伺服系统的滑模变结构控制器设计

伺服系统不确定性和离散指数趋近律造成系统的系统抖振,传统的PID控制方法难以实现系统对精度和稳定性的要求.为了提高控制系统的性能,提出滑模变结构控制问题.采用参数辨识法,分别获取被控对象在空载和满载模型,并将空载测试数据按二阶模型结构辨识得到被控对象近似模型,作为离散滑模控制器设计的标称模型,并采用自适应趋近律设计了离散滑模控制器,分别对被控对象的两个模型进行控制仿真.结果表明,离散滑模变结构控制器能够使伺服系统满足要求,对参数摄动和外部干扰具有较强的鲁棒性,提高了控制器性能,为设计提供了依据.     

不确定系统鲁棒自适应离散变结构控制

研究不确定系统的离散变结构控制设计问题.对离散趋近律方法进行分析, 提出一种基于鲁棒趋近律的自适应切换增益算法,能根据不确定因素对系统影响的强弱自动调整增益大小. 给出了闭环系统的鲁棒稳定性证明,并对其准滑模运动进行分析.理论分析与仿真研究结果均表明, 所提方法能有效减弱抖振,较好地改善离散变结构控制器的性能, 并解除了传统上确界方法要求不确定因素上确界可知的限制.     

直流PWM伺服系统的模糊变结构控制的研究

以直流PWM伺服系统为对象,在建立数学模型基础上,从变结构控制理论出发,结合模糊控制的优点,设计了一种新型模糊变结构控制器,即在误差较大时采用滑模变结构控制,充分利用其响应速度快的特点,在误差较小时改用增量式模糊控制,并进行分级处理,以减弱抖振,提高控制精度,改善系统的动态性能。理论分析与仿真结果证明,该系统响应快、抖振小、鲁棒性较强,能够获得良好的控制效果。     

一种离散时间系统变结构趋近律

针对一类离散时间系统,提出一种变结构控制设计方法。为了减小离散指数趋近律的抖振现象,本文构造一种趋近律, 利用它设计变结构控制器,能够大幅度削弱抖振,有效地改善控制品质,使系统最终趋于原点,并使系统稳定。给出数值计算和仿真算例。     

关于滞后不确定系统的变结构控制与仿真

研究变结构优化控制,对于含有状态滞后和输入滞后的不确定离散时间系统,采用传统的变结构控制器设计方法,很难解决控制输入滞后对系统性能造成的影响,并使系统抖振和控制输入切换幅度过大的问题,控制效果不理想.为解决上述问题,对状态滞后和输入滞后相同的一类不确定离散时间,进行变结构控制器的设计.根据系统滑模面可达条件,用系统模型不确定项进行等效替换处理,提出改进的变结构趋近律.利用趋近律设计的控制器克服了系统抖振和控制输入切换幅度过大的问题.仿真结果表明,控制器不仅能够保证系统具有良好的稳态和动态性能,同时动态过程中控制量的切换幅度也可以控制在要求范围内.     

切换带厚度递减的离散变结构控制方案

对离散趋近律方法进行研究,针对利用该方法设计变结构控制时系统产生抖振的原因,提出一种准滑动模态带宽度单调减小的离散变结构控制方案.理论分析及仿真结果表明,该方案较好地克服了由离散趋近律引起的抖振问题,可以大大改善离散变结构控制系统的稳态性能.     

一种离散全程滑模变结构控制方法

针对离散时间系统提出了一种全程滑模变结构控制器设计方法。通过选择合适的滑模切换函数，使系统的轨线一开始便落在滑模面上，有效地缩短了系统状态到达滑动模态的时间，使系统从初始状态到平衡点的全过程都具有鲁棒性。针对利用离散趋近律方法设计全程滑模变结构控制器系统存在抖振的缺点，本文利用常规等效控制方法设计离散全程滑模变结构控制器，消除了系统的抖振，改善了系统的动态性能。并基于倒立摆模型进行了仿真，结果验证了其有效性。     

滑模预测离散变结构控制

研究了不确定离散时间系统的变结构控制设计问题,提出了基于滑模预测思想的离散变结构控制系统设计新思路.该方法综合考虑抖振、鲁棒性以及控制量约束等指标要求,利用当前及过去时刻的滑模信息预测未来时刻的滑模动态,实现了滚动优化求解.仿真结果表明,该方法可有效消除抖振现象,并能够保证闭环系统的鲁棒稳定性.     

一种离散时间系统变结构控制的新方法

研究离散时间系统变结构控制问题,提出一种新的离散变结构趋近律.利用该趋近律设计的离散变结构控制器,不仅能大幅度削弱抖振,使系统运动最终趋干原点不存在稳态振荡,而且可使系统的准滑动模态保持步步穿越切换面的基本属性,有效地改善了控制品质,提高了系统的鲁棒性.仿真结果验证了该方法的有效性与合理性.     

基于隐Lyapunov 函数的软变结构控制: 一种控制策略

针对变结构控制的抖振问题,基于隐Lyapunov函数,提出一种新的控制策略:软变结构控制.首先给出软变结构控制的定义和控制器的构造方法;然后设计软变结构控制器和隐Lyapunov区域,给出了控制不受限和控制受限两种情形的软变结构控制,同时,分析了带有状态观测器的软变结构控制.软变结构控制是无滑模的变结构控制,能有效削弱抖振,保持高速调节速度和缩短趋近时间.仿真实例表明了该方法的有效性和可行性.     

模糊趋近律滑模控制交流伺服系统

针对交流位置伺服系统变结结构控制存在较大的抖动的不足 ,借鉴模糊串级控制的方法去调整DVSC的趋近律 ,仿真的结果说明了既保持了变结构控制的快速性及鲁棒性 ,又较好地消除了抖动现象。     

基于新型趋近律的双定子电机控制系统研究

为了提高双定子永磁无刷(DS-PMBL)电机调速系统的动态品质,在纯指数趋近律的基础上,结合终端吸引因子与系统状态变量的幂函数,进而提出一种新型的趋近律,有效抑制了滑模控制抖振,显著提高滑模趋近速度.以该新型趋近律为基础,设计了DS-PMBL电机的数学模型与滑模速度跟踪控制器,采用id=0的矢量控制方法确定DS-PMBL电机的动态性能,并与常规指数趋近律进行仿真比较.结果表明,提出的改进控制系统与传统的控制方法相比,提高了滑模趋近速度,减小了抖振,明显地提高了系统的动态特性与鲁棒性.     

Dynamic analysis of variable structure force control of hydraulic actuators via the reaching law approach

This paper describes the design and experimental analysis of a variable structure control (VSC) law using three reaching law strategies for a hydraulic servo control system. For this purpose we use a non-linear mathematical model to develop a stable variable structure force control. The controller is designed using a sliding mode equivalence control and is augmented by a reaching law approach to further improve the performance. Three reaching laws are developed to bring the system states to the sliding mode surface. The feasibility of each reaching law structure on the closed loop performance (i.e. reaching time, chattering and quality of tracking) are experimentally evaluated and analysed.     

非匹配不确定性下连铸结晶器振动位移系统准滑模控制

以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统中同时存在的匹配建模误差和非匹配外界时变扰动不确定系统,提出一种基于干扰补偿器的鲁棒准滑模控制方案.首先,针对非匹配外界时变扰动不确定系统,采用一种改进的解耦干扰补偿器,保证估计误差有界收敛;其次,采用一种新型的混合趋近律,将幂次趋近律与等速趋近律相结合,减小滑模面趋近时间;再次,基于切换函数设计扩张状态观测器用于观测系统不确定项(包括干扰补偿器估计误差及系统的匹配不确定性),并构建趋近律参数与不确定项的定量关系,以降低抖振,提高系统的控制性能和鲁棒性;最后,通过理论分析证明了闭环系统离散准滑动模态的稳定可达性.仿真分析结果表明了所提出控制方案的有效性.     

多输入不确定系统离散变结构控制设计

研究基于离散趋近律方法的变结构控制设计问题，提出一种新型的离散趋近律。其特点是可以稳定于原点，能有效消除由传统离散趋近律参数引起的抖振。针对不确定因素的影响设计扰动预估器，它对变化率较慢的外干扰和参数摄动具有很高的估计精度。仿真结果表明了所提出设计方法的有效性。     

液压伺服驱动的并联机器人离散滑模变结构控制

本文针对液压伺服驱动并联机器人数学模型的特点,设计了一种具有变速趋近律的离散滑模变结构控制器。仿真研究结果表明,该控制方案可避免通常变结构控制避不可避免的颤动,且系统对参数摄动和外界干扰具有较强的鲁棒性。     

基于变速趋近律的机电伺服系统自适应滑模控制

针对带有摩擦力矩、负载力矩以及扰动力矩等不确定性的机电伺服系统,提出一种基于变速趋近律的自适应滑模控制方法.首先,构造双曲正切型辅助函数并设计新的变速趋近律,用以调节滑模变量的收敛速度,使其在到达减速点之前具有较快的收敛速度,而在到达减速点以后则能有效削弱抖振.在此基础上,构造自适应滑模控制器,保证系统位置输出能够快速...     

带饱和函数的幂次新型滑模趋近律设计与分析

针对滑模控制系统中存在抖振严重、收敛速度慢的问题,设计了一种带饱和函数的幂次滑模趋近律,该趋近律通过饱和函数和两个幂次项系数在系统趋近过程不同阶段进行针对性地调节,提高了系统动态响应过程的收敛速度,且有效削弱了抖振,从理论上证明了其存在性和可达性。将该趋近律应用到存在干扰的二力臂机械手名义模型控制系统中,结果表明,所提出的趋近律提高了系统的收敛速度,而且有效抑制了系统的抖振。     

新的离散时间系统变结构趋近律

针对离散时间系统变结构控制的设计问题进行了研究。为了改善离散指数趋近律的趋近过程,提出了一种新的趋近律,利用该趋近律设计的变结构控制器,不仅能够大幅度削弱抖振,使系统运动最终趋于原点不存在稳态振荡,而且能使系统的准滑动模态保持步步穿越切换面的基本属性,有效地改善了趋近过程,提高了控制品质。仿真分析验证了该方法的合理性与有效性。     

一种多幂次滑模趋近律设计与分析

针对传统滑模趋近律使系统存在抖振现象、收敛速度较慢及动态响应不平滑等问题, 提出一种多幂次滑模趋近律.该趋近律通过三个幂次项系数在系统趋近过程不同阶段进行针对性地调节, 使系统动态响应过程的收敛速度大幅度提高, 且无抖振现象.理论验证了其存在性、可达性及稳定性, 并详细推导了趋近速率及干扰稳定界.以航天器姿态机动控制系统为例, 对比仿真结果表明该趋近律下, 系统的动态过程有较大改善并消除了抖振, 且在存在模型不确定性及外加干扰作用下, 系统仍可较快地收敛到平衡点附近的邻域内.