带记忆比例-积分-时滞输出滑模控制器设计

传统的比例-积分-微分(PID)滑模控制具有高频测量噪声鲁棒性差、参数整定方法复杂等缺点.针对上述问题,本文设计了一种基于带记忆输出反馈的比例-积分-滞后(PIR)滑模控制器,并提出了基于频域分析的控制器参数自整定方法.在控制器选型上,将"带记忆"反馈机制引入到滑模面设计中,提高滑模面的平滑滤波和高频噪声抑制能力.首先,基于PIR滑模面设计了等效控制律,实现输出反馈下的闭环系统的滑模态稳定.其次,分析了基于输出反馈的PIR滑模面的有限时间可达性,确保系统在存在匹配扰动时仍保持良好的鲁棒性.最后,在控制器参数整定方面,通过迭代消除法消去时滞项在闭环特征方程中的影响,同时基于衰...

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Bibliographic Details
Published in控制理论与应用 Vol. 39; no. 12; pp. 2254 - 2261
Main Authors 李习康, 许璟, 牛玉刚
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华东理工大学能源化工过程智能制造教育部重点实验室,上海200237 01.12.2022
Subjects
PIR滑模面
时滞
滑模控制
频域分析
鲁棒性
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ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2022.10605

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Summary:传统的比例-积分-微分(PID)滑模控制具有高频测量噪声鲁棒性差、参数整定方法复杂等缺点.针对上述问题,本文设计了一种基于带记忆输出反馈的比例-积分-滞后(PIR)滑模控制器,并提出了基于频域分析的控制器参数自整定方法.在控制器选型上,将"带记忆"反馈机制引入到滑模面设计中,提高滑模面的平滑滤波和高频噪声抑制能力.首先,基于PIR滑模面设计了等效控制律,实现输出反馈下的闭环系统的滑模态稳定.其次,分析了基于输出反馈的PIR滑模面的有限时间可达性,确保系统在存在匹配扰动时仍保持良好的鲁棒性.最后,在控制器参数整定方面,通过迭代消除法消去时滞项在闭环特征方程中的影响,同时基于衰减速率对系统进行极点配置,实现PIR参数的在线自整定.仿真结果表明,该整定方法能够保证闭环二阶系统具有良好的鲁棒性和抗干扰性能.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2022.10605