一种新的自适应模糊滑模控制器设计方法

对一类非线性系统提出一种新的自适应模糊滑模控制器设计方法。将自适应模糊控制与滑模控制有效地结合在一起,先用滑模控制使跟踪误差进入边界层内,然后启动自适应模糊控制器。该控制器可消除滑模控制器中出现的抖振,并可在存在模糊逻辑系统逼近误差情况下使系统跟踪误差小于预先给定的任意常数。仿真算例验证了所提出方法的有效性。     

不确定多输入非线性系统自适应模糊滑模控制器设计

针对一类不确定多输入非线性系统提出一种新的自适应模糊滑模控制器,该控制器在存在模型逻辑系统逼近误差的情况下使闭环系统跟踪误差小于预先给定常数,消除滑模控制中的抖振,缓解因系统维数增高所致的模糊规则爆炸现象,最后用仿算例验证了所提出方法的有效性。     

一类非线性系统的模糊直接自适应控制

针对一类单输入单输出仿射非线性系统,利用模糊基函数网络的逼近能力,并根据滑模控制原理在控制器中加入逼近误差和外部干扰补偿控制器,提出了一种模糊直接自适应控制方法。该方法不但实现了系统的鲁棒控制,还同时考虑了误差状态的位置信息和运动信息,较大地改善了系统的控制性能。通过Matlab仿真,证明了所设计的模糊直接自适应控制器不但具有鲁棒性,而且可以保证系统具有很好的跟踪性能。     

模糊滑模控制研究综述

本文介绍了90年代以来将模糊逻辑和滑模控制相结合的研究工作,着重描述了模糊控制和滑模控制的相似性、启发式模糊滑模控制、直接和间接自适应模糊滑模控制、模糊神经网络在滑模控制中的应用等方面的原理和方法,分析了它们的特点和联系,本文最后还展望了这一领域的研究方向.     

Sliding mode control-based algorithms for consensus in connected swarms

In this article, finite-time consensus algorithms for a swarm of self-propelling agents based on sliding mode control and graph algebraic theories are presented. Algorithms are developed for swarms that can be described by balanced graphs and that are comprised of agents with dynamics of the same order. Agents with first and higher order dynamics are considered. For consensus, the agents' inputs are chosen to enforce sliding mode on surfaces dependent on the graph Laplacian matrix. The algorithms allow for the tuning of the time taken by the swarm to reach a consensus as well as the consensus value. As an example, the case when a swarm of first-order agents is in cyclic pursuit is considered.     

一类不确定非线性系统自适应模糊滑模控制

针对一类带有未知外部扰动的不确定非线性系统,建立自适应模糊滑模控制器。基于Lyapunov稳定性理论,设计系统可调参数的自适应规则,控制器的设计过程中无需知道系统的具体模型及未知非线性函数的先验知识。数值仿真的结果也验证了该方法的有效性。     

不确定多智能体系统的鲁棒量化一致性研究

采用滑模控制设计方法考虑了多智能体系统的鲁棒量化一致性问题。将多智能体系统的滑模面设计由考虑匹配不确定的情形推广到同时带有匹配和不匹配不确定性的情形,并采用线性矩阵不等式技术给出滑模面参数的求解方法。针对数字通信通道编解码的特点,充分考虑了量化参数不匹配和外部干扰等多种不利因素的影响,提出一种新的滑模到达控制律确保闭环系统能在有限时间到达设计的滑模面,实现量化一致性的目标。经计算机仿真实验比较验证了本设计方法的有效性。     

Improving asynchronous motor speed and flux loop control by using hybrid fuzzy-SMC controllers

This paper presents a new method combining sliding mode control (SMC) and fuzzy logic control (FLC) to enhance the robustness and performance for a class of non-linear control systems. This fuzzy sliding mode control (FSMC) is developed for application in the area for controlling the speed and flux loops of asynchronous motors. The proposed control law can solve those problems associated with the conventional control by sliding mode control, such as high current, flux and torque chattering, variable switching frequency and variation of parameters, in which a robust fuzzy logic controller replaces the discontinuous part of the classical sliding mode control law. Simulation results of the proposed FSMC technique on the speed and flux rotor controllers present good dynamic and steady-state performances compared to the classical SMC in terms of reduction of the torque chattering, quick dynamic torque response and robustness to disturbance and variation of parameters.     

一种新型滑模控制器设计及仿真

对于一类非线性不确定系统,常规滑模控制器存在"抖振"现象和抗外部扰动作用不理想等问题.本文运用自适应模糊系统逼近滑模控制器参数,并引入一个自适应模糊参数连续逼近常规滑模控制器的开关函数,最后给出一种新型自适应模糊滑模控制器,该方法克服函数和边界层法的不足.仿真实验结果表明该方法增强非线性系统的抗干扰能力和鲁棒性,并大大地削弱系统的"抖振"现象.     

基于模糊滑模控制器的伺服跟踪控制研究

为了有效地消除精密机床伺服进给系统的参数变化和外部扰动对其跟踪性能的影响,将滑模控制引入其伺服跟踪控制.文章将模糊逻辑与滑模控制相结合提出了一种简捷的模糊滑模控制器设计的方法以减小滑模控制器的颤抖.实验结果表明采用该方法设计的模糊滑模控制器与离散准滑模控制器相比具有较强的鲁棒性和跟踪性能.最后将该控制器用于超精密机床伺服跟踪控制取得了良好的控制效果.     

基于模糊逻辑的一类非线性系统直接自适应控制

针对一类连续非线性不稳定系统,基于模糊逻辑提出了一种新的自适应跟踪控制方法,在此方法中,控制器由两部分组成：模糊逼近控制器（FAC）和模糊滑模补偿控制器（FSMCC）,其中,FAC利用模糊逻辑系统全局逼近理论控制器,FSMCC用于全局补偿逼近误差和系统的不确定性及消除外部干扰的影响,整个闭环控制系统在Lyapunov意义下全局渐进稳定踊跃误差收敛于零的某一领域内,最后通过示例验证了本方法的有效性。     

机器人操作器的自适应模糊滑模控制器设计

针对机器人动力学系统提出了一种基于模糊逻辑的自适应模糊滑模控制方案.根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力设计控制器,基于李雅谱诺夫方法设计自适应律,证明了闭环模糊控制系统的稳定性和跟踪误差的收敛性.控制结构简单,不需要复杂的运算.该设计方案柔化了控制信号,减轻了一般滑模控制的抖振现象.仿真结果表明了所提控制策略的有效性.     

Adaptive sliding mode-like fuzzy logic control for nonlinear systems

Sliding mode-like fuzzy logic control （SMFC） algorithm for nonlinear systems is presented in this paper. Firstly dead zone parameters of sliding mode control （SMC） are selftuned by proper adaptive laws and then combined into fuzzy logic system （FLS） to compose the opportune fuzzy logic control （FLC）, which is equivalent to the predesigned SMC controller with self-tuning parameters. Robustness and invariance to the uncertainties of the closed-loop systems are improved and chattering of the SMC is eliminated. Finally simulation results of numerical examples show that the proposed control algorithm is efficient and feasible.     

Fuzzy adaptive nonlinear sensor‐fault tolerant control for a quadrotor unmanned aerial vehicle

In this paper, a novel fuzzy adaptive nonlinear fault tolerant control design scheme is proposed for attitude dynamics of quadrotor UAV subjected to four sensor faults (bias, drift, loss of accuracy, loss of effectiveness). The sensor faults in Euler angle loop are transformed equivalently into a mismatched uncertainty vector, and other unknown items involving faults, uncertain parameters and external disturbances in angular velocity loop are lumped into an unknown nonlinear function vector. Fuzzy logic systems with adaptive parameters are used to approximate the mismatched uncertainty and lumped nonlinear function vectors. Dynamic surface control is applied to design the fault tolerant controller, and sliding mode control is introduced to improve the control accuracy. All signals of the closed‐loop control system are proved to be semi‐global uniformly ultimately bounded. Simulations demonstrate the effectiveness of the proposed approach for sensor faults.     

基于未知输入观测器的多智能体一致性控制

现有研究成果大多仅考虑随机噪声或未知输入干扰单一存在的情况,实际工程中两者往往同时存在.在此背景下,本文针对一类含有未知输入干扰和随机噪声的非线性多智能体系统,提出了一种一致性控制协议方法.首先,针对单个智能体系统设计未知输入观测器以消除干扰项对状态估计的影响.参考Kalman滤波器算法来求解状态反馈矩阵,使得输出残差信号的协方差最小,从而增强系统对随机噪声的鲁棒性.然后,基于观测器的状态估计信息,设计了鲁棒一致性控制协议,并将其转化为线性矩阵不等式求解问题.最后,通过一个数值仿真证明了所提方法的正确性和有效性.     

模糊滑模控制及应用

模糊控制和滑模控制是现代社会最先进的两种应用控制方法,有着非常好的优势,但同时两者也存在一些不足。本文结合这两者的优点,弥补不足,形成了模糊滑模控制律,在机器人、伺服控制、航空航天、混沌系统等多个方面的得到广泛应用。     

混合调度协议下多智能体系统一致性滑模控制

研究一类通信信道受限下“领导者-跟随者”结构的多智能体系统一致性跟踪问题.为了提升智能体的通信效率和降低能耗,引入事件触发机制与轮询协议相结合的混合调度策略,调节相邻智能体之间的信息传输,提高信道利用率.考虑到系统存在匹配的输入扰动,构建基于信道调度令牌的分布式滑模控制策略及协同设计方法,控制器仅依赖触发时刻的采样状态分量而不是实时状态信息,从而有效降低控制能耗,缓解数据冲突.所提出的协同控制策略不依赖于任何全局网络信息,因此,该控制策略的有效性不受网络规模的影响.通过Lyapunov稳定性理论,给出了系统一致性误差的跟踪分析来保证领导跟随一致性.同时,通过求解所提出的优化问题得到了调度协议参数和控制器增益.仿真实例验证了所提出协同控制策略的有效性.