基于螺旋算法的桥吊时变滑模控制器设计

针对桥吊防摇定位控制中普遍存在的参数变化和摩擦等不确定性扰动以及滑模变结构控制的抖振问题,基于LuGre摩擦力模型和桥吊的动力学模型,采用基于螺旋算法的二阶滑模控制技术,提出了一种基于螺旋算法的时变滑模控制方法;该方法首先利用时变滑模技术实现了控制器在滑模趋近阶段无鲁棒性的问题,然后采用螺旋算法抑制了桥吊运行过程中存在的不确定性扰动,并且使得控制律为连续信号,从而有效抑制了抖振;利用李雅普诺夫方法证明了该控制器全局稳定性,并保证其有限时间内收敛特性;仿真结果表明了控制方法的有效性。     

基于UDE的桥吊模型参考自适应滑模控制

为解决不确定性条件下,因桥式吊车系统与其数学模型失配而导致的控制器设计困难的问题,提出一种不依靠精确模型信息的桥式吊车模型参考自适应控制策略.首先,使用不确定性扰动估计(UDE)技术来估计包含匹配和非匹配扰动的模型误差.然后,通过设计基于UDE的无抖振模型参考自适应滑模控制器保证桥式吊车能够在不确定性条件下实现小车到达...     

基于稳定性分析的一类欠驱动系统的滑模控制器设计

从稳定分析的角度提出了一种欠驱动系统的新型滑模控制方法．该方法将各个子系统的一个变量进行组合定义成一个中间变量，然后从这个中间变量出发构造滑模函数，通过求取总的控制量保证中间变量在有限时间内收敛到平衡点；进一步利用LaSalle不变性原理证明该收敛域内只有一个平衡点且是渐近稳定的．仿真实验进一步验证了该结论．     

基于滑模方法的桥式吊车系统的抗摆控制

针对桥式吊车这类欠驱动系统，提出一种基于滑模控制的抗摆方法．该方法将系统状态分成两组。构造出一种双层滑动平面．结合桥式吊车系统数学模型的特点。求取了总的滑模控制量并进一步设计了控制器的参数．采用Lyapunov方法，从理论上证明了各级滑动平面的稳定性．仿真结果验证了该方法对于桥武吊车系统抗摆控制的有效性．     

桥式吊车的滑模变结构控制

针对变绳长桥式吊车系统负载快速和精确定位的要求,设计了一种滑模变结构控制器。基于系统的状态空间模型,分别设计了吊车位置和绳长的线性滑模面,在吊车位置滑模面中考虑负载摆动的速度项,实现了在小车和绳长定位的同时,消除负载摆动的控制目的。为了解决控制力的抖动问题,给出了将非连续函数连续化的方法,在保持控制效果的同时消除了控制力的抖振现象,从而提高了控制器的实用性。仿真实验结果证明,该控制器可实现变绳长吊车系统负载的定位要求。     

桥式吊车系统的分级滑模控制方法

该文针对桥式吊车这一类欠驱动系统提出了一种分级滑模控制方法.该方法将系统状态分成两组,分别构造第一级滑动平面,并求取各个子滑动平面上的等效控制量.然后再构造第二级滑动平面,采用Lyapunov稳定定理获得最终的控制量.该控制量包含各子滑动平面的等效控制分量,因此能够保证系统状态沿着各个子滑动平面滑动.该文从理论上证明了各级滑动平面的渐近稳定性,并且通过仿真验证了该结果.     

基于Buck变换器的全局时变滑模控制器设计

为克服普通滑模变结构控制系统中系统到达滑模面之前鲁棒性差的特点,针对Buck变换器输入电压纹波干扰问题设计了一种全局时变滑模面。消除了滑模控制的趋近阶段,能够保证系统从初始时刻到终止时刻对参数摄动和干扰具有鲁棒不变性,并用仿真结果验证所用方法的有效性。     

基于观测器的双吊具桥吊时变滑模同步控制

为针对双起升桥式吊车双吊具同步运行过程中普遍存在的无法精确建模、系统参数变化、外部扰动未知等问题,采用交叉耦合策略,提出了一种基于非线性扰动观测器的时变滑模同步控制方法。首先,采用时变滑模控制保证了控制器的全局鲁棒性;其次,利用非线性扰动观测器观测聚合扰动,对控制器进行扰动补偿;此外,提出一种可动态适应控制系统变化的变增益趋近律,有效抑制了控制输入抖振、缩短了趋近时间。最后,利用Lyapunov理论证明控制器的渐进稳定性,并通过仿真结果表明了所提出方法的有效性,控制器在未知扰动存在的情况下仍具有良好性能。     

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。     

一种时变准滑模变结构控制器设计

提出一种新的具有饱和特性的控制算法,利用该算法,按照参考模型的误差状态,在相空间中平移滑模切换面,可以使滑模变结构控制的扰动不变性在系统运行状态的全局范围内成立;为了抑制抖振,同时采用一种PD型的控制结构限制系统的滑模态趋近速度.仿真结果表明,该设计方法十分简单、有效.     

一类非确定欠驱动系统的串级模糊滑模控制

本文针对一类含有非确定项的欠驱动系统提出了一种串级模糊滑模控制方法.该方法先选取状态变量中两个相关联的系统状态构造第一级滑动平面,然后将第一级滑模函数作为一个广义状态,与剩下系统状态中的一个状态构造第二级滑动平面,直到所有的系统状态都包含在内构造最后一级滑动平面.同时考虑到系统模型中存在的不确定项,利用模糊逻辑的逼近功能进行估计,文中采用Lyapunov方法求取了控制器的控制律以及模糊逼近的有关参数的自适应律.该串级模糊滑模控制器能够保证各级滑动平面的稳定性,并且在仿真实验中得到了验证.     

基于高阶滑模观测器的自适应时变滑模再入姿态控制

针对再入飞行器鲁棒姿态控制问题, 提出一种基于高阶滑模观测器的自适应时变滑模控制器设计方法. 首先, 设计了一种时变滑模面, 并在此基础上推导了相应的时变滑模控制律, 其中滑模控制中切换增益通过一种自适应算法获得, 消除了控制器设计过程中对系统不确定性上界已知的要求; 然后, 利用高阶滑模观测器对控制器设计过程中用到的姿态角导数信息进行观测, 同时能够获得系统扰动估计值, 从而构造一种基于观测器的控制器形式; 最后, 通过仿真验证了所提出的控制算法在提高再入飞行器姿态控制精度以及系统鲁棒性方面的有效性.     

自适应时变Terminal滑模控制研究

针对Terminal滑模控制到达阶段鲁棒性不强的问题,提出了时变Terminal滑模控制方法。分析Terminal滑模面的设计参数对系统性能的影响,提出一种非线性时变Terminal滑模面的设计方法。为了消除多输入多输出(MIMO)非线性系统的不确定,构建动态干扰观测器系统,根据干扰观测误差在线调节参数,从而在线逼近外部干扰,证明了逼近误差一致最终有界。采用倒立摆系统进行仿真验证,提出的自适应时变Terminal滑模控制方法比传统的PID控制镇定时间缩短80%,且无超调。仿真结果表明,所提方法可以用于MIMO非线性系统的控制。     

基于滑模控制的集装箱起重机防摇控制

针对集装箱起重机这类欠驱动系统,基于智能控制的方法,提出一种基于滑模控制的防摇方法。该方法先通过对集装箱起重机的数学模型进行线性化运算,然后设计2种滑模控制器,对线性简化的模型进行滑模控制,通过李雅普诺夫方法来证明所进行的滑模控制的有效性。通过Matlab的Simulink来搭建仿真模型,仿真模型的图形结果验证了该方法对于集装箱起重机系统防摇控制方面的有效性。     

TORA系统基于自调节滑模干扰补偿器的解耦滑模控制

针对欠驱动TORA系统,提出一种基于自调节滑模干扰补偿器的解耦滑模控制方法。所提出的控制方法无需系统不确定性上界的先验信息,对于系统不确定性具有良好的适应性。该控制方法包括设计一种自调节滑模干扰补偿器和一种新型的双幂次趋近律,所设计的自调节滑模干扰补偿器能够利用切换增益自适应算法准确逼近上界未知的系统不确定性,所提出的新型双幂次趋近律能够保证系统状态的快速趋近并抑制控制器的高频抖动。采用Lyapunov稳定性理论证明闭环控制系统的稳定性,并通过数值仿真实验验证所提出的控制方法的有效性。     

Variable structure sliding mode control for a class of uncertain distributed parameter systems with time-varying delays

This article considers sliding mode control of a class of parabolic linear uncertain distributed parameter systems with time-varying delays. The sliding mode controller design does not contain time delay terms and drives the state trajectory of the system to the sliding manifold in finite time. A sufficient condition of asymptotic stability for the sliding motion is derived. A simulation example is presented to illustrate effectiveness of the proposed method.     

基于滑模控制的充液航天器燃料晃动抑制研究

考虑一类带液体燃料的航天器,由于航天器控制自身姿态的同时,还需要抑制液体燃料的晃动,使得系统整体表现为一个欠驱动系统.针对给出的物理模型,将其转化为一定形式的标准型,并对模型的特性进行了分析验证,最后采用一种适用于一类欠驱动系统的滑模控制方法来进行控制器的设计.由系统的稳定性分析可以看出,设计的控制器可以使系统的一些状态量达到平衡点,而剩下的状态量在系统自身特性的作用下,也能够达到平衡点,进而使整个航天器系统渐近稳定.仿真结果证明了控制器的有效性和可行性.