基于滑模干扰观测器的垂直攻击末制导律研究

基于准滑模控制的空间拦截末制导律设计
王国梁;郑建华
【期刊名称】《空间控制技术与应用》
【年(卷),期】2010(036)001
【摘要】滑模控制虽然对外部干扰和内部摄动具有不变性,但由于其自身的抖振原因,限制了其在实际工程中的应用.而准滑模控制克服了滑模控制的抖振问题,并对扰动有较强的鲁棒性,因此有广泛的应用.针对天基拦截的非线性模型,考虑到发动机的实际工作特性,基于准滑模控制思想,设计了一种易于工程实现又可控制精度的制导律,并通过数值仿真,验证了该制导律的有效性,并得到了满意的结果.
【总页数】4页(P59-62)
【作者】王国梁;郑建华
【作者单位】中国科学院空间科学与应用研究中心,北京,100190;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院空间科学与应用研究中心,北京,100190
【正文语种】中文
【中图分类】V448.2
【相关文献】
1.基于非线性Terminal滑模的动能拦截器末制导律设计 [J], 朱战霞;韩沛;陈鹏
2.一种基于反馈精确线性化的空间拦截末制导律 [J], 李君龙;胡恒章
3.临近空间拦截弹H∞末制导律设计研究 [J], 凡国龙;梁晓庚
4.空间拦截的末制导律设计 [J], 马克茂;史小平;王子才
5.一种基于逆动力学极点配置的空间拦截末制导律 [J], 李君龙;胡振坤;胡恒章
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基于干扰观测器的升力式飞行器改进离散滑模控制研究
陈升泽;张旋;袁建平;郑子轩
【期刊名称】《Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics》
【年(卷),期】2024(41)2
【摘要】升力式飞行器具有飞行空域宽、速度变化范围大、机动性强等特点,是近年来国内外的研究热点。

本文针对升力式飞行器模型大不确定及外界干扰强带来的控制难题,提出了一种基于干扰观测器的改进离散滑模变结构控制方法。

首先,建立了俯仰通道的离散控制模型。

其次,设计了一种基于干扰估计的改进离散滑模变结构控制律,并证明了其稳定性。

再次,分析了参数选择对控制系统的影响,验证了控制律的有效性。

最后,与传统的离散滑模变结构控制方法进行了比较。

仿真结果表明,与传统的离散滑模控制方法相比,本文提出的控制律控制精度更高、鲁棒性更强、滑模面收敛速度更快及抖振更小,可有效提高升力式飞行器的飞行品质,实现复杂任务的稳定控制。

【总页数】11页(P233-243)
【作者】陈升泽;张旋;袁建平;郑子轩
【作者单位】中国运载火箭技术研究院;西北工业大学航天学院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ765.2
【相关文献】
1.干扰观测器补偿的四旋翼飞行器自适应离散终端滑模控制
2.基于干扰观测器的高超声速飞行器双幂次滑模控制研究
3.基于滑模观测器和干扰观测器的弹性高超声速飞行器控制
4.基于干扰观测器的高马赫数飞行器滑模控制
5.基于改进的离散域二阶滑模观测器的内置式永磁同步电机无位置传感器控制
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第51卷第10期2020年10月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.51No.10Oct.2020基于滑模干扰观测器的机械臂终端滑模控制韩俊庆，吴爱国，董娜(天津大学电气自动化与信息工程学院，天津，300072)摘要：针对多自由度机械臂在实现轨迹跟踪控制时过于依赖动力学模型和跟踪精度低等问题，提出一种将时延估计、终端滑模控制和滑模干扰观测器相结合的控制方法。

首先，使用时延估计方法对机械臂系统的模型信息和外部干扰等进行估计，使机械臂的动力学模型简化成一个局部模型；然后对这个局部模型设计非奇异准终端滑模控制器，以解决传统终端滑模中的奇异问题，提高控制精度；针对时延估计的误差，设计一种有限时间滑模干扰观测器，将时延误差看作外部干扰进行补偿，实现不依赖模型的高精度控制。

利用Lyapunov 理论证明系统的滑模变量和估计误差能在有限时间内收敛至0。

最后，以2-DOF 机械臂仿真模型和Denso VP6242串联机械臂为对象进行验证。

研究结果表明：该控制方法能够有效地提高控制精度，增强对干扰的鲁棒性。

关键词：机械臂；轨迹跟踪；时延估计；滑模干扰观测器；终端滑模控制；有限时间收敛中图分类号：TP241；TP273文献标志码：A开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2020）10-2749-09Terminal sliding mode control for robotic manipulator based onsliding mode disturbance observerHAN Junqing,WU Aiguo,DONG Na(School of Electrical and Information Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China)Abstract:To deal with the problem of relying too much on the precise mathematical model and low tracking accuracy,a control method combining the time delay estimation,the terminal sliding mode control and the sliding mode disturbance observer was proposed for trajectory tracking of multi-degree of freedom robotic manipulator.Firstly,the time-delay estimation method was used to estimate the model information and external disturbances of robotic manipulator,so that the dynamic model of manipulator could be simplified into a local model.Then,a non-singular quasi-terminal sliding mode controller was designed for this local model,which solved the singularity problem in traditional terminal sliding mode and improved the control precision.A finite time sliding mode disturbance observer was designed to compensate for the time delay error which was regarded as external disturbance,and then the model-free and high-precision trajectory tracking control was realized.The Lyapunov theory was used to prove that the sliding mode variables and estimation errors of the system could converge to zero in a finite time.Finally,the control method was applied to the simulation model of 2-DOF manipulator andDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2020.10.007收稿日期：2020−03−01；修回日期：2020−04−28基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(61773282)(Project(61773282)supported by the National Natural ScienceFoundation of China)通信作者：吴爱国，教授，从事机械臂控制、制冷机节能控制、楼宇自动化等研究；E-mail ：************.cn.第51卷中南大学学报(自然科学版)the Denso VP6242manipulator for verification.The results show that the proposed control method can improvethe control accuracy and increase robustness against disturbances.Key words:robotic manipulator;trajectory tracking;time-delay estimation;sliding mode disturbance observer; terminal sliding mode control;finite time convergence目前，机械臂已经被广泛应用于工业领域，它能够帮助人们快速完成工业过程中一些复杂和重复的任务，如装配、运输、钻孔和倒角等，这些任务都要求机械臂能够对期望轨迹进行高精度的轨迹追踪。

专利名称：基于滑模干扰观测器的战斗机大迎角动态逆控制方法
专利类型：发明专利
发明人：季雨璇,甄子洋,姜斌,陈谋,盛守照,张柯
申请号：CN201911172527.1
申请日：20191126
公开号：CN111610794A
公开日：
20200901
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于滑模干扰观测器的战斗机大迎角动态逆控制方法，涉及航空控制技术领域，针对大迎角飞行状态，采用“时标分离”方法，把飞机状态变量分解为两组基于不同时间标尺的子系统，分别利用动态逆法求解控制律。

再结合超螺旋滑模干扰观测器对动态逆设计方法的不确定性进行补偿，设计战斗机受扰姿态系统稳定控制器，并通过Lyapunov方法证明。

通过合理选择控制器参数，误差可以稳定有界。

本发明保证了战斗机大迎角下飞行控制系统良好的跟踪性和稳定性，确保及时改出深失速、尾旋等危险状态，对工程实际应用有良好参考意义。

申请人：南京航空航天大学
地址：210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
国籍：CN
代理机构：南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙)
代理人：孟捷
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基于干扰观测器的机械臂改进趋近律的滑模控制梁骅旗;米根锁【摘要】针对机械臂滑模控制中存在抖振的问题以及对外界干扰较为敏感的特性,设计了一种基于干扰观测器的机械臂改进趋近律的滑模控制策略.该策略在指数趋近律中引入饱和函数,提出了一种改进趋近律;根据系统动力学模型,对系统的不确定性和外部干扰采用干扰观测器进行观测;在此基础上设计系统滑模控制律,控制律对未观测的干扰进行补偿.仿真结果表明,控制策略能有效地抑制轨迹跟踪中的抖振问题,较好地克服外界干扰,保证系统的控制性能.【期刊名称】《测控技术》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】5页(P140-144)【关键词】机械臂;滑模控制;干扰观测器;趋近律【作者】梁骅旗;米根锁【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院,甘肃兰州730070;兰州交通大学自动化与电气工程学院,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TP273机械臂因其独特的灵活性，已在农业采摘、安全防爆、医疗卫生等领域得到了普遍的应用，但由于机械臂是一类多输入多输出、存在参数不确定性、外界干扰及未建模动态等不确定性的非线性系统，这些因素增加了精确控制的难度[1-2]。

因此，提高机械臂控制系统的稳定性和精确性有现实的需求。

滑模变结构方法可以较好地克服系统参数变化以及外界干扰带来的影响，实现对机械臂的有效控制，但其在控制过程中产生的抖振现象会对机械臂的安全性、稳定性、精确性产生较大影响，因此抖振削弱问题引起众多学者的关注[3-5]。

文献[6]提出一种改进的幂次趋近律，对其趋近性能进行分析，有效抑制系统抖振，但没有考虑摩擦与外界干扰的影响。

文献[7]提出一种多幂次滑模趋近律，该趋近律通过3个幂次项系数在系统趋近过程的不同阶段进行针对性调节。

文献[8]采用状态观测器对系统外部的干扰进行实时估计，利用模糊控制策略对非线性误差反馈控制加以改进，从而实现误差反馈增益的优化整定。

文献[9]对引入干扰观测器的机械臂系统采用滑模反演法设计控制器，提高了跟踪性能，但设计过程略显复杂。