非奇异快速终端滑模在轧机液压伺服控制中的应用

"该文主要探讨了一种针对非对称缸轧机液压伺服位置系统的反步控制策略，采用非奇异快速终端滑模面和模糊自适应观测器来应对非线性、参数不确定性以及未知负载扰动的问题。" 在轧机液压伺服位置控制系统中，由于系统存在非线性特性、参数不确定性以及未知的负载扰动，控制设计面临诸多挑战。文中提出了一种结合非奇异快速终端滑模（NFTSM）和模糊自适应观测器的方法来解决这些问题。非奇异快速终端滑模控制是滑模控制的一种改进形式，它在保证系统稳定性的同时，能快速引导系统状态到达滑模表面，从而实现精确的跟踪控制。 首先，设计了一种基于非奇异快速终端滑模面的反步控制器，利用双幂次趋近律来优化控制器性能，确保系统在有限时间内达到滑模表面。双幂次趋近律可以有效改善传统滑模控制中可能出现的抖动问题，同时通过构建二阶滑模滤波器来估计虚拟控制量的微分信号，这有助于抑制微分爆炸现象，提高控制的平稳性。 其次，为了处理系统中的不确定性，引入了模糊自适应观测器。这种观测器能够自适应地逼近系统中的不确定项，通过估计这些不确定性的值并将其反馈到控制器中，可以进一步提升系统的跟踪控制精度。理论分析证明，采用这种方法的闭环系统全局渐近稳定。 最后，通过实际的650mm可逆冷带轧机液压伺服位置系统的仿真研究，对比常规线性滑模控制，结果显示，所提出的控制策略能显著提高系统的收敛速度和鲁棒稳定性，从而在全过程中提供更优的控制性能。 总结来说，该文提出的基于非奇异快速终端滑模和模糊自适应观测器的反步控制策略，为应对轧机液压伺服位置系统的复杂动态特性提供了解决方案。这种控制方法不仅可以有效抑制不确定性的影响，还能增强系统的快速响应能力和抗干扰能力，对于提高轧机的生产效率和产品质量具有重要意义。