减摇鳍升力反馈自适应控制系统设计

针对减摇鳍系统严重的非线性和不确定性问题,本文在常规鳍轴基础上进行改进,运用轴承负荷检测升力,并给出传感器的安装方式。设计切换模糊化的非线性自适应滑模控制器,利用乘积推理机、单值模糊器和中心平均解模糊器设计,将滑模控制器中的切换项进行模糊逼近使其连续化,可有效降低系统输出抖振,提高减摇鳍的抗干扰性。以一艘装备某型减摇鳍的船为对象进行实验台仿真分析,结果表明:所设计的减摇鳍控制系统对模型不确定参数摄动及外界干扰不敏感,具有较强鲁棒性。在不同海况下,减摇效果提高到83.51%~96.03%。     

广义扰动下升力反馈减摇鳍变结构控制器的设计

升力反馈减摇鳍是一种新型的减摇鳍，系统的减摇模型具有复杂的非线性。针对具有阻尼非线性和惯性非线性特性的升力反馈减摇鳍的减摇模型，将其中的非线性特性等等效为广义扰动，设计了一种简单的滑模变结构控制器-比例切换滑模控制器，在讨论了比例切换滑模控制的存在条件和比例切换滑模控制的可达性的基础上，进行了系统仿真研究。仿真结果显示该控制器对具有非线性阻尼力矩和非线性恢复力矩的船舶横摇运动具有很好的减摇效果和良好的快速性，一般变结构控制存在的抖动现象不明显。     

磁悬浮平台电磁悬浮系统的模糊滑模控制

为实现开环不稳定且高度非线性的磁悬浮平台悬浮气隙的精确控制,采用模糊滑模控制方案,根据电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,通过等效控制和切换控制律实现对参数摄动和外部扰动的完全鲁棒性.根据滑模切换状态,利用模糊推理方法柔化切换控制.基于模糊滑模控制器的控制系统能够有效地削弱滑模控制抖振,并较好地抑制外部扰动,且对参数变化具有完全鲁棒性,实现磁悬浮平台的高刚度稳定悬浮.结果表明,所设计的控制系统对参数变化及周期性扰动具有很强的鲁棒性.     

模糊滑模控制在数控转台伺服系统中的应用

针对一类包含不确定性和非线性因素的数控转台伺服系统,提出了一种基于模糊逻辑的滑模变结构控制算法。采用积分滑模面方法设计了切换函数,并将其作为模糊系统的输入,设计了单输入的模糊控制器。利用模糊控制策略调节控制量,获得系统的控制输出。仿真结果表明,模糊滑模控制算法有效地削弱了常规滑模控制中出现的抖振现象,提高了系统的响应速度,并增强了系统的鲁棒性。     

一类不确定非线性系统的模糊鲁棒控制及稳定性分析

用模糊Ｔ－Ｓ模型对一类不确定非线性系统进行模糊建模,在此基础上研究了模糊系统的状态可测和不可测条件下反馈控制器、基于观测器的输出反馈控制器的设计,证明了所的模糊状态反馈控制器,输出反馈控制器可使闭环系统二次稳定性质。     

直流电动舵机的离散模糊变结构控制

针对外来扰动和不确定参数项对电动舵机伺服控制的影响以及传统滑模控制的抖振现象,设计了一种基于等效控制的离散模糊滑模控制方法。该方法利用模糊控制器调整切换控制量的值,消除不确定项及外来扰动的影响,柔化了控制信号。分析了直流电动舵机系统的工作原理并建立了数学模型,给出了离散模糊变结构控制器的设计过程,证明了系统的稳定性。仿真结果表明所设计的控制系统具有较好的鲁棒性,同时又降低了常规滑模控制所产生的抖振。     

风帆助航船舶运动的模糊自适应迭代滑模控制

针对风帆助航船舶运动模型的不确定性和高度非线性特点,设计了一种自适应非线性滑模控制器。该控制器利用非线性双曲正切函数对系统输出进行迭代滑动模态设计,应用滑模面反馈控制方法,无需对系统的不确定项和外界干扰进行估计,根据双曲正切函数的严格有界性和控制输入约束条件证明了控制器稳定性,同时引入模糊系统对迭代滑模参数进行优化,增强控制器的自适应性。以“文竹海”号76000DWT散货船为目标进行控制仿真,结果表明,所设计控制器对系统模型不确定参数摄动及风浪作用不敏感,具有强鲁棒性,且与迭代滑模控制器相比所得控制量输出更加合理有效。     

垂直轴磁悬浮风电悬浮系统的模糊滑模控制

阐述了磁悬浮风力发电悬浮系统的工作原理并建立了数学模型,针对系统的非线性和不确定性,设计了结合模糊控制和传统滑模控制优点的模糊滑模控制器,并进行了仿真。仿真结果表明,该控制方法能够有效的提高系统的稳定性和鲁棒性,与传统的滑模控制相比较,模糊滑模控制器具有更好的适应性和抗干扰能力,适用于垂直轴风力发电悬浮系统。     

非线性系统模糊平滑切换多模型控制

研究了一类可以平滑切换时刻输出跳变的多模型切换控制器的设计问题,基于T-S模糊模型提出一种非线性系统模糊平滑切换多模型控制,将输入空间划分为若干个模糊区域,使区域边界模糊化,在每一区域内设计局部T-S模型和控制器,从而使控制器切换在模糊了的边界处进行,保证了切换过程中系统状态轨迹的平滑性.仿真结果证明了方法的有效性.     

非线性系统自适应鲁棒控制器设计

针对非线性系统模型参数具有不确定性的问题,利用二型模糊逻辑控制器特别适合于解决不确定性问题的优点和特点,提出二型模糊自适应滑模控制方法,设计了具有自适应和鲁棒性的非线性系统控制器。首先对非线性系统进行精确线性化,然后选取合适的滑模面,并设计了二型模糊逻辑系统,通过李亚普诺夫稳定性理论分析,得到自适应控制律。通过仿真实例验证,对比分析并验证了该控制方法能够克服不确定性参数的干扰,从而更好地控制非线性系统,使其具有一定的自适应性和鲁棒性。     

非线性系统模糊平滑切换多模型控制

研究了一类可以平滑切换时刻输出跳变的多模型切换控制器的设计问题，基于T-S模糊模型提出一种非线性系统模糊平滑切换多模型控制，将输入空间划分为若干个模糊区域，使区域边界模糊化，在每一区域内设计局部T-S模型和控制器，从而使控制器切换在模糊了的边界处进行，保证了切换过程中系统状态轨迹的平滑性.仿真结果证明了方法的有效性.     

基于模糊观测器的非线性模糊鲁棒控制

用模糊T－S模型对一类不确定非线性系统进行模糊建模,在此基础上研究了模糊系统的状态反馈控制器、鲁棒观测器、基于观测器的状态反馈控制器的设计,证明了所设计的模糊状态反馈控制器、鲁棒观测器具有全局渐近性质。     

单电磁悬浮系统的神经网络模糊滑模控制

为实现单电磁悬浮系统悬浮气隙的精确控制,提出一种基于神经网络的模糊滑模控制方案.根据单电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,同时根据滑模切换状态,通过引入神经网络的模糊控制方法对滑模切换控制量的增益进行评估,实时对滑模控制量进行调整,实现切换控制信号的柔化.基于神经网络的模糊滑模控制系统不仅能很好地跟踪给定信号,而且能削弱滑模控制抖振,对外部扰动具有完全的鲁棒性.仿真结果表明,所设计的控制系统零超调,具有速度跟踪性能,对外部扰动具有很强的鲁棒性.     

基于滑模-模糊逻辑系统的故障检测及容错控制

针对一类单输入单输出非线性不确定系统,提出了一种基于滑模-模糊逻辑系统的故障检测的方法。其中,利用模糊逻辑系统对被控对象中的未知函数进行逼近,用相同方法对故障项进行逼近;设计滑模观测器进行故障检测和诊断,然后基于Lyapunov函数综合设计方法对系统进行稳定性分析;当故障被检测出后,为保证系统稳定性重组控制器,设计控制器,实现容错控制。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一类不确定非线性系统的模糊鲁棒输出反馈控制

用模糊Ｔ－Ｓ模型对一类不确定非线性系统进行模糊建模,在此基础上模糊系统的状态反馈控制器,鲁棒观测器、基于观测器的状态反馈控制器的证明,证明了所设计的模糊状态反馈控制器,鲁棒观测器具有全局渐近性质。     

一类不确定非线性系统的模糊自适应容错控制

针对一类不确定非线性系统提出了间接模糊自适应容错控制器的设计方法。利用模糊逻辑系统来逼近未知函数包括故障项,用滑模控制补偿模糊逼近误差,通过改变控制器结构来补偿执行器故障所带来的影响,同时基于Lyapunov方法进行了稳定性分析。通过仿真验证该方法的有效性。     

滑模变结构方法在两轮自平衡机器人上的应用

研究了滑模变结构理论在两轮自平衡机器人系统的稳定控制.将滑膜变结构控制应用于具有非线性及强扰动性的两轮自平衡机器人.设计了滑模控制器,利用滑模控制器的特点实现对被控对象快速、有效的控制;针对滑模控制器本身的抖动问题,提出了一种模糊控制和滑模控制策略相结合的模糊滑模控制器,推导出模糊滑模控制律,根据Lyapunov稳定性定理,建立模糊逻辑规则库.通过仿真验证,控制方法有可行性和有效性,结果表明,本文提出的方法不仅保留了滑模控制系统所具有的较强的鲁棒性,而且消除了系统的高频颤动.     

板球系统自适应解耦滑模控制

针对非线性板球系统中小球的镇定和跟踪控制问题,提出了一种采用结合系数的自适应解耦模糊滑模控制器设计方法。将板球系统分解成4个子系统,分别对每个子系统定义了滑模面,利用结合系数将滑模面结合,基于Lyapunov稳定性理论,构造了自适应模糊规则来调节滑模结合系数,从而实现了板球系统的稳定控制,并避免了复杂的计算。本文对所提出的控制方法进行了板球系统的仿真实验验证。仿真结果表明,此方法能够较好地实现非线性不确定系统的镇定控制和轨迹跟踪问题。     

一类非线性系统基于滑模原理的模糊自适应控制

针对一类非线性系统，设计出了一种自适应控制方案，用模糊逻辑逼近非线性函数，根据滑模原理及李雅普诺夫函数设计出自适应控制器。然后，用模糊推理进行修正，以克服一般滑模控制具有的抖动现象，保证闭环系统的稳定性和跟踪误差收敛于零的某邻域内。     

一类非线性系统的鲁棒控制及其稳定性分析

用模糊T－S模型对一类不确定非线性系统进行模糊建模,研究了存在建模不确定性条件下的模糊状态反馈及其静态输出反馈控制器的设计,证明了所设计的模糊状态控制器具有渐近稳定性。