基于预设时间滑模的多直线电机系统位置协同控制
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TP273

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国家自然科学基金项目(62222307);江苏省自然科学基金项目(BK20211235).


Prescribed-time sliding mode control for position consensus of multi-linear motor systems
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    摘要:

    多电机协同控制系统的跟踪性能和同步性能是评估工业过程中安全性和可靠性的关键指标, 通过创新性地设计基于预设时间滑模控制方法的改进跟踪算法, 在动态不确定条件下实现多电机系统的高精度跟踪控制与同步误差最小化. 首先, 设计预设时间滑模控制器使综合误差在预设时间内收敛到零邻域, 同时设计非线性干扰观测器观测系统扰动并前馈给控制器. 为了解决奇异性问题, 使用控制律切换方法使系统稳定后的控制器不再依赖时间. 仿真和实验对比结果表明, 所提出的方法能够有效实现多电机系统的协同跟踪一致性.

    Abstract:

    The tracking and synchronization performance of multi-motor systems are critical for industrial safety and reliability. This study proposes a prescribed-time sliding mode control method to achieve high-precision tracking and minimize synchronization errors under dynamic uncertainties. Firstly, a prescribed-time sliding mode controller (PTSMC) is designed to ensure convergence of composite errors to the vicinity of zero within a predefined time interval, while a nonlinear disturbance observer (NDO) is developed to estimate system disturbances and provide feedforward compensation to the controller. Furthermore, a control law switching strategy is introduced to eliminate singularity issues, ensuring that the controller becomes time-independent once system stability is achieved. Comparative simulation and experimental studies demonstrate that the proposed approach effectively achieves consistent coordinated tracking performance in multi-motor systems.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

许德智,牟泮龙,潘庭龙,等.基于预设时间滑模的多直线电机系统位置协同控制[J].控制与决策,2026,41(5):1299-1309

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  • 收稿日期:2025-02-27
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  • 在线发布日期: 2026-04-17
  • 出版日期: 2026-05-10
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