基于扰动补偿趋近律的准滑模控制

针对不确定离散时间系统,提出了一种基于扰动补偿趋近律的准滑模控制方法.该方法不仅能够加快系统趋近模态的趋近速度,缩短到达时间,而且能够缩窄系统的准滑动模态带宽,增强系统鲁棒性,有效改善系统动态品质,并无控制抖振和稳态抖振产生.仿真结果表明了该方法的有效性.     

带宽化扰动观测复合滑模的闭链机构协调控制

针对闭链机构关节协调控制问题,在耦合空间中提出了一种带宽化扰动观测器复合等速趋近律的滑模控制方法.扰动观测器保留扩张状态观测器的计算结构,使用观测误差的比例、积分、微分(P, I, D)估计扰动;它与滑模控制复合,不但放宽了滑模切换增益的边界条件,而且消除了抖振.使用等速趋近律,切换增益可根据执行器饱和限制条件计算获得,其他控制参数结合带宽参数化法整定.仿真和实验表明,带宽化扰动观测器复合滑模控制,可以在系统限制允许的范围内有效解决闭链机构协调控制问题,且具有参数物理意义明确,易整定的优点.     

输入多采样率离散时间系统准滑模控制器设计

针对不确定离散时间系统,结合多采样率控制理论,提出一种输入多采样率准滑模控制方法。该方法在状态损失数据下,考虑系统不确定干扰,有效利用多率输入量,缩窄系统的准滑模带宽,增强系统鲁棒性,改善系统动态品质。通过仿真实验验证了所提出方法的有效性。     

两轮不平衡小车变结构控制抖振与鲁棒性研究

为了进一步减小两轮不平衡小车在变结构控制过程中产生的抖振,同时保留系统滑模的鲁棒性,针对反馈线性化得到的小车系统的线性模型,首先基于饱和函数准滑模指数趋近率,以常规切换面为基础设计动态切换面准滑动模态控制器.该控制器有效地削弱了系统的抖振,但也削弱了系统的鲁棒性;然后通过给趋近律中加入扰动跟踪项设计出带扰动跟踪项的动态...     

基于干扰补偿趋近律的离散滑模多周期重复控制

针对离散时间系统的多周期干扰抑制问题,提出一种离散滑模多周期重复控制器设计方法.利用非线性幂次函数设计新型离散趋近律,将周期差分等效干扰以加权形式嵌入到趋近律中,构造带干扰补偿作用的离散趋近律,并据此设计离散滑模多周期重复控制器.为了进行控制器参数整定和表征闭环系统的收敛性能,推导准滑模域边界层的表达式.所提出控制方法既能够消除多周期干扰信号,也能够减小准滑模域边界层.数值仿真验证了所提出控制方法的有效性.     

一类未知MIMO非线性离散系统的改进自适应准滑模解耦控制

针对一类带有外部扰动的未知MIMO非线性离散系统,提出一种新型自适应准滑模控制算法.该算法基于非参数动态线性化技术,运用高阶滑模控制的思想实现带有扰动系统的二阶准滑模控制.同时,利用扰动解耦技术,在控制器的设计中引入离散扩张状态观测器(DESO)对系统各回路间的耦合以及数据模型的未建模动态进行补偿,以进一步实现多变量系统的解耦,提升控制品质.理论分析和仿真结果说明了所提出方法的有效性和可行性.     

基于抗扰动补偿的转台伺服系统准滑模控制研究

针对飞行模拟转台伺服系统中存在的内部和外部扰动.在分析它们对转台伺服系统影响基础上,采用线性连续准滑模控制(LCPSM)和状态立方反馈准滑模控制(SCFPSM)两种方法对转台伺服系统进行了杭扰动补偿控制,通过与传统PID控制方法和常规滑模变结构控制方法的比较证明准滑模控制方法对于转台伺服系统中的参数摄动和外部摩擦等扰动因素具有良好的抑制和补偿作用,消除了常规滑模变结构控制中的抖振现象.     

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.     

滞后离散线性定常系统的准滑模变结构控制

研究了滞后离散线性定常系统的准滑模变结构控制问题,给出了滞后离散线性定常系 统的准滑模,理想准滑模,非理想准滑模与准滑模带的概念;还给出了实现准滑模的条件.通过 非奇异线性变换,将上述系统化成了简约型,并给出了变结构控制律的设计方案.利用Lyapunov 函数法,证明了系统准滑模的稳定性.     

一类非线性离散系统自适应准滑模控制

针对一般非线性离散时间系统的不确定性和扰动抑制问题, 提出一种新的自适应准滑模控制算法. 算法包括两部分, 其一是基于紧格式动态线性化模型的自适应准滑模控制器设计, 其中动态线性化方法中“伪偏导数”的估计算法仅依赖于系统I/O 实时量测值. 其二是采用径向基神经网络估计器来估计系统的综合不确定性. 理论分析证明了系统的BIBO稳定性. 仿真结果验证了所提算法的有效性.     

硬盘驱动器准滑模自适应鲁棒控制方法

提出一种硬盘驱动器鲁棒自适应准滑模控制方法, 该方法在仿真和实验中有效地克服了跟踪扰动信号的影响, 极大地提高了硬盘驱动器的跟踪速度, 使系统稳态、动态性能和鲁棒性都得到很大的改善.     

准滑模逆变控制单相光伏并网系统的试验研究

逆变控制是光伏并网发电技术的一个难点问题。针对这一问题,提出了准滑模控制的解决方法。全面介绍了单相光伏并网发电系统的设计方案,在给出系统拓扑结构之后,建立了系统主电路的动态数学模型。简要分析了系统的最大功率点跟踪算法和准滑模控制逆变原理,完成了准滑模并网逆变控制试验。试验表明,基于准滑模控制的单相光伏并网发电系统具有动态响应快、稳态跟踪性能优良的特点,系统设计正确且可行。     

离散时间系统变结构拟滑模控制改进算法

传统的离散时间变结构控制律均是以等效控制为基础,长期的应用表明这种没计思想欠合理.针对该问题,设计了离散时间系统变结构滑模控制的一种新算法.算法针对前人所提出的控制算法不足之处,对离散时间滑模控制量设计进行了改进.理论分析表明,所提出的控制算法满足离散时间变结构系统到达条件的要求,通过选择合适的滑模切换函数以及控制律参数,保证系统的轨线快速落在滑模面上,有效地缩短了系统状态到达滑动模态的时间,且抖振小.仿真结果表明,使用改进控制算法的系统输出响应优于未改进算法情况,响应速度较快,证明了所提出的算法是可行的、有效的.     

非匹配离散系统无抖振鲁棒准滑模控制

研究离散准滑动模态的鲁棒性恢复和抖振削弱问题。针对一类同时含有匹配建模误差和非匹配外界干扰不确定离散系统,设计一种基于解耦干扰补偿器的鲁棒准滑模控制方案。为保证系统的鲁棒性,针对非匹配外界干扰设计一种改进的解耦干扰补偿器,估计误差有界收敛。通过引入幂次函数设计鲁棒离散准滑模控制器,消除系统抖振,给出切换函数准滑模带,并证明了闭环系统离散准滑动模态的稳定可达性。最后通过仿真验证了所提出控制方案的有效性。     

时滞离散系统的非线性准滑模鲁棒控制

针对一类变时滞离散系统,基于一种新型的非线性时变准滑模面设计方案,研究了系统的鲁棒滑模控制问题.首先,给出了该种非线性切换函数的一般形式,该类准滑模面具有时变的特征,且能够动态地改善系统的运动品质.利用自由权矩阵与线性矩阵不等式技术,给出了该类时滞离散系统非线性准滑模面的设计方法,并得到了稳定的非线性准滑模面存在的充分条件;其次,基于一种改进的离散趋近律方法,设计了相应的准滑模控制器,以保证系统的状态在有限时间内到达准滑模,从而将此类非线性系统的滑模变结构控制的分析与综合问题推广到了时滞非线性系统.最后,仿真结果表明,在本文所设计的准滑模面与准滑模变结构控制器的作用下,系统的状态是稳定的,且具有响应速度快、超调量小、调节时间较小等优点,从而说明了本文所设计方法的有效性.     

An adaptive reaching law of chattering-free discrete-time sliding mode control for systems with external disturbance

An adaptive reaching law of chattering-free discrete-time sliding mode control is proposed for the systems with external disturbance. An adaptive function is proposed in the reaching law which can increase reaching speed as sliding variable is far away from zero and avoid undesired chattering when sliding variable is close to origin. Moreover, a third-order backward difference of disturbance is added to obtain a narrower quasi-sliding mode band (QSMB). Both the closed-loop system performance and finite reaching steps to achieve the desired QSMB are theoretically analyzed. The simulation results verify the effectiveness of the proposed control strategy.