织机经纱张力自适应滑模控制器的设计与仿真

针对织机送经卷取系统中的经纱张力控制问题,对被控对象的动力学模型和经纱张力的控制算法进行了研究,分析了织机开口机构的周期性运动对经纱张力的影响,采用了正弦信号模拟控制系统的外界干扰,提出并设计了一种自适应滑模控制器以用于经纱张力控制,利用其滑模控制算法应对被控对象模型中的参数不确定性和其自适应控制算法对外界干扰进行了学习,并与一个PID控制器和一个传统滑模控制器进行了对比。研究结果表明,该自适应滑模控制器可以应对被控对象模型中的参数不确定性,能够实现对外界干扰的有效学习和精确补偿,具有鲁棒性强、控制精度高等优点。     

电液伺服系统的遗传算法在线优化自适应控制研究

针对电液伺服系统的时变性、模型的不确定性等特点，提出采用基于遗传算法的PID自适应控制算法，实现控制器参数的在线自寻优。试验结果表明，该控制算法具有很强的鲁棒性、抑制外界干扰性和良好的动态性能。     

四旋翼无人机模型参考自适应滑模控制

针对四旋翼无人机的姿态控制与轨迹跟踪问题,提出了一种模型参考自适应滑模控制。考虑到四旋翼无人机模型的不确定性以及所受的外界气流干扰,根据模型参考自适应控制的思想,利用无干扰时的理想参考模型与实际系统的输出偏差对外界气流干扰以及模型不确定的慢时变部分进行自适应估并补偿。同时采用滑模控制来抑制外界干扰和模型不确定性造成的影响,通过Lyapunov理论证明了该算法可以使系统稳定。最后通过对比仿真,验证了所提出算法的有效性和鲁棒性。     

一种基于神经元离散滑模变结构的位置控制方法

本文针对数控机床位置伺服系统参数不确定及存在外界干扰的特点,以趋近率设计方法为基础,结合神经元的自学习能力.设计了基于神经元离散滑模变结构的位置伺服控制算法,并用波波夫超稳定性理论证明了神经元自学习离散滑模变结构控制系统的稳定性.实验结果表明,采用这种控制方法极大地削弱了常规滑模变结构控制中的抖振现象,使得系统不但具有良好的动、静态性能,而且具有较强的鲁棒性,满足了数控机床快速、准确的位置伺服控制要求.     

基于定量反馈理论的液压机器人单关节鲁棒控制器

液压机器人单关节性能直接影响机器人整体控制性能,液压系统参数的不确定性和时变性降低了机器人单关节控制精度和响应速度,因此要求机器人单关节控制器具有鲁棒性。建立了伺服阀控制摆动液压缸数学模型,分析了系统参数的不确定性,应用定量反馈理论 (QFT)设计了单关节鲁棒控制器。仿真表明,该控制器对斜坡干扰和正弦干扰都具有较强的鲁棒性,实验验证了控制算法的正确性。     

非线性蛇簧联轴器混沌系统的参数自适应控制仿真研究

根据自适应控制理论,给出一种多重参数自适应控制算法。利用此方法对非线性蛇簧联轴器混沌系统进行了仿真研究,仿真结果表明,参数自适应控制算法具有较强的稳定控制能力,适合于多重参数非自治复杂混沌系统,在外界干扰下引起混沌状态的情况,可自适应地调整到正常的工作状态。     

非线性蛇簧联轴器混沌系统的参数自适应控制仿真研究

根据自适应控制理论,给出一种多重参数自适应控制算法.利用此方法对非线性蛇簧联轴器混沌系统进行了仿真研究,仿真结果表明,参数自适应控制算法具有较强的稳定控制能力,适合于多重参数非自治复杂混沌系统,在外界干扰下引起混沌状态的情况,可自适应地调整到正常的工作状态.     

四旋翼飞行器的自适应鲁棒滑模控制器设计

针对四旋翼欠驱动系统的姿态控制问题,提出一种自适应鲁棒滑模控制方法。对四旋翼系统实现了双环控制,内环为姿态控制,外环为位置控制。根据牛顿-欧拉方程建立了四旋翼系统的动力学模型,针对系统中的外部扰动和参数摄动等不确定性因素,设计了基于Lyapunov稳定控制算法,内环使用自适应鲁棒滑模控制;外环使用鲁棒控制。仿真和实验表明所提控制策略对外界扰动和模型的不确定性具有较强的鲁棒性。     

交流伺服系统的鲁棒性研究

干扰是影响系统性能的主要因素,利用干扰观测器可对交流伺服系统中由负载改变、工作环境变化和建模误差等产生的干扰进行补偿。工作时先在线辨识出系统的模型参数,将干扰观测器的名义模型自动调整为辨识值,再进行所需的控制。研究结果表明,采用干扰观测器结合模型参数在线辨识的交流伺服系统具有较强的鲁棒性。     

非线性磁悬浮系统动力学建模与控制研究

针对磁悬浮列车悬浮系统的强非线性和存在外界扰动下传统PID控制器鲁棒性弱的问题,首先建立磁悬浮控制系统的数学模型并通过Adams动力学分析软件进行非线性动力学建模。采用模糊规则对PID的参数进行在线自适应整定,设计适用于磁悬浮系统的模糊自适应PID控制器。讨论在不同外界干扰下,所设计控制器在实现磁悬浮列车稳定悬浮时的控制性能并在虚拟样机中进行实时观测。通过对所设计的模糊自适应PID控制器在磁悬浮系统上的应用,可以明显发现其控制性能优于传统PID控制器。此外,在受到外界干扰的情况下,与传统PID控制器相比,所设计的模糊自适应PID控制具有较强的抗干扰性及鲁棒性。更适用于在实际磁悬浮工程中克服外界干扰来工作运行。     

滑模模糊控制算法在液压机器人控制中的应用

Pb-211液压机器人腰部是一个非线性液压伺服控制系统，常规PID控制算法很难在不出现超调情况下满足控制系统快速性的要求。针对这种情况以及液压系统参数时变等特点，在常规滑模控制算法的基础上，引入模糊控制技术，采用滑模模糊控制策略进行控制器设计。仿真结果表明，滑模模糊控制算法能够在不出现超调情况下显著提高系统的响应速度，满足系统响应速度和控制精度的要求，而且对正弦干扰具有较强的鲁棒性。     

并联机器人轨迹跟踪离散变结构鲁棒控制器设计

本文根据并联机器人支撑杆教学模型参数摄动较大和时变的特点,设计了一种用于并联机器人轨迹跟踪的离散滑模变结构鲁棒控制器,通过引入变速趋近律,控制系统响应速度快,对参数摄动和外界干扰具有较强的鲁棒性,仿真研究结果表明,本文的控制方案能实现较高精度的快速轨迹跟踪,同时可削弱或避免通常变结构控制中不可避免的抖振。     

大射电望远镜柔性Stewart平台的动力学分析与控制

根据KED方法建立了柔性支腿Stewart平台的动力学模型。针对该机构为一非线性、强耦合、多输入多输出等特点,提出一种干扰观测器和基于优化神经网络结构的PID控制器(PID-NNC)相结合的控制算法来实现大射电望远镜(LT)馈源高精度轨迹跟踪。这种新方法通过构造干扰观测器来观测柔性Stewart平台的各种干扰,并对观测到的干扰信息进行补偿以抑制干扰对系统的影响,同时采用PID-NNC进行动态解耦控制。理论分析和仿真实验结果表明,该控制算法不仅能满足馈源轨迹跟踪高精度要求,而且具有较强的鲁棒性。     

基于CMAC神经网络的PID控制算法在温度控制中的仿真研究

为了更好地实现对工业过程温度的控制,文章设计了一种基于CMAC神经网络模型的PID控制算法。将该算法应用于温度控制中,研究了改变被控对象参数时的系统响应特性。仿真结果表明,该算法具有较强的自适应能力和鲁棒性,其性能优于常规PID控制算法。     

基于PLC的DMC-PID的串级控制算法研究

对传统PID控制和动态矩阵控制(DMC)进行分析,设计了一种基于DMC算法和经典PID算法相结合的串级液位控制算法,并在S7-300 PLC上实现上述控制算法。仿真和实验结果表明,该算法具有较强的自适应性、鲁棒性、跟踪性,控制效果优于传统的PID控制。     

交流永磁同步电机伺服系统模糊PID控制

分析了永磁同步电机(PMSM)在d-q轴的数学模型,结合传统PID控制和模糊PID控制的优点,根据永磁同步电机伺服控制系统随着负载变化或干扰因素影响,引起其对象特性参教或者结构发生改变,从而建立PID参数自调整的推理规则,设计了PMSM伺服控制系统的模糊PID参数自适应控制器.仿真结果表明,模糊PID控制器与传统PID控制器相比具有更好的动态稳定性,对外界干扰具有较强的鲁棒性.     

直流调速系统的滑模变结构控制

针对电机转数在大范围变化时参数摄动造成电机模型不准确这一特点,提出了一种采用滑模变结构控制来控制电机的方式.首先,进行了滑模面S的选取和控制量的求取计算,进而分析了其能达阶段和滑动阶段的稳定性问题,最后,将设计的滑模变结构控制器用于电流闭环直流调速系统.与传统的增量式PID控制仿真对比表明,对具有大惯量负载及变化电动机参数的系统,滑模变结构控制优于PID控制,具有较强的鲁棒性和快速性.     

数控机床进给伺服系统模糊自适应PID仿真

针对传统的PID控制策略不能满足数控进给伺服系统的对控制性能要求。结合模糊控制理论,在传统PID控制基础上设计出一种基于模糊决策的模糊自适应PID控制器。运用模糊控制理论,对PID参数进行实时修改,使系统具有较好的自适应能力和较强的鲁棒性。在MATLAB环境下对进给伺服系统进行了动态仿真;仿真结果表明,模糊自适应PID控制器的控制性能远优于常规PID控制器,即使在外界干扰和系统工况发生变化时,此控制器也具有很好的快速响应特性和较强的鲁棒性。     

高性能运动控制器的滑模变结构控制

采用经典PID控制算法的传统运动控制器在受到外部扰动或伺服系统结构参数发生变化时会使系统性能受到影响,运动控制器与数控系统之间低速的ISA总线通信也已无法满足控制器进行复杂的位置控制运算需要大量实时数据传输的要求,降低了运动控制器的控制性能。文章提出在运动控制系统中采用滑模控制算法,减少了外部干扰和系统内部参数变化对系统的影响,提高了系统的鲁棒性 此外,设计中采用PCI总线通信,使数据通信能力显著提高。采用该算法可以有效地克服系统结构参数变化和外部干扰对系统动态响应的影响,明显提高系统的响应速度,同时保持原来系统无超调的要求,使系统具有更好的动态性和较高的鲁棒性,提高了运动控制器的控制性能。     

基于μ控制理论的汽车横向主动避撞系统研究

为提高汽车横向主动避撞系统在外界环境和自车因素产生的未建模误差和参数不确定性影响下的性能,提出了横向主动避撞安全距离模型;以动力学摄动模型动力系统为控制对象,考虑参数摄动、外界干扰和未建模误差的影响,利用μ控制理论进行横向主动避撞安全距离模型及其稳定性仿真;在Matlab的Simgui工具箱中,将μ控制器和标称情况下的H#控制器进行仿真对比。仿真结果表明模型的有效性及所设计的μ控制器在存在摄动和干扰时,具有较快的响应速度和鲁棒性,使系统有较好的控制效果。