磁悬浮系统的鲁棒滑模控制：连续时间与离散时间方法
系统与控制
2022-01-03 v1 系统与控制
最优化与控制
摘要
本文提出三类用于磁悬浮系统的滑模控制器。首先，利用新型切换面与比例加幂次趋近律设计了比例-积分滑模控制器（PI-SMC）。在存在不匹配不确定性时，PI-SMC比反馈线性化控制器更具鲁棒性，且在收敛速率与调节时间上优于文献中近期报道的SMC方案。其次，为抑制PI-SMC中的抖振现象，开发了基于状态反馈的离散时间SMC算法，但不确定性抑制能力有所折损。进而，为在不损失离散时间SMC抖振抑制优势的前提下提升鲁棒性，利用多率输出反馈（MROF）将传感器噪声与轨道输入扰动等不匹配不确定性纳入鲁棒离散时间SMC设计。借助该技术，可在不引入动态控制器复杂度或额外离散时间观测器的情况下实现全状态反馈控制器效果。此外，基于MROF的离散时间SMC策略能在不匹配不确定性下以优异动态与稳态性能及更强鲁棒性稳定磁悬浮系统。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了所提控制器下闭环系统的稳定性。仿真结果与解析比较表明了所提控制方案的有效性与鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2110.12363,
title = {Robust Sliding Mode Control of a Magnetic Levitation System: Continuous-Time and Discrete-Time Approaches},
author = {Pratik Vernekar and Vitthal Bandal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.12363},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 10 figures