Sliding mode control for an aerodynamic missile based on backstepping design

In order to solve the mismatched uncertainties of a class of nonlinear systems,a control method of sliding mode control (SMC) based on the backstepping design is proposed. It introduces SMC in to the last step of backstepping design to modify the backstepping algorithm. This combination not only enables the generalization of the backstepping design to be applied to more general nonlinear systems, but also makes the SMC method become effective in solving the mismatched uncertainties. The SMC based on the backstepping design is applied to the flight control system design of an aerodynamic missile. The control system is researched through simulation. The simulation results show the effectiveness of the proposed control method.  

基于观测器的机器人鲁棒跟踪控制

基于滑模控制原理设计稳定的状态观测器，在此基础上。研究了仅有关节角位移可测量的机器人轨迹跟踪控制问题。运用反推设计方法提出一种机器人鲁棒跟踪控制新方案。通过引入用于抑制观测误差的阻尼项和调制参数。加快了输出跟踪误差的收敛速度。利用李亚普诺夫方法分析了闭环控制系统的全局稳定性，证明了系统所有状态信号有界，跟踪误差收敛到零。仿真结果进一步表明，提出的控制方案具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能。  

异步电机鲁棒控制器及其Backstepp ing 设计

基于异步电机的精确模型，用Backstepping方法设计控制器，其误差系统在原点全局稳定。然而，由于反馈量的计算受参数不确定性和“可导条件”的影响，使得控制器鲁棒性较差，采用扩张状态观测器来增强鲁棒性，无需电机的精确模型，即可准确地获得反馈量，新控制器结合了Backstepping和扩张状态观测器的优点，能保证误差系统的稳定性，并具有很强的抗扰动能力，给出了控制器的详细设计过程和原理框图，并进行了数值仿真验证。  

永磁同步电机的模型参考自适应反步控制

基于转子磁场定向坐标系下的永磁同步电机(PMSM)模型,提出一种PMSM的模型参考自适应反步控制方法.该方法采用线性参考模型来给出控制系统的性能规范,通过定义虚拟控制和选择适当的Lyapunov函数来保证整个系统的稳定性,进而导出系统控制律及参数自适应律.系统可在电机参数变化和负载扰动的情况下,渐近跟踪参考模型给出的转速和定子电流信号.仿真结果证实了该方法的有效性.  

基于S类函数的严格反馈非线性周期系统的自适应控制

针对一类严格反馈非线性周期系统, 在周期非线性可时变参数化的条件下设计自适应控制器. 通过将周期时变参数展开成傅里叶级数, 并采用微分自适应律估计未知系数, 进行控制器反推设计. 引入S类函数, 并在控制器设计中应用S类函数处理截断误差项对系统跟踪性能的影响, 同时, S类函数能确保虚拟控制的可微. 给出几种不同的S类函数设计, 分析比较将其应用于控制器设计时产生的不同效果. 理论分析与仿真结果表明, 提出的控制方法能够实现系统输出跟踪期望轨迹, 且闭环系统所有信号有界.  

板球系统的参数自调整反步控制

为解决系统初始值大范围变化,且控制量受到饱和特性约束的板球系统镇定控制问题,提出一种自动调整待设计参数的反步控制方法.分析了反步法偏差系统的平衡点特性;说明了反步法待设计参数与偏差系统动态间的关系;构造了Mamdani模糊逻辑,以自动调整反步法待设计参数;考虑了控制量受饱和特性限制而引入的约束条件,进而以遗传算法优化了模糊规则.仿真和实验结果均表明,自动调整待设计参数的反步控制方法降低了镇定控制中的位置偏差和位置超调.  

动态不确定非线性系统直接自适应模糊backstepping控制

对一类单输入单输出动态不确定非线性系统,提出一种直接自适应模糊backstepping和小增益相结合的控制方法.设计中,首先用模糊逻辑系统逼近虚拟控制器:其次把自适应模糊控制和backstepping控制设计技术相结合.给出了直接自适应模糊控制设计方法.最后基于Lyapunov函数和小增益方法证明了整个闭环系统的稳定性.仿真实例进一步验证了所提方法的有效性.  

Spacecraft coordination control in 6DOF: Integrator backstepping vs passivity-based control

In this paper, we present three nonlinear control solutions for 6DOF spacecraft formation control, adopted from Euler-Lagrange system theory. The quaternion parametrization results in dual equilibrium points in the closed loop system, and the controllers are proved to render these uniformly asymptotically stable. We also present a theoretical comparison of the three control solutions, together with simulation results to visualize the performance of the controllers.  

非匹配不确定系统的显式反步变结构控制

研究非线性多输入多输出不确定系统在非匹配条件下的鲁棒输出跟踪问题.基于相对阶的假设,给出了多输入多输出不确定系统的标准型;进而结合反步设计方法和变结构控制方法,提出一种非匹配条件下非线性不确定系统鲁棒输出跟踪问题的显式反步变结构控制器设计方法.所给跟踪算法不仅只由不确定性的变化范围直接确定,而且有效地克服了现有反步设计算法因隐式递推关系和复杂偏导数计算给实时控制带来的困难.  

不确定非线性系统的多模反演滑模控制

对一般形式的仿射非匹配不确定非线性系统，研究了一种具有任意小跟踪误差的稳定控制器的新方法，结合反演（backstepping）设计和变结构控制，提出了反演变结构控制策略，对存在非匹配的不确定性和未知干扰的系统，设计的反演结构控制器实现了鲁棒输出跟踪，闭环系统在有限时间进入滑动模态，仿真算例证实了理论结果。