空天飞行器姿态运动的模糊滑模鲁棒控制研究

针对空天飞行器(ASV)的姿态系统的非线性、强耦合和不确定性,提出了一种分散模糊滑模变结构控制方法.首先基于反馈线性化方法将ASV姿态系统解耦成3个独立的子系统;然后应用模糊滑模变结构控制方法分别设计了各子系统的姿态控制器.通过结合模糊控制与滑模变结构控制,有效抑制了ASV姿态系统的建模误差以及外部干扰.理论分析和仿真研究表明,所提方法具有控制精度高、鲁棒性强、便于工程实现等优点.     

具有噪声扰动的统一混沌系统的同步控制

研究了一类具有噪声扰动的统一混沌系统的同步控制问题。基于滑模变结构控制理论,提出了利用不确定性观测器估计扰动噪声,用噪声的观测值来设计控制器的新方法,而且适当选取观测器反馈增益可以使观测误差充分的小,从而可得到几乎没有受到扰动时的控制效果。和常规滑模变结构控制方法相比,所设计的控制器既能有效地抑制抖振,又能降低控制器参数设计的保守性。最后,基于Matlab 6.5软件对Lorenz混沌系统进行分析和数值模拟,验证了该滑模控制方法在混沌同步中的优良性能。     

基于Ackermann规则的离散全程灰色滑模控制在数字导弹姿态控制系统中的应用

针对数字式导弹姿态控制系统的参数具有时变性和不确定性的特点,设计了一种离散变结构控制器.该控制器结合了Ackermann规则设计切换函数简单、易行的优点和全程滑模控制器的全局鲁棒性的长处.同时引入灰色理论,设计了灰色补偿控制项,用于克服数字导弹姿态控制系统的不确定项对系统造成的影响.结果表明,该控制器在导弹姿态控制系统中的仿真效果较为令人满意.     

基于RBF神经网络的半主动悬架滑模控制

针对悬架参数的不确定性,提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的滑模控制方法。根据滑模变结构控制理论设计了两自由度半主动悬架系统的滑模控制器,采用极点配置法确定滑模切换面参数,应用比例切换的控制方法和等速趋近率确定控制律,采用RBF神经网络优化算法优化了滑模控制器。运用MATLAB/simulink进行仿真,结果显示,与被动悬架相比,基于RBF神经网络的滑模半主动控制具有良好的控制效果,显著地改善了车辆的行驶平顺性。     

非匹配不确定系统的T-S模糊反演滑模控制

对于一类T-S模糊模型描述的非匹配不确定系统,滑模控制鲁棒性难以保证问题,研究并设计了基于T-S模糊模型的模糊反演控制器。首先中间稳定项通过选择合适的Lyapunov函数来确定,在最后一步中确定滑模控制及参数。逐步设计调节器和跟踪控制器,进而实现系统的全局调节和渐进稳定。从仿真结果可以看出,所设计的模糊反演滑模控制器具有良好的跟踪性能和动态品质,在加入干扰项时,系统仍具有良好的性能,表明该设计控制律的有效性和较强的鲁棒性。     

自适应模糊滑模控制器设计

针对传统滑模控制的抖振问题,利用线性化反馈技术,将模糊自适应和滑模控制相结合,设计一种新型的模糊滑模控制器。通过模糊推理和基于Lyapunov函数的稳定性分析,获得模糊控制规则的自适应律,构成自适应模糊滑模控制器,有效解决了传统滑模控制中,需要确定参数摄动和外部干扰上确界不确定性问题,倒立摆上的运行结果表明该方法的有效性。     

基于滑模理论的水下航行器航向控制算法研究

水下航行器操控性能指标中对定向性能有较高要求,而水下航行器的运动具有强的非线性和耦合性,使得不同航速下定向控制和定深转向综合控制成为难点.本文建立了水下航行器的运动学模型,基于滑模理论设计了航向控制器,在MATLAB SIMULINK环境下搭建了航向控制仿真系统,数值仿真结果表明,滑模变结构控制器对于不同航行条件具有较强的适应性,同时,航向的控制效果明显优于PID控制器.     

高超声速飞行器超螺旋滑模自适应控制

针对具有强耦合性、严重非线性等特性的高超声速飞行器控制问题,提出了一种改进的自适应二阶滑模控制方法。首先,在高超声速飞行器纵向模型中加入不确定因素,建立了具有参数不确定性、模型不确定性以及干扰的控制模型;其次,在所建立模型的基础上,利用类二次型Lyapunov函数设计了基于super-twisting算法的二阶滑模自适应控制器;最后,仿真结果表明,对具有未知上界不确定性的系统,该方法设计的控制器较普通二阶滑模控制器,有更好的跟踪效果以及鲁棒性。     

模糊指数型终端滑模控制在导弹姿态控制系统中的应用研究

针对导弹姿态控制系统具有不确定性和时变性的特点,同时为保证系统状态能在有限时间内收敛到状态原点,在研究了多变量确定性指数型终端滑模控制的基础上给出并证明了其不确定多变量系统的控制律特性。为克服不确定性给系统造成的抖动现象,参考模糊控制的优点,设计了模糊补偿控制以消除这种抖动。最后将所设计的控制律在导弹姿态控制系统中做了仿真应用,结果表明,所设计的控制器性能满足要求,控制效果较为满意。     

模糊滑模变结构控制技术的应用研究

针对包含非线性和不确定性的坦克炮控系统,提出了一种基于模糊控制的滑模变结构控制器的设计方法。首先采用极点配置的方法确定了等效控制,再通过应用带有切换增益的鲁棒反馈控制来保证滑模到达条件,然后,利用模糊调节策略来加速到达滑动模态区并削弱抖振。本文所提出的模糊逻辑的应用是一种可计算的智能方法,针对工程问题,具有精确表达式的调整过程,使得控制策略的调整变得更加容易实现。通过仿真结果可以看出,系统得到了更好的性能指标,并且削弱了抖振。系统响应的快速性和鲁棒性都得到了提高。     

超机动飞行快回路的自适应模糊滑模控制

针对超机动飞行快回路的不确定非线性模型,提出了一种利用自适应模糊滑模控制器算法。在所得的最终控制信号中,采用模糊逻辑系统来逼近未知系统函数和开关项;所设计的鲁棒自适应律用来减小逼近误差,从而有效降低抖振。仿真结果表明,所设计的控制律能在过失速机动条件下控制飞机跟踪指令飞行,确保系统具有良好的动态和稳态性能,而且控制器具有很强的鲁棒性。     

A fuzzy logic sliding mode controlled electronic differential for a direct wheel drive EV

In this study, a direct wheel drive electric vehicle based on an electronic differential system with a fuzzy logic sliding mode controller (FLSMC) is studied. The conventional sliding surface is modified using a fuzzy rule base to obtain fuzzy dynamic sliding surfaces by changing its slopes using the global error and its derivative in a fuzzy logic inference system. The controller is compared with proportional–integral–derivative (PID) and sliding mode controllers (SMCs), which are usually preferred to be used in industry. The proposed controller provides robustness and flexibility to direct wheel drive electric vehicles. The fuzzy logic sliding mode controller, electronic differential system and the overall electrical vehicle mechanism are modelled and digitally simulated by using the Matlab software. Simulation results show that the system with FLSMC has better efficiency and performance compared to those of PID and SMCs.     

Lateral stabilization of a four wheel independent drive electric vehicle on slippery roads

In this paper, a new controller is proposed for lateral stabilization of four wheel independent drive electric vehicles without mechanical differential. The proposed controller has three levels including high, medium and low control levels. Desired vehicle dynamics such as reference longitudinal speed and reference yaw rate are determined by higher level of controller. Moreover, using a neural network observer and a fuzzy logic controller, a novel reference longitudinal speed generator system is presented. This system guarantees the vehicle’s stable motion on the slippery roads. In this paper, a new sliding mode controller is proposed and its stability is proved by Lyapunov stability theorem. This sliding mode control structure is faster, more accurate, more robust, and with smaller chattering than classic sliding mode controller. Based on the proposed sliding mode controller, the medium control level is designed to determine the desired traction force and yaw moment. Therefore, suitable wheel forces are calculated. Finally, the effectiveness of the introduced controller is investigated through conducted simulations in CARSIM and MATLAB software environments.     

基于滤波器的机器人滑模控制

变结构控制系统是一类特殊的非线性控制系统,滑模控制就是其中的一种控制策略。滑模控制对系统参数及扰动的变化反应迟钝,具有很强的鲁棒性,该控制方法特别适合机器人系统的控制。抖振是滑模变结构控制中不容回避的问题。文中采用了后滤波器用于消除对象输出的噪声干扰,从仿真结果看,有效削弱了单纯滑模变结构控制系统的抖振。     

Actuator Fault Compensation for Nonlinear Systems Using Adaptive Tracking Control

In this article, an actuator fault compensation strategy based on both fuzzy logic systems and sliding mode control for nonlinear systems is proposed to guarantee closed-loop stability in the presence of a fault. The fuzzy logic system is used to approximate the dynamics caused by the actuator fault and provides the corrective action. An illustrative example of the proposed design is included to show the effectiveness of the proposed method.     

导弹电液伺服机构的自适应模糊滑模跟踪控制

针对导弹电液伺服机构的跟踪控制问题,提出了一种自适应模糊滑模的设计方案.使用具有参数在线调节的自适应模糊控制,逼近滑模控制中的等效控制部分,并确定非线性控制项以保证系统的稳定性.根据滑模控制原理给出四条模糊规则,以平滑不连续控制,达到削弱抖振的目的.仿真结果表明了该方案的有效性.     

基于改进型滑模变结构的TCR型SVC控制策略研究

本文以TCR型SVC为研究对象,应用先进的非线性控制理论来进行控制器设计,以充分挖掘SVC的工作潜能。详细分析了滑模变结构控制的原理、优缺点,并应用趋近率的设计方法推导出基于指数趋近率的控制率,在与PID控制的跟踪效果对比中,显示出优良的快速性和跟踪精度。另外针对滑模变结构控制所固有的抖振现象,本文提出一种改进的滑模变结构控制系统。最后使用Matlab/simulink环境对所使用的方法进行了仿真验证。