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基于双幂次趋近律的滑模控制技术方法

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简介：
本研究提出了一种创新性的滑模控制策略，采用双幂次趋近律优化系统性能，有效提升了动态响应速度和抗干扰能力，在复杂控制系统中展现出广泛应用前景。 为解决滑模控制中传统趋近律存在的抖振及收敛速度慢的问题，本段落提出了一种基于特定双幂次趋近律的改进滑模控制策略。这种新的趋近律具备全局快速且固定的收敛特性，并确保了无论初始条件如何，其收敛时间都有一个与系统初值无关的上限值。此外，在面对有界集总扰动的情况下，该方法能够使滑模及其一阶导数在有限时间内达到并保持在一个稳定的误差界限内。通过仿真分析验证了此改进策略的有效性。

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  • 基于双幂次趋近律的滑模控制技术方法
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    本研究提出了一种创新性的滑模控制策略，采用双幂次趋近律优化系统性能，有效提升了动态响应速度和抗干扰能力，在复杂控制系统中展现出广泛应用前景。 为解决滑模控制中传统趋近律存在的抖振及收敛速度慢的问题，本段落提出了一种基于特定双幂次趋近律的改进滑模控制策略。这种新的趋近律具备全局快速且固定的收敛特性，并确保了无论初始条件如何，其收敛时间都有一个与系统初值无关的上限值。此外，在面对有界集总扰动的情况下，该方法能够使滑模及其一阶导数在有限时间内达到并保持在一个稳定的误差界限内。通过仿真分析验证了此改进策略的有效性。
  • 一种新的滑模控制双幂次趋近律方法
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    本文提出了一种创新性的滑模控制策略——双幂次趋近律方法。该方法通过优化切换函数和控制输入的设计，提升了系统的响应速度与抗干扰能力，在非线性系统控制领域展现出广阔的应用前景。 为了克服传统滑模控制趋近律中存在的收敛速度慢、耗时长以及抖振严重等问题，本段落提出了一种基于双幂次趋近律的设计方案以加快系统的状态收敛速度。这种新的趋近律在远离或接近滑动模式的任何空间内都表现出快速的响应能力。 理论分析显示，该方法具备二阶滑模特性，在系统存在不确定性的情况下，能够使系统状态及其导数迅速逼近平衡零点区域。通过仿真测试发现，与传统幂次、指数以及快速幂次趋近律相比，双幂次趋近律在收敛速度和运动品质方面表现更优。
  • 基于新型趋近律的自适应滑模控制方法
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    本研究提出了一种基于新型趋近律的自适应滑模控制策略，有效改善了系统的响应速度与抗扰动能力，适用于复杂动态环境下的精准控制。 首先利用特殊幂次函数与反双曲正弦函数构造一种新型滑模变结构控制趋近律；然后采用该趋近律设计自适应滑模控制律，并证明系统的误差会渐进收敛。通过仿真实验发现，在存在时变转动惯量和摩擦力矩扰动的情况下，这种自适应滑模控制系统具有较高的位置与速度跟踪精度，并且有效减少了控制输入信号的高频震颤现象；同时，使用反双曲正弦函数的自适应律能够更好地平滑系统转动惯量估计值，减小了控制输入信号的幅值。
  • 基于趋近律的滑模控制MATLAB仿真
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    本研究采用趋近律方法设计滑模控制器，并利用MATLAB进行仿真分析，验证其在系统控制中的有效性与稳定性。 基于趋近律的线性滑模MATLAB仿真可以实现四种不同趋近律的模拟，供学习参考。
  • 基于趋近律的滑模控制MATLAB程序与模型文件
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    本资源提供了一套基于趋近律原理设计的滑模控制系统MATLAB实现代码及仿真模型，适用于研究和教学用途。 一个简单的基于趋近律的滑模控制MATLAB程序及模型文件已亲测可以运行，有疑问可留言交流。
  • 基于改良指数趋近律的PMSM滑模控制（2014年）
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    本文提出了一种基于改良指数趋近律的永磁同步电机(PMSM)滑模控制系统。改进算法提升了系统的响应速度和鲁棒性，适用于高精度工业应用。 基于永磁同步电机的动态数学模型设计了一种调速系统，采用转子磁场定向（id=0控制）与空间矢量脉宽调制（SVPWM）相结合的矢量控制方法，并且速度调节器采用了改进型指数趋近率滑模控制策略。为了降低负载扰动的影响，提出并应用了负载转矩观测器对控制信号进行补偿处理。 通过Matlab仿真测试表明，相较于传统的指数趋近率滑模控制器，采用改进型指数趋近率的滑模控制系统能够显著提高系统的静态和动态性能以及鲁棒性；同时，所设计的转矩观测器能准确地识别负载转矩，并对扰动进行实时补偿。
  • 基于指数趋近律的非奇异终端滑模控制
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    本研究提出了一种基于指数趋近律的非奇异终端滑模控制方法，有效解决了系统在有限时间内稳定控制的问题，并增强了系统的鲁棒性。 针对一类二阶非线性不确定系统，本段落分析了传统Terminal滑模控制的奇异问题以及调整时间的问题。为了提高到达滑模面的速度，结合趋近律的思想，提出了基于指数趋近律的非奇异Terminal滑模控制器的设计方法和两种新的控制策略，在克服奇异问题的基础上提高了系统的收敛速度并缩短了调整时间。仿真结果表明所设计的控制策略可以使系统在较短时间内达到平衡点，验证了该方法的有效性。
  • 基于改进指数趋近律的单向辅助面滑模控制方法（2017年）
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    本文提出了一种基于改进指数趋近律的单向辅助面滑模控制方法，旨在提高系统响应速度与稳定性，减少抖振现象。该方法通过引入非线性控制策略优化了传统滑模控制技术，在保证鲁棒性的前提下实现了更平滑的切换过程。 为了改善连续非线性系统中基于指数趋近律的单向辅助面滑模控制方法存在的问题，提出了一种改进指数趋近律的新方法。根据给定的连续非线性系统及状态约束条件，设计了基于指数趋近律的单向辅助面滑模控制器，并在此基础上引入了改进后的指数趋近律单向辅助面滑模控制器。文中还提供了有限时间收敛性的理论证明和计算公式。通过仿真结果可以看出，改进的指数趋近律单向辅助面滑模控制方法具有更快的响应速度以及更有效的抖振抑制能力。
  • 无颤振离散滑模趋近律
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    《无颤振离散滑模趋近律》研究了一种在离散时间系统中实现平滑控制的方法，该方法旨在消除传统滑模控制器中的颤振现象，提升系统的稳定性和响应性能。 为了解决离散滑模趋近律形式多样且容易产生高频抖振的问题, 提出了该趋近律的一般形式，并给出了无抖振的到达条件及其理论证明，从而从理论上支持了离散滑模趋近律的设计。对于满足匹配条件的不确定系统，提出了切换函数收敛域的推导方法并推导出最小收敛域以确保无抖振现象。通过改进高氏指数趋近律的一般形式来验证所提出的方法的有效性，并利用无抖振到达条件进行具体实现。
  • (MATLAB代码)基于指数趋近律的滑模控制（应用于二自由度机械臂）
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    本MATLAB项目实现了一种基于指数趋近律的滑模控制器设计，专为二自由度机械臂提供精确、快速的轨迹跟踪能力。 本代码使用指数趋近律的滑模控制实现二自由度机械臂的位置控制。首先定义了机械臂的参数、控制参数和目标位置等。然后进行了仿真循环，在每个时间步长内计算滑模面、滑模变量和控制扭矩，并根据逆动力学计算关节加速度，最后使用动力学积分更新关节角度和角速度。