基于三步法的板球系统滑模控制器研究

吉林大学学报(信息科学版) ›› 2023, Vol. 41 ›› Issue (6): 976-982.

基于三步法的板球系统滑模控制器研究

韩光信¹, 孟圣钧¹, 胡云峰²

1. 吉林化工学院信息与控制工程学院, 吉林吉林 132022; 2. 吉林大学通信工程学院, 长春 130012

收稿日期:2021-09-15 出版日期:2023-11-30 发布日期:2023-12-01
通讯作者: 孟圣钧(1996— ), 男, 河北唐山人, 吉林化工学院硕士研究生, 主要从事板球系统研究, (Tel)86-17340796785 E-mail:17340796785@ 163. com
作者简介:韩光信(1971— ), 男, 吉林舒兰人, 吉林化工学院教授, 主要从事预测控制、机器人运动控制、约束系统控制研究, ( Tel)86-13843225592(E-mail)hangereg517@ 163. com
基金资助:
国家自然科学基金青年基金资助项目(61703177)

Research on Sliding Mode Controller for Ball and Plate System Based on Three-Step Method

HAN Guangxin ¹, MENG Shengjun ¹ , HU Yunfeng²#br#

1. College of Information and Control Engineering, Jilin Institute of Chemical Technology, Jilin 132022, China; 2. College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130012, China

Received:2021-09-15 Online:2023-11-30 Published:2023-12-01

摘要/Abstract

摘要： 为解决非线性板球系统滑模控制中出现的抖振现象以及轨迹跟踪过程中多扰动问题, 提出了一种基于三步法的滑模控制方案。首先, 建立板球系统状态空间模型, 设计滑模控制律克服系统存在的不确定性扰动; 其次, 将三步法控制规律与滑模控制算法相结合, 设计三步法滑模控制器, 避免了滑模控制中存在的抖振现象; 最后, 通过李雅普诺夫函数证明了闭环控制系统的稳定性。对比仿真实验结果进一步验证该方法在轨迹跟踪控制中的有效性。

关键词: 板球系统, 三步法, 滑模控制, 轨迹跟踪

Abstract: In order to solve the chattering phenomenon in sliding mode control of nonlinear the ball and plate system and the multi-disturbance problem in trajectory tracking, we studied a sliding mode control scheme based on a three-step method. Firstly, establish the ball and plate system state-space model, and design the sliding mode control law to overcome the uncertain disturbance of the system. Secondly, combining the three-step control law with the sliding mode control algorithm, design a three-step sliding mode controller to avoid the chattering phenomenon in the sliding mode control. Finally, prove the closed-loop control system stability by Lyapunov function. Compared with the simulation results, this method's trajectory tracking control effectiveness is further verified.

Key words: ball and plate system, three-step method, sliding mode control, trajectory tracking

中图分类号:

TP273

韩光信, 孟圣钧, 胡云峰. 基于三步法的板球系统滑模控制器研究[J]. 吉林大学学报(信息科学版), 2023, 41(6): 976-982.

HAN Guangxin , MENG Shengjun , HU Yunfeng . Research on Sliding Mode Controller for Ball and Plate System Based on Three-Step Method [J]. Journal of Jilin University (Information Science Edition), 2023, 41(6): 976-982.

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