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基于干扰补偿的高速动车组固定时间控制方法
1
作者
李中奇
陈磊
周靓
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期4417-4430,共14页
考虑高速动车组运行时存在的环境干扰、模型参数摄动以及控制器故障等问题,以快速、稳定地跟踪期望速度为控制目标,提出一种基于干扰补偿的全局固定时间积分滑模控制策略。在给出闭环必要的系统假设后,实现了对给定速度的精确跟踪,从而...
考虑高速动车组运行时存在的环境干扰、模型参数摄动以及控制器故障等问题,以快速、稳定地跟踪期望速度为控制目标,提出一种基于干扰补偿的全局固定时间积分滑模控制策略。在给出闭环必要的系统假设后,实现了对给定速度的精确跟踪,从而保证了高速列车的安全平稳运行。通过对高速动车组进行动力学分析,建立了符合其运行规律的多质点非线性模型,然后,针对模型扰动项,设计终端滑模干扰观测器用以削弱扰动,且具有固定时间收敛特性。为保证系统鲁棒性设计固定时间全局积分滑模面,针对传统指数趋近律造成的滑模抖振问题,引入改进的变幂次趋近律消除滑模抖振,最终设计出基于终端滑模干扰观测器的全局积分滑模控制器。应用李亚普洛夫判据证明系统的稳定性和全局固定时间收敛之后,以实验室配备的高速动车组运行仿真平台对该方法进行测试并与传统滑模方法进行对比。仿真结果表明:所提控制方法与传统滑模方法相比,在有外部扰动、系统内部模型摄动以及车辆控制器故障时均表现出较强的抗干扰性和较高的控制精度,具有更好的鲁棒性,且车钩力震荡幅度更小,控制器的输出也更为平滑。在保证高速动车组的安全、准确、平稳运行的同时,提升了旅客的乘车体验。研究结果为进一步提升高速动车组运行安全和保障提供参考价值。
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关键词
高速动车组
终端滑模干扰观测器
固定时间收敛
全局积分
滑模
变幂次趋近律
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职称材料
执行器饱和情况下四旋翼无人机的快速终端滑模控制
被引量：
13
2
作者
马亚丽
宗群
+1 位作者
董琦
尤明
《信息与控制》
CSCD
北大核心
2017年第2期204-210,217,共8页
针对四旋翼无人机提出了一种基于多环控制结构的非奇异快速终端滑模控制方法,以提高四旋翼无人机的收敛速度并解决一般快速终端滑模中存在的奇异问题.在实际应用中,四旋翼无人机存在模型不确定、外部干扰、执行器饱和等问题.首先,在位...
针对四旋翼无人机提出了一种基于多环控制结构的非奇异快速终端滑模控制方法,以提高四旋翼无人机的收敛速度并解决一般快速终端滑模中存在的奇异问题.在实际应用中,四旋翼无人机存在模型不确定、外部干扰、执行器饱和等问题.首先,在位置环和姿态环考虑系统模型不确定和外部干扰的情况,结合自适应方法设计非奇异快速终端滑模控制器,抑制不确定和扰动的影响;然后,在转速环考虑执行器饱和问题,将饱和项当作加性扰动,设计滑模干扰观测器对扰动项进行估计,最后,设计了基于干扰观测器的滑模控制器,实现有限时间内收敛.通过李亚普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性.仿真结果表明所设计的控制器在模型不确定、外部干扰和执行器饱和的影响下能够保证控制误差快速收敛.
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关键词
四旋翼无人机非奇异快速
终端
滑模
执行器饱和自适应
干扰
观测器
原文传递
题名
基于干扰补偿的高速动车组固定时间控制方法
1
作者
李中奇
陈磊
周靓
机构
华东交通大学电气与自动化工程学院
华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第11期4417-4430,共14页
基金
国家自然科学基金资助项目(52162048,62003138,62363011)。
文摘
考虑高速动车组运行时存在的环境干扰、模型参数摄动以及控制器故障等问题,以快速、稳定地跟踪期望速度为控制目标,提出一种基于干扰补偿的全局固定时间积分滑模控制策略。在给出闭环必要的系统假设后,实现了对给定速度的精确跟踪,从而保证了高速列车的安全平稳运行。通过对高速动车组进行动力学分析,建立了符合其运行规律的多质点非线性模型,然后,针对模型扰动项,设计终端滑模干扰观测器用以削弱扰动,且具有固定时间收敛特性。为保证系统鲁棒性设计固定时间全局积分滑模面,针对传统指数趋近律造成的滑模抖振问题,引入改进的变幂次趋近律消除滑模抖振,最终设计出基于终端滑模干扰观测器的全局积分滑模控制器。应用李亚普洛夫判据证明系统的稳定性和全局固定时间收敛之后,以实验室配备的高速动车组运行仿真平台对该方法进行测试并与传统滑模方法进行对比。仿真结果表明:所提控制方法与传统滑模方法相比,在有外部扰动、系统内部模型摄动以及车辆控制器故障时均表现出较强的抗干扰性和较高的控制精度,具有更好的鲁棒性,且车钩力震荡幅度更小,控制器的输出也更为平滑。在保证高速动车组的安全、准确、平稳运行的同时,提升了旅客的乘车体验。研究结果为进一步提升高速动车组运行安全和保障提供参考价值。
关键词
高速动车组
终端滑模干扰观测器
固定时间收敛
全局积分
滑模
变幂次趋近律
Keywords
high-speed EMU
terminal sliding mode interference observer
fixed time convergence
global integral sliding mode
variable power reaching law
分类号
U266.2 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
执行器饱和情况下四旋翼无人机的快速终端滑模控制
被引量：
13
2
作者
马亚丽
宗群
董琦
尤明
机构
天津大学电气与自动化学院
出处
《信息与控制》
CSCD
北大核心
2017年第2期204-210,217,共8页
基金
国家863计划资助项目(2013AA122602)
文摘
针对四旋翼无人机提出了一种基于多环控制结构的非奇异快速终端滑模控制方法,以提高四旋翼无人机的收敛速度并解决一般快速终端滑模中存在的奇异问题.在实际应用中,四旋翼无人机存在模型不确定、外部干扰、执行器饱和等问题.首先,在位置环和姿态环考虑系统模型不确定和外部干扰的情况,结合自适应方法设计非奇异快速终端滑模控制器,抑制不确定和扰动的影响;然后,在转速环考虑执行器饱和问题,将饱和项当作加性扰动,设计滑模干扰观测器对扰动项进行估计,最后,设计了基于干扰观测器的滑模控制器,实现有限时间内收敛.通过李亚普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性.仿真结果表明所设计的控制器在模型不确定、外部干扰和执行器饱和的影响下能够保证控制误差快速收敛.
关键词
四旋翼无人机非奇异快速
终端
滑模
执行器饱和自适应
干扰
观测器
Keywords
quadrotor unmanned aerial vehicle
nonsingular fast terminal sliding mode
actuator saturation
adaptive
disturbance observer
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于干扰补偿的高速动车组固定时间控制方法
李中奇
陈磊
周靓
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
执行器饱和情况下四旋翼无人机的快速终端滑模控制
马亚丽
宗群
董琦
尤明
《信息与控制》
CSCD
北大核心
2017
13
原文传递
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
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