超声电机驱动的CMG框架系统滑模控制
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TP273

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北京市重点实验室开放基金资助项目(BZ0388201804)


Sliding Mode Control for Control Moment Gyroscope Gimbal System Driven by Ultrasonic Motor
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    摘要:

    针对超声电机驱动的控制力矩陀螺框架伺服系统具有强非线性、参数摄动和多源扰动力矩等问题,在系统建模和分析的基础上,采用了一种混合积分滑模变结构控制器,在保证框架速度控制快速响应的同时,提高了系统在多源强耦合扰动力矩下的鲁棒性。针对滑模抖振问题,引入了一种滑模观测器补偿框架系统的多源扰动力矩,减小系统不确定项的影响,进而减小滑模切换增益,达到抑制抖振的目的。仿真和实验结果表明,提出的控制力矩陀螺框架速度控制策略可有效抑制滑模控制系统的抖振现象,在多源扰动力矩的影响下,框架系统具有较强的鲁棒性。

    Abstract:

    In this paper, ultrasonic motor drive control moment gyroscope gimbal system is described. Importantly, based on sliding control method, a hybrid integral sliding mode variable structure controller(HISMC) is proposed. HISMC guarantees the fast response of the gimbal speed control and improves the robustness of the system under the multi-source disturbance torque. For adjusting the chattering characteristic of the sliding mode controller, a sliding mode observer is introduced to compensate the multi-source disturbance torque, and then reduce the sliding mode switching gain to achieve suppressing chattering. The simulation and experimental results show that the control strategy proposed in this paper can effectively suppress the chattering phenomenon, and the gimbal system has strong robustness under the influence of multi-source disturbance torque.

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  • 在线发布日期: 2022-12-28
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