滑模变结构控制在磁悬浮转子系统中的应用

针对主动磁悬浮转子系统的本质不稳定性、非线性和参数不确定性,根据滑模到达条件,为磁悬浮转子系统设计了滑模变结构控制器.基于某磁悬浮转子系统,仿真分析了采用PID控制和滑模变结构控制下系统的阶跃激励信号响应,结果表明,采用滑模变结构控制时系统具有良好的动态性能、较强的鲁棒性和抑制转子振动的能力.     

磁悬浮系统的模糊控制研究

磁悬浮系统是典型的非线性迟滞系统,应用常规PID控制难以实现有效控制.根据模糊控制技术,设计一个二维模糊控制器,并加入一个积分环节以消除稳态误差.通过Matlab软件下的Simulink工具箱和Fuzzy工具箱进行了磁悬浮实验台仿真,并进行了实际控制实验.仿真和实验结果表明,模糊控制增强了系统的抗干扰能力和磁悬浮刚度,具有很强的鲁棒性.     

一类反馈可线性化非线性系统的变结构跟踪控制

研究反馈可线性化的非线性系统的输出轨迹控制问题,由跟踪误差及其导数,积分构成一个矢量滑动面函数Ｓ。以推得趋近控制律。当系统参数具有不确定性时,用变结构滑模理论,设计出相应的鲁棒控制器。最后,作了仿真研究,验证其可行性。     

非线性变结构控制理论及其在电力系统中的应用研究

介绍了变结构控制的基本原理和突出优点,变结构系统中切换函数的设计方法,变结构系统的特征以及非线性系统的变结构控制理论。最后介绍了非线性变结构控制理论在电力系统控制中的应用及发展的现状。     

基于修正BP的磁悬浮系统PID控制参数优化

基于神经网络算法的自学习非线性逼近能力提出了磁悬浮系统的参数自整定PID控制算法.为提高控制参数的优化速度,以权值梯度符号函数取代其变化值,构建了3层BP网络调节PID的比例积分和微分参数.在虚拟现实的辅助下搭建系统仿真结构,将算法应用到悬浮小球的位置控制之中.仿真结果显示,该算法可以在0.1 s内实现参数优化,位置跟踪速度快,超调量小,具有较强的抗干扰能力.     

基于变结构控制的惯性轮摆控制器设计

通过对欠驱动系统构造相对阶等于原非线性系统状态空间维数的光滑函数,得到惯性轮摆的平滑输出函数,将非线性惯性轮摆系统变换为线性系统,并针对此模型设计了相应的变结构控制律来实现惯性轮摆的稳定性控制.通过MATLAB仿真验证了设计控制器的正确性.     

模糊自适应PID在磁悬浮系统中的仿真研究

以磁悬浮系统为对象,通过钢球位置与控制电流的实验拟合曲线,在MATLAB下运用S-函数建立了非线性模型.针对磁悬浮系统开环不稳定、强烈非线性等特性,结合PID控制和模糊控制的优点,提出了一种改进的模糊自适应PID控制方法.对位置偏差E及偏差变化率Ec采用非线性模糊化,并将PID控制器中D环节从模糊控制器中独立出来,只对P和I参数进行模糊自整定.仿真结果表明:IFPID控制系统的抗干扰和自适应能力都优于常规PID控制,具有更好的动态特性和稳定性.     

主动磁悬浮轴承的Terminal滑模变结构控制

为了给主动磁悬浮轴承转子系统提供更稳定的控制,根据其动力学方程的强非线性,建立4输入4输出状态方程,并提出一种Terminal滑模变结构控制算法,从理论模型上分析了该算法的鲁棒性与收敛性,并利用Simulink进行仿真.由实验结果表明,与传统PID控制器的控制结果相比,所设计的4输入4输出磁悬浮轴承Terminal滑模变结构控制器可以在很短响应时间内有效地消除抖振现象,可达到良好的控制效果,且与传统滑模控制器相比,系统的初始状态已经在滑面上,消除了滑模控制的到达阶段,保证了系统的全局鲁棒性,对参数变化具有一定的抗干扰能力,状态跟踪误差也可以在有限时间内收敛到0.     

一般双线性变结构系统的等价控制及趋近律

使用坐标变换,将双线性系统中的倍增控制项和叠加控制项重新组合成与线性系统有相同形式的非线性系统,系统的控制矩阵是状态变量的非线性函数矩阵。采用等价控制和趋律方法设计变结构控制律,控制律由等价控制和取决于趋近律的变结构控制两部分组成,构成状态变量的非线性反馈,给出了一个三阶系统数字例子的计算机仿真结果。     

不确定非线性系统的变结构重复控制

针对周期作业下的不确定非线性系统的跟踪控制问题,在系统不确定性界函数已知情形下,提出形式简单的变结构重复控制算法.该算法将变结构控制与重复控制相结合,以弥补单一控制方式的缺陷.其中,变结构控制部分采用断续函数连续化处理,可有效消除系统"抖振",同时保证闭环系统中所有变量有界;重复控制部分通过重复作业,可有效消除系统跟踪误差,改善系统跟踪性能,在存在非重复不确定性情形下实现系统沿整个周期完全跟踪.基于Lyapunov-like方法,给出闭环系统稳定性及学习收敛性的分析,数值仿真结果用于验证该算法的有效性.     

Anti-Windup Control Strategy of Drive System for Humanoid Robot Arm Joint

To address the problems of torque limit and controller saturation in the control of robot arm joint,an anti-windup control strategy is proposed for a humanoid robot arm,which is based on the integral state prediction under the direct torque control system of brushless DC motor.First,the arm joint of the humanoid robot is modelled.Then the speed controller model and the influence of the initial value of the integral element on the system are analyzed.On the basis of the traditional anti-windup controller,an integral state estimator is set up.Under the condition of different load torques and the given speed,the integral steady-state value is estimated.Therefore the accumulation of the speed error terminates when the integrator reaches saturation.Then the predicted integral steady-state value is used as the initial value of the regulator to enter the linear region to make the system achieve the purpose of anti-windup.The simulation results demonstrate that the control strategy for the humanoid robot arm joint based on integral state prediction can play the role of anti-wind-up and suppress the overshoot of the system effectively.The system has a good dynamic performance.     

模糊滑模变结构控制系统的研究

对于矢量控制的交流伺服系统,根据离散滑模控制理论和模糊控制理论,设计了一种离散模糊滑模控制器,即在离散滑模控制器后加一个积分环节再与模糊控制器相结合,有效地削弱了单纯滑模变结构控制系统的“抖振”。仿真实验结果表明由该离散模糊滑模控制器构成的交流位置伺服系统,具有良好的快速性和抗负载扰动、参数摄动的鲁棒性．     

Application of Improved Fuzzy Controller in Networked Control System

1 Introduction Feedback control systems in which the control loops are closed through network are called net- worked control system (NCS). Each component of the system, such as sensor, controller and actuator, exchanges information through the real-time network to complete the control task together [1–3]. Compared with the traditional control systems, the NCS has many advantages such as low cost, reduced wiring, simple installation and maintenance, and high reli- ability. Therefore, the re…     

专家模糊滑模变结构控制伺服系统的研究

根据离散滑模控制理论和专家、模糊控制理论,针对矢量控制的交流伺服系统,设计了一种离散专家－模糊滑模控制器,即在离散滑模控制器后加一个积分环节再与专家模糊控制器相结合,有效地削弱了单纯滑模变结构控制系统的“抖振”．可见,由该离散专家模糊滑模控制器构成的交流伺服系统,具有良好的快速性和抗负载扰动、参数摄动的鲁棒性．     

具有死区效应的光伏逆变系统积分滑模控制

并网逆变器死区会降低输出电压波形质量,同时也会对负载和电网造成不同程度的影响。为减小死区效应及外部干扰对逆变器输出性能的影响,提出了一种具有死区效应的光伏逆变系统积分滑模控制策略。对死区机理进行分析,并建立逆变器数学模型;构造带有比例积分项的抗扰动状态观测器,对干扰状态进行有效估计;结合矢量控制构建一类非奇异终端滑模控制器,采用Lyapunov函数证明系统的渐进稳定性。最后,通过仿真验证了所提控制方法的有效性。     

基于免疫反馈机理的温度自动控制研究

基于生物免疫系统的反馈机理，提出了一种用免疫控制器与传统PI控制器相结合的复合控制方法，印将传统PJ控制器与免疫控制器相“串联”，在传统PI控制器参数已经优化的情况下，用免疫控制器对其输出进行“再处理”．并针对实际系统提出了一种限制超调量的误差参数函数，介绍了控制系统参数整定的方法．仿真和实验表明，这种复合控制的方法能有效地改善金属有机化合物化学气相淀积系统温度的控制性能．     

一种积分型切换函数的滑模控制算法在倒立摆系统中的仿真应用

针对实际控制系统的非线性和某种程度上存在扰动的特点,采用基于积分切换函数的滑模变结构控制算法不仅能减小由于扰动带来的稳态误差,同时对抑制抖振现象有很好的效果。另一方面为了使系统能够快速到达切换面,在指数趋近律的基础上增加变速部分保证整个趋近过程用时很短。将此算法应用到一级倒立摆系统中进行仿真验证,仿真结果显示了此算法克服抖振的效果。     

Adaptive fuzzy integral sliding mode pressure control for cutter feeding system of trench cutter

A nonlinear pressure controller was presented to track desired feeding pressure for the cutter feeding system (CFS) of trench cutter (TC) in the presence of unknown external disturbances. The feeding pressure control of CFS is subjected to unknown load characteristics of rock or soil; in addition, the geological condition is time-varying. Due to the complex load characteristics of rock or soil, the feeding velocity of TC is related to geological conditions. What is worse, its dynamic model is subjected to uncertainties and its function is unknown. To deal with the particular characteristics of CFS, a novel adaptive fuzzy integral sliding mode control (AFISMC) was designed for feeding pressure control of CFS, which combines the robust characteristics of an integral sliding mode controller and the adaptive adjusting characteristics of an adaptive fuzzy controller. The AFISMC feeding pressure controller is synthesized using the backstepping technique. The stability of the overall closed-loop system consisting of the adaptive fuzzy inference system, integral sliding mode controller and the cutter feeding system is proved using Lyapunov theory. Experiments are conducted on a TC test bench with the AFISMC under different operating conditions. The experimental results demonstrate that the proposed AFISMC feeding pressure controller for CFS gives a superior and robust pressure tracking performance with maximum pressure tracking error within ±0.3 MPa.

     

双永磁同步电机滑模协调控制及实验研究

针对现有的双永磁同步电机协调控制方法无法兼顾扰动抑制和协调控制精度的问题,研究具有不确定性和非匹配扰动的双永磁同步电机系统协调控制。首先,基于系统不确定性和非匹配扰动,建立双电机系统的数学模型;其次,将交叉耦合控制与传统PI控制相结合,得到协调控制模型;再次,提出一种基于干扰观测器的积分滑模方法设计协调控制器,以有效抑制系统的非匹配扰动;最后,在基于dSPACE的多电机实验平台进行半实物仿真实验。实验结果表明,该方法能有效提高系统在启动和负载突变时的转速同步和转矩同步性能。     

大滞后系统控制算法在再热汽温系统中的应用

通过对一种再热汽温系统的分析,针对大滞后再热汽温系统,在对ＰＩＤ算法进行分析的基础上,提出了智能积分的改进措施,并对系统的实际投运进行了几点改进,包括定值偏置、一种自动情况下的调节器跟踪,变化比例带及积分时间。通过利用Ｔ６４０控制器的实现,效果良好。