基于扩张状态观测器的二质量系统非奇异快速终端滑模控制
作者:
作者单位:

青岛大学

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中图分类号:

TP273

基金项目:

国家自然科学基金项目(面上项目),山东省优秀青年基金


Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode Control Based on Extended State Observer for Two Inertia System
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Qingdao university

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    摘要:

    针对含未知负载信息的二质量伺服系统,提出了一种基于有限时间扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模控制方法。首先,利用电机侧位置信息,设计有限时间扩张状态观测器估计系统的扰动,并将估计值融入到控制器中作为前馈项对其补偿。其次,结合一种新型的滑模趋近律,设计了非奇异快速终端滑模控制器,保证了系统状态在有限时间内收敛到原点,并根据李雅普诺夫稳定性理论分析了系统的稳定性。最后,通过仿真和实验验证了所提方法的优越性,结果表明所提方法能够提高系统的响应速度,增强了闭环系统的抗扰能力.

    Abstract:

    In this paper, a fast terminal sliding mode control method based on finite time extended state observer is proposed for the two mass servo systems with unknown load position information. To estimate the unknown disturbances, a finite-time extended state observer is designed and incorporated into control design to compensate its. Then, combined with a new type of sliding mode reaching law, a nonsingular fast terminal sliding mode controller is proposed, which improves the reaching speed of sliding mode variables and ensures that the system state converges to the origin in finite time. The finite time stability of theclosed-loop control system is analyzed via Lyapunov stability theory. Comparative simulations and experiments are carried out based on a two-mass driving system to validate the efficacy of the proposed approach.

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  • 收稿日期:2021-06-21
  • 最后修改日期:2021-11-25
  • 录用日期:2021-11-26
  • 在线发布日期: 2022-01-02
  • 出版日期: