伺服系統的復合自適應滑模控制
萬宇賓,胡嬋娟,唐建平,劉紅文,王立鵬
南車株洲電力機車研究所有限公司,湖南株洲
摘 要:對于采用自適應方法的魯棒跟蹤控制系統,初始參數估計誤差、參數突變、非持續激勵等因素均可引起瞬態過程。瞬態性能的好壞對跟蹤誤差峰值及恢復時間有較大影響,是實現高性能跟蹤控制的關鍵,而目前典型設計多采用直接自適應方法,其較差的瞬態特性制約了跟蹤性能的進一步提高。針對該問題,以交流伺服系統為研究對象,將直接自適應、間接自適應及滑模控制相融合,提出一種基于有界增益遺忘較小二乘法的復合自適應滑模控制(CASMC)策略,Lyapunov分析表明該策略可實現持續激勵條件下跟蹤誤差和參數估計誤差在較大范圍內的指數收斂,瞬態特性較清晰。較后,以某型火炮的方位軸伺服系統為應用背景進行仿真實驗,結果顯示,該控制策略在瞬態過程的誤差峰值和持續時間方面均有顯著改善,提高了伺服系統的跟蹤性能。
關 鍵 詞:復合自適應;滑模控制(SMC);有界增益遺忘較小二乘法;瞬態性能
1 引 言
自適應方法與確定性魯棒控制相結合是當前較具代表性的魯棒控制設計思路之一。自適應方法的主要不足在于瞬態性能,而在系統運行中,初始參數估計誤差、參數突變、非持續激勵等均可引起瞬態過程,導致跟蹤性能劣化。對此,文獻[15]建立了一套系統化的自適應魯棒控制框架,其核心特征是具有確定的瞬態性能,但前提是必須采用高增益魯棒控制覆蓋對象的所有參數不確定性及外擾,因此存在控制代價過大、噪聲敏感性高等問題;文獻[6]提出一類可任意調節瞬態性能的魯棒自適應控制策略,但這種調節也建立在自適應增益基礎上,因此其噪聲敏感性問題同樣不容忽視;文獻[7-9]提出基于間接自適應的魯棒跟蹤控制策略,但其跟蹤誤差的收斂依賴于逼近誤差平方可積這一假設,具有一定局限性。本文以交流伺服系統為研究對象,提出一種基于BGF-LS的復合自適應滑模控制策略,可實現持續激勵條件下跟蹤誤差和參數估計誤差在較大范圍內的指數收斂,有效改善伺服系統的跟蹤性能。
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