压力脉冲测试系统滑模抗干扰控制方法

作     者：张勇 汪成文 赵二辉 成磊 ZHANG Yong;WANG Chengwen;ZHAO Erhui;CHENG Lei

作者机构：太原理工大学机械与运载工程学院太原030024 先进半导体光电器件与系统集成山西省重点实验室山西晋城048000 晋城市光机电产业研究院山西晋城048000 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51505316) 山西省自然科学基金资助项目(20210302123155) 先进半导体光电器件与系统集成山西省重点实验室资助课题(2023SZKF05) 

出 版 物：《西安交通大学学报》 (Journal of Xi'an Jiaotong University)

年 卷 期：2024年第58卷第5期

页      码：64-74页

摘      要：针对压力脉冲测试系统运用滑模控制在体积切换时抖振突出的问题,提出一种滑模抗干扰控制方法。采用奇异值摄动理论对压力脉冲测试系统进行降阶简化,方便控制器的设计以及应用。根据系统降阶模型,构建扩张状态观测器,用于估计系统中的不确定参数和工件体积切换等未知干扰,并将估计的干扰值作为前馈信号补偿给滑模控制器,从而减小干扰不确定上界,减小切换增益来达到抑制抖振的目的。通过选择合适的Lyapunov函数对所提控制方法的稳定性进行了推导证明,使用AMESim、Matlab/Simulink构建的联合仿真平台进行仿真分析,并通过压力脉冲测试台进行了实验验证。研究结果表明:在整体跟踪性能方向,传统滑模控制方法相较于PID方法提升了21.10%,而所提控制方法相较于PID方法提升了30.86%,所提控制方法可以有效估计与补偿未知干扰,实现更小切换增益的同时保持控制精度,在工件体积切换时有效抑制了滑模抖振,提高了系统的抗干扰能力。

主 题 词：压力脉冲测试系统 滑模控制 未知干扰 奇异值摄动 扩张状态观测器 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.7652/xjtuxb202405007

馆 藏 号：203127514...