基于干扰观测器的磁悬浮球系统全局快速终端滑模控制

摘要：

为解决磁悬浮球系统模型不确定性和易受外部干扰影响的问题,提出一种基于终端滑模干扰观测器的全局快速终端滑模控制(GFTSMC)方法.首先,分析了磁悬浮球系统的数学模型并建立动态方程;然后,设计终端滑模干扰观测器(TSMDO),用以观测和估计系统所受到的扰动,经证明,该观测器对扰动的估计误差能在有限时间内收敛;其次,为克服系统不确定性和外部干扰的影响,设计了基于终端滑模干扰观测器的全局快速终端滑模控制器,可以实现系统的全局快速收敛,所设计的控制律不含切换项,能削弱抖振,以提高系统的抗干扰性和鲁棒性;最后,对所提出的TSMDO-GFTSMC进行了仿真验证,结果表明:与基于扩张状态观测器的连续滑模控制方法相比,采用本文方法,磁悬浮小球的起浮响应时间缩短 0.38 s,位移偏差减小 90%,跟踪误差由 0.420 mm减小为0.032 mm;本文方法提高了对干扰的观测精度,优化了磁悬浮球系统的控制效果,增强了系统的鲁棒性.

关键词：磁悬浮球系统、全局快速终端滑模控制、干扰观测器、抗干扰性、鲁棒性

所属期刊栏目：58

分类号：TP27(自动化技术及设备)

资助基金：装备预研领域基金重点项目61407210206

在线出版日期：2023-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：836-844