摘要：针对存在参数不确定性和外界未知干扰的微纳卫星动量轮转速跟踪控制问题,建立了包含模型不确定性和外部干扰的动量轮系统动力学模型,并提出了一种自适应神经网络全局快速终端滑模控制方法。首先,在无外部干扰情况下,设计了全局快速终端滑模控制策略以加快系统响应速度,实现系统有限时间稳定。其次,利用径向基函数神经网络对系统参数不确定性和外部干扰进行估计并补偿,并利用李雅普诺夫方法推导出神经网络自适应律,通过自适应调节网络权值确保系统在存在干扰的情况下实现系统稳定。最后通过仿真对比验证,本文设计的控制器不仅响应速度快,而且具有更好的抗干扰能力和鲁棒性。

摘要：针对三相永磁同步电机(PMSM)的驱动系统,采用全局快速终端滑模(GFTSM)技术,提出了基于GFTSM转速调节器的模型预测电流控制(MPCC)策略.为了克服负载扰动及参数变化的影响、增强系统的鲁棒性,设计了基于GFTSM的转速调节器,并给出了其稳定性和鲁棒性的证明;为了减小定子电流脉动、提高系统控制精度,给出了系统MPCC设计方法.所设计的基于GFTSM转速调节器的MPCC能够使三相PMSM驱动系统可靠稳定运行,达到良好的转矩和转速控制效果.与基于PI转速调节器和基于常规滑模转速调节器的两个MPCCPMSM系统相比,所提控制策略能使MPCC-PMSM系统不仅具有更好的控制性能、更强的鲁棒性,而且能够明显降低系统抖振、减小系统三相电流THD(total harmonic distortion)值.仿真结果验证了所提策略的正确性和有效性.

摘要：针对六自由度机械臂控制系统,提出一种基于粒子群优化(PSO)算法的全局快速终端滑模控制方法,以更大程度地减小系统的抖振,提高系统的响应速度。对于机械臂多输入多输出的特点,为了方便设计,将系统划分为6个二阶子系统,对各个关节进行设计,分析克服控制律的奇异性,同时运用Lyapunov理论证明系统的稳定性,并基于PSO算法完成控制参数的优化。实验结果表明:优化后的控制方法不仅可以提高系统的快速性,还可以明显减小系统的抖振,使系统具有良好的动静态性能。

摘要：针对一类不确定多输入多输出(MIMO)线性系统,提出一种全局快速终端滑模变结构控制方案.通过对系统进行特殊的非奇异状态变换,设计了相应的非线性终端滑模超曲面及变结构控制律,使得系统状态在有限时间内收敛到终端滑模面上,随后保持在滑模面上并按全局快速终端滑模规律运动,以较普通终端滑模更快的收敛速度在有限时间内到达平衡点.仿真结果证明了该方法的有效性.

摘要：为实现中密度纤维板(MDF)连续平压热压机液压位置伺服系统在参数摄动和外负载力干扰存在条件下快速、精确地位置跟踪,提出一种自适应全局快速终端滑模控制方法。首先,设计了自适应律以估计系统中的不确定参数,增强了控制系统的鲁棒性;然后,采用全局快速终端滑模控制方法,设计了一种新型的全局快速终端滑动模态,保证系统误差能够在有限时间内收敛为零;最后,利用Lyapunov稳定性理论给出了系统渐近稳定、跟踪误差在有限时间收敛的证明。仿真结果表明:该方法在保证系统稳定性的同时,可以实现系统误差在有限时间内收敛,提高了系统的鲁棒性和快速性。

摘要：永磁同步电机(PMSM)是一个多变量强耦合非线性系统,对外部扰动和内部参数变化较为敏感。传统PI调节器由于控制方法简单,被广泛应用于PMSM调速系统,但它往往不能满足高性能控制要求。为此,将滑模变结构控制(SMC)应用于PMSM调速系统,采用全局快速终端滑模(GFTSM)控制策略,给出了控制器的设计方法,并对比传统PI控制方法进行仿真分析。结果表明,相对于PI调节,该控制策略使系统具有响应快、稳定性好、超调量小以及抗负载扰动强等优点,提高了系统的鲁棒性。

摘要：针对永磁同步电机(PMSM)滑模控制系统具有的系统抖振和相位延迟等问题,提出在速度环设计全局快速终端滑模控制器(GFTSMC)。其中,滑模面结合了线性滑动模态和快速终端模态,并且设计了不含有切换项的连续控制律,能够在一定程度上削弱抖振,提高系统鲁棒性,通过Lyapunov函数证明了其稳定性。采用模糊滑模观测器实现了PMSM无位置传感器控制,利用双曲正切函数替换符号函数进行滑模观测,通过模糊控制规则自适应调节滑模增益大小,省掉低通滤波器,简化了系统,可削弱抖振,提高系统稳定性及跟踪准确性。通过MATLAB仿真验证了所提方法的可行性。

摘要：四旋翼无人机空气动力学特性复杂,易受干扰,从而影响对无人机的稳定控制。为提高无人机姿态控制系统的抗干扰性,设计了一个基于改进自抗扰控制的四旋翼姿态控制系统。将全局快速终端滑模控制技术与传统自抗扰控制技术结合,利用全局快速终端滑模控制技术优化自抗扰控制系统中非线性误差反馈控制律的功能,对自抗扰控制系统进行重新设计,并使用Lyapunov理论证明该控制系统的稳定性。仿真实验结果表明改进的自抗扰控制系统在姿态控制中有着更快的响应速度、更强的抗干扰能力。

摘要：针对永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)位置伺服系统中存在摩擦甚至机械传动间隙等问题,传统PID控制已无法满足性能要求,故采用全局快速终端滑模控制(Global Fast Terminal Sliding Mode Control,GFTSMC)技术,设计了滑模控制器,提高PMSM位置跟踪性能,并使用Lyapunov理论证明其稳定性;同时针对系统存在外部干扰的问题,设计了干扰观测器(disturbance observer,DOB),提高系统的抗扰动能力。数字仿真结果显示,算法提高了PMSM控制系统的快速响应、高精度跟踪、鲁棒性等性能,证明了方法的有效性。