基于干扰观测器的磁悬浮球系统全局快速终端滑模控制

作     者：魏静波 罗浩 关子津 WEI Jingbo;LUO Hao;GUAN Zijin

作者机构：中山大学航空航天学院广东深圳518000 

基　　金：装备预研领域基金重点项目(61407210206) 

出 版 物：《西南交通大学学报》 (Journal of Southwest Jiaotong University)

年 卷 期：2023年第58卷第4期

页      码：836-844页

摘      要：为解决磁悬浮球系统模型不确定性和易受外部干扰影响的问题,提出一种基于终端滑模干扰观测器的全局快速终端滑模控制(GFTSMC)方法.首先,分析了磁悬浮球系统的数学模型并建立动态方程;然后,设计终端滑模干扰观测器(TSMDO),用以观测和估计系统所受到的扰动,经证明,该观测器对扰动的估计误差能在有限时间内收敛;其次,为克服系统不确定性和外部干扰的影响,设计了基于终端滑模干扰观测器的全局快速终端滑模控制器,可以实现系统的全局快速收敛,所设计的控制律不含切换项,能削弱抖振,以提高系统的抗干扰性和鲁棒性;最后,对所提出的TSMDO-GFTSMC进行了仿真验证,结果表明:与基于扩张状态观测器的连续滑模控制方法相比,采用本文方法,磁悬浮小球的起浮响应时间缩短0.38 s,位移偏差减小90%,跟踪误差由0.420 mm减小为0.032 mm;本文方法提高了对干扰的观测精度,优化了磁悬浮球系统的控制效果,增强了系统的鲁棒性.

主 题 词：磁悬浮球系统 全局快速终端滑模控制 干扰观测器 抗干扰性 鲁棒性 

学科分类：0711[理学-心理学类] 07[理学] 081104[081104] 08[工学] 0811[工学-水利类] 071102[071102] 081103[081103] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.0258-2724.20210941

馆 藏 号：203122637...