一种基于非线性干扰观测器的内置式永磁同步电机改进无模型滑模控制方法。首先，建立考虑参数摄动的内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchr... 详细信息

针对内置式永磁同步电机参数摄动导致模型不确定而影响系统控制性能的问题，提出一种基于非线性干扰观测器的内置式永磁同步电机改进无模型滑模控制方法。首先，建立考虑参数摄动的内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor, IPMSM)新型超局部模型；其次，利用改进滑模趋近律设计滑模控制器作为无模型控制中的反馈控制器；然后，设计非线性干扰观测器来观测估计无模型控制中的未知复杂项；最后，与传统无模型滑模控制方法进行仿真实验对比；仿真实验结果证明所提方法能有效解决系统参数摄动影响电机控制性能等问题，验证了所提方法的有效性及优越性。

关键词：内置式永磁同步电机改进趋近律无模型滑模控制非线性干扰观测器

环境信息实时感知的图书馆搬运机器人自动化控制系统

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计算机测量与控制 2024年第7期32卷 181-188页

作者：何佳西安思源学院图书馆西安710038

图书馆搬运机器人对于图书馆数字化、便捷化能够起到重要的促进作用;提出一种结合双目视觉进行环境感知的方式,同时通过改进趋近律的双闭环非线性变结构控制,解决传统控制方式当中向理想轨迹趋近速度与抖振现象之间的矛盾关系;经过实验... 详细信息

图书馆搬运机器人对于图书馆数字化、便捷化能够起到重要的促进作用;提出一种结合双目视觉进行环境感知的方式,同时通过改进趋近律的双闭环非线性变结构控制,解决传统控制方式当中向理想轨迹趋近速度与抖振现象之间的矛盾关系;经过实验验证,在趋近律速度上,文章提出的改进趋近律控制方式实际轨迹与理想轨迹的差值在0.009至0.197的范围之内,传统等速趋近律方式实际轨迹与理想轨迹的差值最好情况为滑膜增益是0.3时,差值在0.098至0.354之间;同时在针对环境信息实时感知的实验中,图书馆搬运机器人的入位准确率高达97.8%,证明了系统的高效性及可靠性;相比之下,基于环境信息实时感知的图书馆搬运机器人自动化控制系统更具优越性。

关键词：图书馆搬运机器人自动化控制双目视觉改进趋近律环境感知

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基于改进自适应趋近律的弹丸协调臂滑模控制

机械与电子 2021年第4期39卷 43-48页

作者：潘润超李志刚南京理工大学机械工程学院江苏南京210094

针对某火炮弹丸协调臂电液伺服系统在传统滑模控制趋近律下存在抖振现象和收敛速度慢等问题,提出一种基于改进自适应趋近律的弹丸协调臂滑模控制。当系统状态变量距离切换面较远的时候,幂次项起主要作用;当系统状态变量距离切换面较近时... 详细信息

针对某火炮弹丸协调臂电液伺服系统在传统滑模控制趋近律下存在抖振现象和收敛速度慢等问题,提出一种基于改进自适应趋近律的弹丸协调臂滑模控制。当系统状态变量距离切换面较远的时候,幂次项起主要作用;当系统状态变量距离切换面较近时,自适应变速项起主要作用,随着状态变量变化自适应调节变速项系数,直到状态变量收敛到稳定点。当系统存在参数不确定性和外界扰动时,滑模状态变量可在有限时间收敛到边界层宽度为2.6的稳定误差界内。仿真结果表明,控制策略能有效提高系统的动态精度和到位精度,提高系统的鲁棒性。

关键词：弹丸协调臂改进趋近律电液伺服系统自适应滑模控制

基于扩展滑模扰动观测器的永磁同步电机新型无模型滑模控制

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中国电机工程学报 2022年第6期42卷 2375-2385页

作者：赵凯辉戴旺坷周瑞睿冷傲杰刘文昌邱鹏旗黄刚吴公平湖南工业大学电气与信息工程学院湖南省株洲市412007 湖南工业大学交通工程学院湖南省株洲市412007 湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统采用传统PI控制算法时因参数摄动而导致电机控制性能下降的问题,提出一种转速环改进型无模型滑模控制方法(improved model-free sliding mode control,IMFSMC)。首先... 详细信息

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)控制系统采用传统PI控制算法时因参数摄动而导致电机控制性能下降的问题,提出一种转速环改进型无模型滑模控制方法(improved model-free sliding mode control,IMFSMC)。首先,建立PMSM在参数摄动时的新型超局部模型。其次,采用一种改进趋近律设计转速环无模型滑模反馈控制器;同时利用扩展滑模扰动观测器(extended sliding mode disturbance observer,ESMDO)估计超局部模型中的未知部分,并通过Lyapunov稳定性理论证明了该控制器和观测器的稳定性。最后,与PI控制以及传统无模型滑模控制的仿真和实验对比,结果证明所提方法能有效改善PMSM在发生参数摄动时的暂稳态性能,降低对电机模型的依赖,提升系统鲁棒性和抗干扰性能。

关键词：永磁同步电机新型超局部模型无模型滑模控制改进趋近律扩展滑模扰动观测器