基于扩张状态观测器的二质量系统非奇异快速终端滑模控制

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针对含未知负载信息的二质量伺服系统,提出了一种基于有限时间扩张状态观测器的非奇异快速终端滑模控制方法.首先,利用电机侧位置信息,设计有限时间扩张状态观测器估计系统的扰动,并将估计值融入到控制器中作为前馈项对系统的未知扰动进行补偿.其次,通过引入一种新型的滑模趋近律,该趋近律能够避免传统滑模控制中存在的奇异性问题,然后据此设计了非奇异快速终端滑模控制器,保证了系统状态在有限时间内收敛到原点,并根据李雅普诺夫稳定性理论分析了闭环系统的稳定性.最后,通过仿真和实验验证了所提方法的优越性,结果表明与传统的PID等控制相比较,本文所提出的基于扩张状态观测器的有限时间滑模控制方法能够提高系统的跟踪性能,并有效的增强了二质量伺服系统的抗扰动能力.
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