基于滑模变结构的倒立摆系统稳定控制

利用滑模变结构控制对一级倒立摆系统进行了有效控制.首先对一级倒立摆系统的模型进行线性化处理,再利用滑模变结构控制方法对此模型中摆的镇定、台车位置的调节和系统参数不确定性设计了具体的控制规律,并使用饱和函数的方法抑制系统的抖振.最后在Matlab/Simulink上进行了仿真实验,实验结果说明滑模变结构控制方法是有效的.     

基于线性化反馈的径向神经滑模控制器设计

针对非线性系统,采用径向神经网络逼近及自适应控制方法,利用线性化反馈技术,设计一种自适应神经滑模控制器。滑模变结构控制具有独特的鲁棒性能以及对匹配不确定性和外干扰的完全自适应等特点,但容易出现系统抖振问题,将神经网络应用于滑模变结构控制系统的设计中,系统抖振得到抑制。仿真结果也表明将神经网络与滑模控制相结合的方法是行之有效的。     

舰船混沌运动的单输入自适应变结构控制

针对在舰船混沌运动控制中由模型不确定性及外部扰动无法确知所引起的控制结果无法保证的问题,采用自适应控制与滑模变结构控制相结合的方法,在设计切换函数时,将符号函数转移到控制输入的一阶导数当中,有效抑制了变结构控制中的抖振问题,并提出了一种单输入自适应滑模变结构控制方法.实验结果表明,与传统滑模变结构控制相比,新方法能够在系统模型具有不确定性及未知外部扰动的情况下实现舰船混沌运动的良好控制,为舰船混沌运动控制提供了一种可靠的工程实现途径.     

不确定Duffing混沌系统的同步控制

在模糊滑模变结构控制基础上,研究具有不确定性Duffing混沌系统的同步控制问题。选择合适的滑模面,基于Lyapunov稳定性理论设计模糊滑模变结构控制器及自适应更新规则,从理论上证明控制系统的稳定性。由于控制器的设计是基于自适应模糊滑模变结构控制的,与常规方法相比,控制器滑动模态不受干扰的影响,有较好的鲁棒性和快速跟踪能力。通过数值仿真实验验证了该系统的有效性。     

转炉炉口微差压滑模变结构控制技术

针对宝钢梅山炼钢厂转炉煤气回收系统（OG系统）的工作现状以及转炉炉口微差压控制系统对象的非线性、时变、不确定性和干扰大的特点,采用具有强鲁棒性的滑模变结构控制策略,以克服系统的不确定性和增强抗干扰能力。对滑模变结构控制算法中存在的“抖振”问题,探讨了基于干扰观测补偿的滑模控制器的设计解决方案,通过仿真研究表明滑模变结构控制方法具有很强的鲁棒性,可有效地改善控制系统的动态响应品质。     

转炉炉口微差压滑模变结构控制技术

针对宝钢梅山炼钢厂转炉煤气回收系统(OG系统)的工作现状以及转炉炉口微差压控制系统对象的非线性、时变、不确定性和干扰大的特点,采用具有强鲁棒性的滑模变结构控制策略,以克服系统的不确定性和增强抗干扰能力.对滑模变结构控制算法中存在的"抖振"问题,探讨了基于干扰观测补偿的滑模控制器的设计解决方案,通过仿真研究表明滑模变结构控制方法具有很强的鲁棒性,可有效地改善控制系统的动态响应品质.     

一类非匹配不确定非线性系统的鲁棒跟踪控制制

针对一类半严格反馈型不确定非线性系统,提出一种鲁棒反演滑模变结构控制方法.采用反演控制方法设计了使前n-1阶子系统稳定的虚拟控制律,抑制非匹配不确定性的影响;在第n步设计了一种连续可导的滑模变结构控制律,消除控制抖振,实现了对存在未知不确定性及扰动系统的鲁棒输出跟踪.通过Lyapunov定理证明了闭环系统所有信号最终有界.仿真结果验证了该方法的有效性.     

一类不确定线性切换系统的鲁棒H∞滑模控制

对一类含有非匹配不确定性且有外部干扰的线性切换系统,研究了H∞滑模变结构控制问题.利用LMI技术和单Lyapunov函数方法,设计单H∞滑模面,切换律以及子系统的变结构控制器,确保了切换系统的闭环系统为鲁棒稳定,且具有H∞扰动衰减度γ.系统状态到达滑模面后,该滑模面成为切换系统的全局鲁棒滑模面,可提高系统的暂态性能和鲁棒性.仿真例子说明所提出设计方法的有效性.     

Delta算子系统的全程滑模变结构控制

将全程滑模变结构控制思想引入Delta算子系统,给出了一种设计全程滑模控制方法．系统轨线一开始就位于切换面上,消除了非滑动模态运动,从而增强了系统的鲁棒性．利用Delta算子的离散特性求出系统不确定性近似值,从而在控制器设计过程中消去不确定项．仿真结果验证了该方法的有效性．     

一类线性不确定变时滞系统的滑模控制

考虑一类变时滞系统的滑模控制问题,其中被控系统状态存在多个变时滞并带有不确定性.利用Lyapunov方法和Shur补引理,得到滑动模态特定的充分条件.设计一类简单的变结构控制器,使系统在有限时间内可以到达滑模面并保持在滑模面上运动.仿真结果验证本文结论的有效性.     

基于模糊扰动观测器的PMSM积分滑模控制研究

为了克服传统永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)的滑模控制增益大容易产生抖振的问题,提出基于模糊观测器的PMSM积分滑模控制策略。采用新型趋近律设计积分滑模控制器取代传统的滑模控制器,提高系统的动态响应性能。结合模糊控制与自适应控制的特点,设计模糊扰动观测器,能够迅速有效地观测系统内部参数变化和外部扰动,并对积分滑模速度控制器进行前馈补偿,削弱系统抖振的同时提高了系统的鲁棒性。通过李雅普诺夫理论证明了该控制系统的稳定性。仿真及实验结果验证了该方法具有较强的鲁棒性,可以实现良好的跟踪效果并且无抖动。     

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。     

Decentralized sliding mode adaptive controller design based on fuzzy neural networks for interconnected uncertain nonlinear systems

A new type controller, fuzzy neural networks sliding mode controller (FNNSMC), is developed for a class of large-scale systems with unknown bounds of high-order interconnections and disturbances. Although sliding mode control is simple and insensitive to uncertainties and disturbances, there are two main problems in the sliding mode controller (SMC): control input chattering and the assumption of known bounds of uncertainties and disturbances. The FNNSMC, which incorporates the fuzzy neural networks (FNNs) and the SMC, can eliminate the chattering by using the continuous output of the FNN to replace the "discontinuous" sign term in the SMC. The bounds of uncertainties and disturbances are also not required in the FNNSMC design. Two examples are presented to support the validity of the new controller. The simulation results show that the FNNSMC is more robust than the SMC.     

火车制动防滑控制的滑模变结构控制方法研究

采用传统的滑模变结构控制方法设计的火车制动防滑控制系统动态性能较差且由于系统的非线性会造成系统产生高频率抖振的控制信号.为此采用改进指数趋近律法对传统的滑模变结构控制方法进行改进.首先构建车轮制动时相应的数学模型,然后对传统的防滑系统滑模变结构控制器进行设计,接着对传统的防滑系统滑模变结构控制器进行改进.分别应用Simulink对传统的车轮制动防滑系统和改进的车轮制动防滑系统进行仿真与分析研究.通过对比仿真结果发现应用改进的滑模变结构控制方法设计的高速列车制动防滑系统有更好的动态性能,并且消除了抖振现象,加快了系统响应速度.     

不确定离散时间系统的变结构控制

常规变结构控制用于不确定系统,须利用不确定性界确保系统的鲁棒性,控制器过于保宇且抖振变大本文把未知干扰和参数不确定性的影响等效为名义系统的外界干扰,利用时延技术对干扰进行在线估计,并将估计值引入到变结构控制中,从而抵消掉系统中的慢变不确定性,利用离散趋近律法,了准滑动模态的条件及其带宽,该方法克服了以往控制方法中须已知不确定性界的限制,且不泌满足匹配条件,用较低的控制增益保证了系统的鲁棒性,降低了     

Continuous Finite‐Time Sliding Mode Control for Uncertain Nonlinear Systems with Applications to DC‐DC Buck Converters

This paper investigates the continuous finite‐time control problem of high‐order uncertain nonlinear systems with mismatched disturbances through the terminal sliding mode control method. By constructing a novel dynamic terminal sliding manifold based on the disturbance estimations of high‐order sliding mode observers, a continuous finite‐time terminal sliding mode control method is developed to counteract mismatched disturbances. To avoid discontinuous control action, the switching terms of a dynamic terminal sliding manifold are designed to appear only in the derivative term of the control variable. To validate its effectiveness, the proposed control method is applied to a DC‐DC buck converter system. The experimental results show the proposed method exhibits better control performance than a chattering free controller, such as mismatched disturbances rejection and smaller steady‐state fluctuations.     

一种新型的滑模变结构增益调度控制器设计方法

研究影响一般滑动模态变结构控制性能的因素,并给出了根据切换函数选择滑动模态系数、边界层厚度以及控制器增益系数的一般要求．针对一类含参数不确定性的非线性系统,采用新型增益调度变结构控制策略进行控制,以切换函数作为调度变量对滑动模态系数、边界层厚度以及控制器增益系数进行调度,以提高滑动模态变结构控制系统的控制性能,抑制颤振,降低控制能耗．仿真算例验证了所提出控制策略的有效性．     

离散时间系统的滑模控制器设计与仿真研究

针对不确定性离散时间系统,分析和设计了一类变结构控制器。当存在外界干扰和不确定性时,系统状态也是全局有界稳定的。一个新的切换面作为系统的输出信号被提出,特别用来设计滑模控制器。系统状态一旦进入到准滑动模态,就对设备参数变化和外界干扰显示出强的鲁棒性,因为控制器的设计完全考虑了边界层的影响。外推法被用来估计不确定离散时间系统的不确定值。两种方法均有效地消除了系统的抖振,确保了系统的稳定性,且保证了变结构控制系统良好的品质。最后,仿真结果证实了所提出方法的有效性。     

一种新的模糊滑模控制器设计方法

针对具有较大且不可观测外界干扰的一类不确定系统,提出一种新的模糊滑模控制器设计方法.首先基于模糊滑模控制原理,引入全局快速终端滑模控制,使系统在有限时间内达到稳态;然后构造以李雅普诺夫函数导数的绝对值为补偿的自适应干扰估计项,对外界干扰进行准确估计,进而提出一种双层递阶指数趋近全局快速终端模糊滑模控制器,通过指数趋近率来调节滑模面的动态品质,该控制器能快速收敛到稳定状态,且有效消除控制器的抖振情况;最后通过仿真算例验证所提方法的有效性.     

基于云模型的变桨距系统积分滑模控制

针对具有参数变化和外加干扰的变桨距风力发电系统,提出了一种基于云模型的积分滑模控制。在滑模控制中引入误差项的积分,并用状态量代替误差的导数,消除传统滑模控制需要期望输出信号导数已知的假设;利用云模型的不确定性推理方法,动态地调节切换增益;利用积分的方法对切换增益进行估计,估计出系统中不确定因素的界,有效地削弱系统的抖振。仿真结果表明:该控制器用于风速高于额定风速以上的变桨距控制系统中,具有较好的控制品质,对系统参数的不确定和外部干扰具有很强的鲁棒性。