智能电动车辆横纵向协调与重构控制

针对具有高度非线性、强耦合和冗余特性的智能电动车辆运动控制问题,提出了一种由协调控制律和控制分配律组成的横纵向综合控制新方法.首先,建立准确表征智能电动车辆行为机理的动力学模型;其次,采用非奇异滑模控制技术,引入非线性滑动模态切换面,设计有效克服非线性及不确定特性的协调控制律,保证系统状态在有限时间内收敛至平衡点;在此基础上,考虑到轮胎存在冗余和耦合特性,提出基于内点法的控制分配算法来完成期望广义力/力矩的优化分配,实现轮胎横纵向力的协调与重构.仿真结果表明了该方法的有效性.     

Adaptive non-singular fast terminal sliding mode based on prescribed performance for robot manipulators

A fast convergent non-singular terminal sliding mode adaptive control law based on prescribed performance is formulated to solve the uncertainties and external disturbances of robot manipulators. First, the tracking error of robot manipulators is transformed by using the prescribed performance function, which improves the transient behaviors and steady-state accuracy of robot manipulators. Then, a novel fast convergent non-singular terminal sliding mode surface is brought up according to the transformed error, and the control law is derived to meet the stability requirements of robot manipulators. In practice, the upper boundary of the lumped disturbances cannot be accurately obtained. Therefore, an adaptive prescribed performance control (PPC) controller to lumped disturbances is brought up to ensure the stability and finite-time convergence of robot manipulators. Finally, the system stability of robot manipulators is proved by the Lyapunov theorem. Simulation results and comparative analysis demonstrate the superiority and robustness of the raised strategy.     

引入扰动补偿的多电机滑模协同控制研究

目的 解决多电机协同控制时容易受到非线性和外界扰动等不定因素的影响。方法 基于多电机偏差耦合控制结构,与引入扰动补偿的混合非奇异终端滑模变结构控制相结合,并与传统PI(Proportional Integral)调节器控制效果做仿真对比。结果 本文所提控制算法通过计算机仿真软件进行验证分析,该算法能够使得电机在启动时效果较好,转速误差在受到扰动时效果优于传统PI控制约8.50%;电机转矩在受到扰动后控制效果更加理想,几乎不存在迟滞时间就能达到新的负载转矩值;在受到负载扰动时转速误差波动较小,优于传统PI控制约8.83%。结论 通过计算机仿真验证得出,引入扰动补偿后的混合非奇异终端滑模变结构控制系统的响应时间和收敛速度、控制性能和鲁棒性都要优于传统PI控制的。     

感应电机高阶终端滑模磁链观测器的研究

提出了基于高阶非奇异终端滑模的感应电机转子磁链观测方法,用于实现感应电机的按转子磁链定向控制. 设计了非奇异终端滑模面及观测器的控制策略,利用所设计的控制策略推导出电机转子磁链信息. 为了抑制常规滑模存在的抖振现象,设计了定子电流观测器的高阶滑模控制律,可将控制信号直接用于电机转子磁链的估计. 较常规滑模观测器,所提方法具有较高的观测精度,并对电机参数变化具有良好的鲁棒性.仿真结果验证了方法的有效性.     

非奇异H-矩阵的充分条件

利用矩阵的结构信息和矩阵的α-对角占优性,给出了非奇异H-矩阵的两个充分条件,推广和改进了相关结果.     

弱CS模的直和分解

通过CS模拟连续模来讨论弱CS模的直和分解。证明了设模M是非奇异模，且Soc(M)≠0，则M是弱CS模的充要条件是M=M1 M2，其中M1是CS模，Soc(M2)=0。设模M是满足C3条件的弱CS模，若M的任何uniform子模都有非零基座，且具有有限uniform维数，则M是uniform模的有限直和。     

基于非奇异快速终端模糊滑模控制器的SPMSM无速度传感器控制

传统PI速度控制和传统滑模控制(SMC)导致表贴式永磁同步电机(SPMSM)运行时速度调节差,在负载发生改变和转速突变时不能很好地控制,系统抖振较大。为了解决此问题,提出一种新型非奇异快速终端(NSFT)滑模面与模糊控制相结合的方法,设计速度控制器以实现SPMSM的无速度传感器控制。用连续函数υ(s)代替趋近律中的开关函数,有效抑制抖振;设计模糊控制规则和模糊参数自适应律,对趋近律中的参数进行自适应调整;设计Lyapunov函数证明新型SMC的稳定性。MATLAB仿真结果表明,所设计的新型NSFT模糊滑模速度控制器(NSFT-Fuzzy-SMC)在系统状态发生改变时,调节速度更快,效果更好,系统的鲁棒性更强,稳定运行时抖振更小,比传统SMC具有更好的控制性能和抗干扰能力。     

Buck变换器的新型非奇异固定时间滑模控制

针对Buck变换器中电压收敛速度慢、抗负载干扰能力差的问题,提出了一种快速非奇异固定时间终端滑模控制方法.基于固定时间稳定理论,构造了一种新型固定时间滑模面和滑模趋近律,与传统固定时间控制方法相比提高了远离系统原点时的收敛速率,保证系统能在固定时间内稳定.结合Buck变换器电路模型设计了新型非奇异固定时间控制器,通过仿...     

基于自适应非奇异终端滑模控制的电力系统混沌抑制

在一定条件下,电力系统会产生混沌振荡现象,影响电网的安全稳定运行。对电力系统四阶模型进行混沌振荡的动力学行为分析,并且设计了一种基于自适应非奇异终端滑模控制的控制器。在保证系统实现有限时间内收敛以及不产生奇异性问题的基础上,快速消除了四阶电力系统中的混沌振荡现象。针对四阶电力系统模型中阻尼系数和机械功率通常具有不确定性这一问题,采用自适应控制对其估计,增强了控制器的实用性。仿真结果证明了控制器的有效性。     

《永磁无刷直流电机非奇异终端滑模控制减振分析》

永磁同步电机的振动和噪声一直是困扰人们的难题,严重时可能直接决定系统能否稳定运行,甚至会产生混沌现象。采用先进的控制算法,可以减弱振动和噪声,提高驱动性能。针对永磁无刷直流电机设计一种全局非奇异终端滑模控制器,该控制器可以控制控制系统对外界扰动完全免疫,从而使得电机在连续调速、负载波动的情况下具有平稳特性,与经典PID控制相比具有更强的鲁棒性。