基于滑模变结构的无线传感器网络拥塞控制

为解决无线传感器网络逐跳节点拥塞控制问题,在节点网络层与链路层之间引入水槽流入与流出的数学模型,提出一种针对逐跳节点级链路层帧缓冲区队列长度的拥塞控制模型,并采用基于趋近律的离散滑模控制结构作为该模型的控制器,控制过程简便且易于实现。仿真结果表明,与常规的PID控制、模糊PID控制相比,该模型在响应速度、延迟时间等方面性能较好。     

快速收敛的机器人滑模变结构控制

针对滑模变结构控制的收敛速度问题,提出了一种新的非线性滑模面．系统到达该滑模面上任一位置 后,都能够以高于线性滑模和终端滑模的速度收敛到平衡点．同时,提出了一种新的双幂次趋近律,使得系统状态 在趋近滑模面的全过程中,也能够拥有较高的速度,并消除了传统滑模变结构控制所固有的抖振．最后将该方法用 于仿真机器人的路径跟踪控制,结果表明,系统具有较强的鲁棒性和较快的收敛速度,验证了该方案的有效性．     

一种离散全程滑模变结构控制方法

针对离散时间系统提出了一种全程滑模变结构控制器设计方法。通过选择合适的滑模切换函数，使系统的轨线一开始便落在滑模面上，有效地缩短了系统状态到达滑动模态的时间，使系统从初始状态到平衡点的全过程都具有鲁棒性。针对利用离散趋近律方法设计全程滑模变结构控制器系统存在抖振的缺点，本文利用常规等效控制方法设计离散全程滑模变结构控制器，消除了系统的抖振，改善了系统的动态性能。并基于倒立摆模型进行了仿真，结果验证了其有效性。     

基于输入输出的滑模变结构控制

针对一类非线性系统中存在不确定性和外部干扰,运用滑模变结构控制理论,提出一种具有滑动模态的控制器设计方法。该设计的目的是使系统的跟踪误差趋近于0,并且对不确定性和外部干扰具有较强的鲁棒性。控制器利用滑动模态对系统参数变化以及对外部干扰具有的完全不变性,使系统的鲁棒性得以提高;文中讨论了滑动模态的存在性和滑动模态的不变性原理,对于滑动模态的到达问题,用选定的趋近律代替常规的到达条件,不仅可以减少非线性引起的分析困难,还有助于改善系统的动态品质。最后对一非线性系统进行仿真,仿真结果表明该文提出的控制方法能够获得令人满意的结果。     

基于滑模变结构的感应电动机直接转矩控制

针对感应电动机常规直接转矩控制中存在磁链、转矩脉动大,低速控制不精确等问题,在建立α-β坐标系感应电动机数学模型的基础上,提出了一种基于滑模变结构的新型直接转矩控制方法。该方法利用转速滑模变结构控制器代替常规直接转矩控制中的PI控制器,可有效减小常规直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,增强了系统的稳定性。仿真结果证明了该方法的正确性。     

基于滑模变结构的WSNs跨层拥塞控制算法

针对具有传输控制协议（TCP）传输机制的无线传感器网络（WSNs）节点拥塞问题,在传输层的基础上结合物理层的信噪比（SNR）参数来估计信道状况,不断调整传输模型,实现跨层控制。此跨层方法改变了以往的单层拥塞控制方法,充分利用了WSNs层与层的协作关系,并用基于自适应趋近律的离散滑模控制结构模型作为控制器,过程简单且易于实现。仿真结果表明：该跨层拥塞控制方法具有响应速度快、延迟小、鲁棒性好等特点。     

基于滑模控制的单域电力系统负荷频率控制

针对一类包含非匹配参数不确定和负荷干扰的电力系统,提出一种负荷频率滑模控制器的设计方法.所设计的积分型切换面有效地改善了系统到达阶段的动态性能,提高了系统的鲁棒性;基于趋近律方法设计了滑模控制器,以保证系统运动轨线在有限时间内到达滑动模态;给出了单区域电力系统仿真模型,分别考虑了不同参数不确定条件下的仿真问题.仿真结果表明了所设计的控制器的有效性和鲁棒性.     

滑模变结构控制理论研究综述

针对近年来滑模变结构控制理论的应用与发展,从4个方面对其进行了分析和总结。讨论了滑模变结构的两个设计问题,即滑模面设计和求解控制律的滑模到达条件,以及如何消除滑模变结构的抖振问题;指明了滑模变结构的一个重要发展方向—离散滑模变结构控制。介绍了目前各个方面的研究内容和方法,对各种方法的优缺点进行了评述,特别介绍了与模糊控制、神经网络等其他控制方法相结合的研究方法,预期了今后的发展方向。     

液压伺服驱动的并联机器人离散滑模变结构控制

本文针对液压伺服驱动并联机器人数学模型的特点,设计了一种具有变速趋近律的离散滑模变结构控制器。仿真研究结果表明,该控制方案可避免通常变结构控制避不可避免的颤动,且系统对参数摄动和外界干扰具有较强的鲁棒性。     

建筑结构基于RBF神经网络的离散滑模控制研究

抖振问题是离散滑模控制在实际系统中应用的突出障碍.根据神经网络控制的优点,采用一种基于RBF神经网络的离散滑模控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究.根据离散系统建模技术,得到了离散时间形式的状态方程,同时给出了确定切换面的方法,并推导了控制律的表达式.以一个三层剪切型建筑结构模型为例来验证所提出的离散滑模控制方法的有效性.算例分析结果表明:本文所提出的控制方法能够有效地减小结构的地震峰值响应,同时达到了削弱控制系统抖振的目的.     

Sliding Mode Control Design for a Class of Systems with Mismatched Uncertainties

A new sliding mode controller design method is proposed for a class of system with mis- matched uncertainties such that the dynamic function restricted on the sliding surface is completely insensitive to the uncertainties.A sufficient and necessary condition which the system possessing this sliding mode controller should satisfy is explicitly presented.The issue of chattering free is also explored.It is concluded that this class of mismatched term does not bring any chattering problem. Finally,a numerical example illustrates the developed method.     

一类具有非匹配不确定项系统的滑模控制器设计

A new sliding mode controller design method is proposed for a class of system with mismatched uncertainties such that the dynamic function restricted on the sliding surface is completely insensitive to the uncertainties. A sufficient and necessary condition which the system possessing this sliding mode controller should satisfy is explicitly presented. The issue of chattering free is also explored. It is concluded that this class of mismatched term does not bring any chattering problem. Finally, a numerical example illustrates the developed method.     

电动汽车TCS滑模控制器设计

针对电动汽车在冰雪低附着极端工况极易出现的驱动轮过度滑转问题,以电动汽车驱动电机转矩为控制变量,设计了一种电动汽车驱动防滑防牵引力控制系统(Traction control system,TCS)滑模控制器,控制器通过调节驱动电机转矩,将滑转率控制在目标值附近,使汽车持续获得最大路面附着,防止车轮过度滑转,对应用滑模控制出现的抖振问题,设计了一种改进的指数型趋近律,用以削弱系统抖振。仿真结果表明,设计的TCS滑模控制器通过控制驱动电机转矩能将汽车的滑转率控制在目标值附近,使得汽车持续获得最大的路面附着,充分抑制汽车打滑,提高了汽车行驶稳定性,在整个控制过程中驱动电机转矩和状态变量收敛快速且十分平滑,抖振削弱效果良好。     

转台伺服系统滑模变结构控制器的设计与仿真研究

摩擦阻力是转台伺服系统低速运行状态下主要的非线性干扰，该文在介绍了非线性摩擦环节的动态，静态模型及其对转台伺服系统性能的影响的基础上，设计了一个补偿摩擦的滑模变结构控制器，在转台伺服系统的输入加入一个滑模变结构控制器，来补偿非线性摩擦带来的影响，保证了系统的鲁棒性能，仿真结果表明，效果良好。     

模糊滑模控制在AUV控制中的应用

本文针对自治水下机器人(AUV)的控制特点,建立了AUV水平面动力学的数学模型,将模糊逻辑引入到了滑模控制器的设计中,通过模糊控制规律直接设计滑模控制量,并运用计算机仿真手段进行了验证,仿真结果验证了该控制方法具有很好的控制性能,有效地消除了滑模控制的抖振,对外部扰动具有较强的鲁棒性,而且具有良好的响应特性。     

新趋近律的直流微电网母线电压滑模控制设计

随着直流微电网技术的快速发展,直流微电网中母线电压的稳定性控制作为直流微电网正常平稳运行的关键,也成为了研究热点之一;针对直流微电网母线电压外环易受参数摄动和负荷扰动的影响,提出了一种扩张状态扰动观测器ESO(Extend state observer)与新型趋近律的滑模控制器NRSMC(New reaching law sliding mode control)相结合的复合控制器ESO-NRSMC;该控制器采用了一种新型趋近律方法来解决抖振现象与滑模面趋近时间之间的矛盾;同时扩张状态观测器将观测到的扰动值补偿到滑模控制器中,进一步提高控制器的抗扰动能力;还构造了Lyapunov函数来验证所设计的母线电压外环闭环控制系统的稳定性;最后通过仿真证明控制器ESO-NRSMC在微电网系统参数发生变化以及负载扰动的情况下,依然能够实现对直流微电网母线电压的稳定控制,具有较强的优越性和鲁棒性能。     

滑模变结构理论在船舶柴油机燃油温度控制系统中的应用

为了实现对双输入非线性温度系统的控制,建立了船舶柴油机燃油温度系统的数学模型,并把该模型当作一类仿射非线性系统进行研究。运用滑模变结构控制理论,设计了一种针对仿射非线性系统的滑模控制器,实现了双输入双输出非线性耦合温度系统的控制。通过在组态王(KINGVIEW)环境下编制控制软件,实现了对柴油机高、低温燃油的温度控制。实验的结果显示了滑模变结构控制算法优于PID控制,并且有自适应能力强,动态、静态品质优良,鲁棒性好的特点。     

交流伺服系统摩擦力补偿和优化滑模仿真

低速稳定性是伺服系统的一个重要性能指标.低速下,摩擦力的扰动引起伺服控制系统的不稳定.首先建立了伺服系统的动力学模型.模型由线性部分和非线性部分组成,非线性部分主要由摩擦力等扰动组成,使用最小二乘支持向量机对摩擦力等非线性部分、不确定参数进行辨识.其次,建立了基于线性伺服控制系统和摩擦力模型的补偿控制系统,并提出使用改进的优化滑模控制算法,同时对采样时间周期提出了优化选择.仿真结果显示:使用支持向量机建立的摩擦力模型能够较准确地反映系统低速摩擦力情况,对系统的低速补偿效果良好.低速时,误差控制在0.5r/min;通过实验研究,使用了摩擦力补偿和优化滑模控制后伺服系统的低速性能得到了改善和提高,克服了低速爬行现象.     

Sliding mode control of singular stochastic hybrid systems

This paper is concerned with the sliding mode control (SMC) of nonlinear singular stochastic systems with Markovian switching. An integral sliding surface function is designed, and the resulting sliding mode dynamics is a full-order Markovian jump singular stochastic system. By introducing some specified matrices, a new sufficient condition is proposed in terms of strict linear matrix inequality (LMI), which guarantees the stochastic stability of the sliding mode dynamics. Then, a SMC law is synthesized for reaching motion. Moreover, when there exists an external disturbance, the ?₂ disturbance attenuation performance is analyzed for the sliding mode dynamics. Some related sufficient conditions are also established.     

存在外界干扰的连续系统离散自适应滑模控制

针对存在外界干扰的连续系统,讨论了状态空间模型的离散自适应滑模控制．引入δ算子使离散化后的系统接近于原来的连续系统,并引入干扰估计器得到干扰的近似估计值,使所选的控制律得以实现．当参数未知时,用干扰估计值代替未知干扰,避免了干扰对自适应控制律的影响,从而保证了闭环系统的稳定性．