GMAW系统电流与弧长的滑模变结构控制仿真

在分析熔化极气体保护焊(GMAW)的基础上,建立电流及弧长的非线性数学模型.应用基于微分几何的反馈线性化方法,将GMAW过程电流及弧长模型同胚映射为等价的线性系统,使复杂的非线性控制问题转化成简单的线性系统的控制问题,使控制器设计的复杂程度降低,控制效果明显优于对非线性系统的直接控制.把滑模变结构控制方法应用于焊接电流及弧长的控制中,Matlab仿真结果表明,该方法可以满足焊接中电弧弧长的精确控制,同时,对系统参数摄动和外部扰动具有较强的鲁棒性.     

两杆欠驱动机器人的多层嵌套滑模控制方法

目前对于两杆欠驱动机器人的滑模控制方法大多不能保证子滑模趋近各自滑模面的可达性和鲁棒性,表现为系统的稳定过度依赖参数的选取,控制运行拥塞,参数调整难度大,实现困难。为此提出一种多层嵌套滑模控制方法,以改善子滑模趋向各自滑模面的可达性、鲁棒性和快速性。进行了系统滑模面的可达性和稳定性分析,并就Pendubot和Acrobot两类欠驱动机器人进行了位置镇定控制数值仿真。仿真结果表明该方法能够使系统的控制参数调整保持一定的连续性,降低控制拥塞和参数调整难度,并有效地提高子滑模趋向各自滑模面的快速性和鲁棒性。     

基于滑模观测器的PMSM改进无差拍电流预测控制

针对永磁同步电机因参数扰动、采样延迟、模型失配导致电流控制误差问题,提出基于滑模干扰观测器的改进无差拍电流预测控制。通过将模型参数不匹配引起的扰动引入到电机的电压方程中,构建滑模扰动观测器观测系统扰动;针对滑模控制的抖振问题设计了以sgn为基础的二阶趋近律消除固有抖振问题,并证明了控制器的稳定性;将滑模观测器中的预测电流代替采样电流解决控制延时的问题;将观测估计的系统扰动通过前馈补偿的方式与无差拍电流预测控制相结合,进而提高无差拍电流控制的参数鲁棒性。结果表明：在参数扰动和模型失配时,提出的控制方法可以有效补偿系统扰动,系统稳态误差减小,有效提高了系统鲁棒性。     

基于RBF神经网络的永磁同步直线电机全局滑模控制

针对永磁直线同步电机直接驱动伺服系统存在负载扰动、参数时变、非线性摩擦及端部效应等不确定性因素,提出了一种神经网络增益切换全程滑模控制策略。该策略使控制系统一开始就处于滑动模态上,使系统具有全局鲁棒性。其次,通过递归神经网络的在线学习来对不确定界限实时估计,并引入饱和函数,以进一步降低控制中的抖振,改善系统的性能。通过仿真对所提方案与PID控制和传统滑模控制进行对比,验证了所提出的方案有更好的鲁棒性和跟踪能力。     

电液伺服系统的模型参考滑模自适应控制

为了提高电液伺服系统的控制效果，本文将模型参考自适应控制和滑模控制相结合，用模型参考方法来保证系统的稳态品质，用滑模控制方法来改善系统的动态品质，提出一种新的模型参考滑模自适应控制方法，仿真结果表明，该方法能有效抑制参数扰动、量测噪声及干扰，具有很强的鲁棒性。     

基于改进超螺旋算法的永磁同步电机快速积分终端滑模速度控制

针对永磁同步电机伺服系统的滑模速度控制存在抖振和鲁棒性不强问题,采用改进积分终端滑模面与广义超螺旋相结合的方法设计转速控制环。提出分段滑模面的方法设计改进的快速积分终端滑模面,可以使得抖振问题得到明显改善;设计改进的广义超螺旋控制器作为切换控制,能够更好地改善系统的动态特性,并证明了此算法的稳定性。仿真结果表明：该方法具有抑制抖振性能强、收敛速度快和跟踪性能好等优点。     

二次调节转速系统的串级模糊滑模控制

针对系统参数多变性和非线性的特点,采用串级模糊滑模控制策略,建立二次调节转速控制系统的数学模型.该控制策略充分结合了两种控制方法的优点.利用MATLAB软件进行仿真,并与串级PID控制仿真结果进行比较.结果表明,采用基于模糊自适应调节的滑模控制能够使系统具有更好的鲁棒性,系统的控制性能得到极大的提高,当系统参数发生变化时,能够保持较强的鲁棒性和抗干扰能力.     

气动位置伺服系统的滑模变结构控制

针对气动位置伺服系统的不确定性及非线性等特点,充分利用滑模变结构控制对被控对象的模型误差、对象参数的变化及外部干扰有极佳的不敏感性等优点,将滑模变结构控制方法引入该气动位置伺服系统,并进行了滑模变结构控制器的设计与仿真,在仿真时还加入了系统的不确定性.结果表明:该控制方案有效,而且系统具有很好的鲁棒性.     

基于动态变边界层的PMLSM新型终端滑模控制

为了提高永磁直线同步电机控制系统的动态响应速度和鲁棒性，提出了一种动态变边界层新型终端滑模(DITSM)控制方法。首先，在全局快速Terminal滑模面中引入积分项，构建积分型全局快速Terminal滑模面，在降低抖振的同时避免了奇异问题；其次，设计动态变边界层饱和函数来替代传统饱和函数，保证状态轨迹可以收敛到切换平面而不是边界层内，提高了系统鲁棒性；最后，设计超螺旋干扰观测器估计未知扰动，并采用前馈补偿的方式将观测值引入控制率，增强了系统抗干扰能力。经过仿真验证，DITSM控制方法不仅保证了系统全局鲁棒性，而且有效提高了系统跟踪精度和响应速度。     

基于逆系统的车用PMSM滑模矢量控制

为满足车用永磁同步电机 (PMSM)在快速响应的同时,在负载扰动以及参数变化下具有较强的鲁棒性,提出一种基于逆系统的PMSM滑模矢量控制。对强耦合、非线性的PMSM系统进行可逆性分析,基于逆系统将PMSM解耦成一阶线性转矩子系统和一阶线性定子转矩电流系统,以提高系统响应速度。利用线性连续函数代替传统滑模控制中的符号函数设计滑模控制器,以减小系统抖振、提高系统的鲁棒性与抗扰动能力。分析控制系统的稳定性与控制性能。结果表明：所提出的控制算法与传统PI控制相比响应迅速,在系统参数与负载变化时的鲁棒性显著提高。     

数控机床直线伺服系统反推滑模控制的研究

针对高速高精数控机床直线伺服系统,考虑参数变化、外部负载扰动和摩擦力等不确定因素对系统伺服性能的影响,设计自适应反推滑模控制器 (ABSMC).由系统位置、速度误差建立滑模面,利用反推理论推导出反推滑模控制律.实际应用中不确定确界未知,通过设计自适应律修正不确定确界观测值.经分析验证,并与反推滑模控制相比,自适应反推滑模算法在保证系统全局一致渐进稳定情况下,能很好抑制不确定因素对系统性能的影响,对参考指令位置跟踪鲁棒性强,同时抖振得到明显削弱.     

新型三平移并联机器人的模糊滑模控制

针对以直流伺服电机驱动的少自由度并联机器人，采用了一种新型模糊滑模控制策略。该方法设计简单，系统的鲁棒性好。仿真结果表明该算法是可行的，具有很好的快速性和抗干扰能力，保证了闭环系统的渐进稳定，而且具有与自学习控制和自适应控制类似的优点。     

插入式永磁同步电主轴无传感器弱磁控制技术研究

为了提高电主轴的电流利用率和鲁棒性,在矢量控制的基础上,对插入式永磁同步电主轴进行研究。对最大转矩电流比控制的四阶方程进行标幺化处理,采用拟合曲线的方式对方程进行近似求解;利用弱磁调速扩展主轴的速度范围。通过滑模观测器估算电主轴转速,为了改善传统滑模观测器的抖振问题,将Sigmoid函数引进传统滑模观测器中,通过李雅普诺夫判据对所提策略的稳定性进行推导说明。以实验室中高速磨削电主轴FL170-20-15为例,通过以上算法搭建基于MATLAB的仿真实验平台进行实验验证,并分析该控制策略的效果。实验结果表明：采用该方法的高速磨削电主轴减小了滑模观测的抖振现象,提高了控制系统的鲁棒性。     

基于干扰补偿的不确定机器人鲁棒滑模跟踪控制

以含有参数不确定和外部扰动的机器人系统为对象,研究不确定机器人系统的轨迹跟踪问题。结合系统辨识理论和滑模理论,提出了一种基于干扰补偿的机器人鲁棒滑模控制方法。该方法采用非线性观测器实现系统不确定项的在线估计与补偿,利用滑模控制来增强系统的鲁棒性,并利用基于sigmoid函数的新型滑模趋近率来抑制传统滑模控制的固有抖振现象。最后,以2关节机器人为例,通过仿真验证了文中方法的有效性,不仅有效解决了传统滑模控制的固有抖振现象,而且对系统存在的不确定性扰动具有很强的鲁棒性。     

电液伺服系统的变结构控制研究

本文应用变结构控制理论中的滑模变结构控制方法，针对液压系统模型进行了变结构控制的仿真和实验研究。仿真及实验结果证明，采用滑模变结构控制该液压系统具有良好的动态性能和鲁棒性。     

串联型机械臂的自适应鲁棒容错控制研究

针对串联型机械臂关节空间内的轨迹跟踪控制,提出了一种自适应鲁棒容错控制方法。在机械臂动力学模型中加入了外界干扰、关节摩擦与故障模型,并将其等价成二阶被控系统。在此基础上,结合非奇异快速终端滑模面和反步法控制策略,设计一种新型的反步非奇异快速终端滑模控制器。通过李亚普诺夫准则验证了控制策略的全局渐近稳定性;引入自适应技术估计系统不确定性的上界,提高控制器的鲁棒性。以二自由度机械臂为被控对象,对所设计控制器的有效性进行了验证,结果表明:与传统的非奇异快速终端滑模控制器及反步非奇异快速终端滑模控制器相比,该控制器具有响应速度快、鲁棒性强、抖振小的优点,能有效应对系统故障和实现机械臂的高精度轨迹跟踪控制。     

嵌入式系统控制双丝旁路耦合电弧MIG焊

采用嵌入式系统控制双丝旁路耦合电弧MIG焊进行了控制试验,开环状态焊接,主路电弧和旁路电弧的相互影响,旁路弧长不稳定,旁路电流会发生剧烈跳变,使焊接过程不稳定,存在焊接缺陷,焊缝成形差.基于弧压反馈的过程稳定性试验表明,嵌入式系统可以实时反馈旁路弧压,调整旁路送丝速度,控制旁路弧长稳定,确保焊接过程稳定;基于电流控制的过程稳定性试验表明,嵌入式系统可实时反馈旁路电流,判断电流变化趋势,对旁路电流进行适时调整,保证母材电流稳定.采用嵌入式控制系统同时控制旁路送丝和旁路电流,可保证焊接过程稳定进行,避免产生焊接缺陷,焊缝成形良好.     

交直流双丝埋弧焊电弧干扰分析及控制策略

在交直流双丝埋弧焊系统中,由于两个电弧之间的干扰严重,使焊接过程不稳定,通过对两电弧之间的电磁力的分析,发现焊接电流是影响焊接过程稳定的主要因素,电弧电磁力与两电弧电流绝对值的乘积成正比,根据分析提出了一种相应的控制策略,借助于电弧电压检测和脉冲协调控制技术,可以控制脉冲电流的基值与峰值输出,最终减小电弧之间的电磁力,同时利用电子学、自动控制理论及单片机技术设计并制造用于埋弧焊系统的"交直流双丝脉冲电流控制器",在验证性试验过程中采用光电信号测试分析系统实现对焊接电流、电弧电压波形等电信号的采集.结果表明,该设备功能正常可靠.     

共熔池双TIG焊电弧稳定性研究

分析了共熔池双TIG焊的特点,通过试验.对由各种不同形态的电流组合构成的双弧系统的电弧稳定性进行了研究,探讨了共熔池双TIG焊过程的电弧系统稳定性控制方法.结果表明:通过控制焊接电流的形态及焊接电流值之间的绝对差值,采用双直流电弧、双脉冲电弧或直流与脉冲的混合电流形式都能得到稳定的双弧系统.但在采用较大的双脉冲电流的条件下,脉冲电流之间需存在交错延时,才能保证双弧的稳定性.     

含死区输入电液系统的模型参考滑模控制

针对含死区输入非线性电液速度伺服系统的跟踪控制问题,结合模型参考与滑模变结构控制理论,提出一种自适应模型参考滑模控制方案.用模型参考方法来保证系统的稳态品质,用滑模控制方法来改变系统的动态品质,利用对称型Sigmoid连续函数以平滑不连续控制.仿真结果显示,该方案可以减小跟踪误差、增强系统的鲁棒性和削弱控制信号中的高频抖振.