柔性机械臂末端位置的滑模变结构控制

用拉格朗日结合假设模态法推出了单连杆柔性机械臂的动力学模型并转化成适于控制系统综合的状态空间表达式,然后用滑模可达条件推出了柔性机械臂末端位置的变结构控制律,最后了仿真研究。     

具有抖振抑制特性的机械臂快速滑模变结构控制

摘 要:针对机械臂轨迹跟踪控制中的跟踪速度和抖振2个方面,提出了一种基于新型滑模面和模糊幂次趋近律的滑模变结构控制策略.对传统滑模面的特性进行了分析和比较,设计了一种快速非线性滑模面,其收敛速度优于快速终端滑模面,提高了滑模变结构控制滑动运动阶段的收敛速度.依据模糊控制理论,设计了一种模糊幂次趋近律,在保证抖振抑制效果的前提下,提高了系统的趋近运动速度.仿真结果证明了所提控制方法的有效性和可行性.     

基于同步思想的电力系统混沌滑模变结构控制

研究了较大周期性扰动下电力系统的分岔与混沌行为。借鉴混沌同步思想,设计了滑模变结构控制器,将混沌振荡系统同步到稳定的系统,实现混沌振荡抑制。给出了控制器推导方法,采用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性。运用Matlab进行数值仿真,结果表明所设计的控制器是有效的,能达到预期效果。     

基于滑模变结构永磁同步电机混沌跟踪控制

在某些参数的情况下,永磁同步电机(PMSM)会出现混沌现象。利用滑模控制变结构控制原理,可以将含有扰动的系统混沌轨道先后控制到任意固定点和周期轨道,依据李雅普诺夫稳定性原理证明所设计的控制器可使得该系统逐渐达到稳定。仿真结果进一步验证了该方法的有效性,对电机运动的稳定性具有较好的价值。     

一种基于滑模变结构的电压型SEPIC变换器混沌控制方法

针对高阶电压控制型开关功率变换器的非线性特征,提出了一种抑制DCM模式SEPIC变换器中的混沌现象的滑模控制方法。该方法首先根据DCM模式SEPIC变换器的工作模式特点在状态变量的选取上进行改进,使相应的相轨迹在DCM模式下均能进入滑模面,并根据滑模函数的存在条件,选取相应的滑模系数。然后引入自适应滞环控制,通过设置滞环上下限,达到稳定开关频率的目的,最终实现对系统的混沌控制。通过搭建系统的Simulink模型对方法进行的仿真结果表明：该方法即使在系统出现较大扰动的情况下也能使系统稳定地运行于单周期态,且具有动态响应速度快,输出电压纹波小等特点。     

三相四桥臂动态电压恢复器滑模变结构控制仿真研究

将一种三相四桥臂逆变器的拓扑结构应用于动态电压恢复器主电路。具有直流电压利用率高、无需大的直流电容,不需要对直流电压进行附加控制等优点。同时,采用基于abc坐标系的三相四桥臂逆变器空间矢量调制方法,在此基础上,提出动态电压恢复器的滑模变结构控制器设计方法。消除了负载电流扰动对系统控制性能的影响。最后在理论分析基础上,通过仿真对上述方法进行了验证。仿真结果表明,上述方法具有较理想的动态和静态性能。     

无刷直流电动机混沌系统的滑模变结构控制

针对于无刷直流电动机混沌系统,考虑其模型不确定性及外界干扰项的存在,通过设计一种同步增广系统及其比例积分型滑模面,推导出一种自适应滑模控制策略,将无刷直流电动机混沌系统运行轨线控制至其平衡点的预定目标;为了进一步改善控制器品质,提出一种无抖振的滑模变结构控制,通过改进趋近律和控制器结构,消除了滑模变结构控制的抖振现象。     

柔性机械臂的一种组合控制

在柔性机械臂轨迹控制中,要实现定位目标的同时必须消除柔性振动,利用奇异摄动方法将柔性臂系统分解为慢变和快变两个降阶子系统,并对慢变和快变子系统分别采用滑模控制方法和H∞控制方法设计了控制器。采用Matlab进行的仿真结果表明,所设计的组合控制器是有效的。控制性能稳定。     

双绳驱动空中机械臂协同搬运控制研究

为解决双绳驱动空中机械臂协同搬运时的接触控制问题,提出了一种基于非奇异快速终端滑模的阻抗控制策略。首先,考虑绳驱动机制的柔性效应,建立计及关节柔性的双机协同系统动力学模型,并推导出任务空间内的阻抗方程。然后,设计协同阻抗控制策略,借助非奇异快速终端滑模面来加快系统状态量的收敛速度,利用幂次函数削弱输出力矩抖振效应。同时,在Lyapunov框架下分析了所设计控制器的稳定性。最后,通过控制器性能比较仿真和协同搬运仿真对所提控制策略的有效性进行了验证。结果表明,所提控制器响应速度快、控制精度高及稳定性好,能够有效抑制系统抖振。     

同步发电机混沌振荡的模糊滑模变结构控制

为消除周期性扰动下同步发电机中的混沌振荡,使系统输出跟踪给定信号,采用模糊滑模变结构控制方法,设计混沌控制器.采用指数趋近律方法,设计切换控制律,使系统能克服扰动影响,快速到达切换面;在滑动模态,采用模糊控制规则,抑制控制中的高频抖振.仿真结果显示:加入传统滑模变结构控制器后,大约需要12.5 s,系统跟踪上给定信号,在渐近跟踪过程中,控制中出现高频振荡;加入模糊滑模变结构控制器后,在1 s内,系统跟踪上给定信号,在渐近跟踪过程中,控制中无振荡现象.     

基于迭代滑模的机械臂控制策略

针对机械臂这类非线性的不确定性系统,基于迭代学习控制与滑模控制策略,提出了一种有效的迭代滑模控制方法。该控制方法通过将滑模控制律引入到迭代学习控制中,并运用Lyapunov理论对控制律进行证明,从而确保系统的稳定性。基于拉格朗日力学法建立动力学模型,得到相对简化的n关节机械臂模型。以一个二关节机械臂为例,通过MATLAB仿真验证所提控制策略可有效提高关节的跟踪速度与跟踪精度,并且在一定程度上可减缓传统滑模控制的抖振现象,与传统迭代学习控制相比,系统具有鲁棒性。物理试验验证了所提控制策略的有效性。     

重力及其释放下空间机械臂驱动力差异及模型研究

为降低空间机构系统能耗,减小驱动力地面设计裕度,提高空间机构控制精确度,以四自由度仿人机械臂为对象,研究不同重力环境下的驱动力差异及关键影响因素。首先基于Klein算子与虚功原理建立了考虑关节摩擦的四自由度仿人机械臂动力学模型。然后通过仿真研究不同重力环境下摩擦、关节角速度、末端负载对驱动力矩的影响,并对影响空间驱动力矩的关键因素进行分析。进而参照仿真研究搭建试验平台,在关节轴线不同取向条件下进行驱动力矩差异研究,试验验证了仿真分析的正确性。最后基于试验结果修正摩擦模型并采用PSO算法辨识模型参数,得到适用于不同重力环境下的关节摩擦模型,改进了机械臂的理论建模结果。     

多台电机同步协调运转的变结构控制

介绍采用滑模变结构控制实现多台直流电机同步协调运转的技术。结果表明，该变结构控制系统具有很好的静动态特性，系统还具有很好的鲁棒性。这是优于最优控制方法和传统设计方案的调速。     

直驱型波浪发电系统的混沌运动及反步滑模变控制

为研究直驱式波浪发电系统的混沌现象及混沌控制问题,根据直线电机双轴数学模型,将系统转化为类Lorenz混沌方程。通过数值法计算最大Lyapunov指数谱,证明在特定参数和工况下,电机系统会出现混沌运动。通过构造状态反馈解耦,降低混沌系统阶数。采用反步法构造虚拟控制量,针对虚拟控制量设计滑模控制器,构造控制律进行混沌控制,提出反步滑模变控制方案。稳定性分析中,根据Lyapunov稳定性理论,证明了系统的全局一致渐进收敛。仿真结果表明,所设计反步滑模变控制器能使直线电机系统迅速脱离混沌状态,在抑制传统滑模控制中抖振现象的同时,保留了滑模变结构的强鲁棒性,具有一定的优越性。     

机械臂机构末端执行器工作空间分析

文章采用蒙特卡罗法对六自由度机械臂进行工作空间分析。根据标准D-H参数法,建立对象的运动学模型,获得运动学正解;运用MATLAB建立仿真平台,采用蒙特卡罗法分析对象的工作空间,并绘制出工作空间的三维点云图以及坐标平面的投影图,为后续机械臂的轨迹跟踪研究提供参考依据。     

基于滑模变结构矢量控制的异步电机调速

针对异步电机矢量控制系统因电机参数变化和负载波动等因素使调速性能变差的问题,在转差频率控制的异步电机矢量控制系统的基础上,用两个滑模变结构控制器代替传统的PI控制器分别控制d轴和q轴的电流,并采用电压空间矢量技术来调节电机的输入电压,达到调速的目的。仿真结果说明,所提的控制方式与传统的PI控制方式相比较,具有响应速度快、控制精度高,对负载波动和电机参数变化具有较强的鲁棒性。     

滑模变结构控制在风力发电机组变桨控制中的应用

风力发电已经成为当今最具有发展前途的可再生能源之一.风力发龟机组的变桨距系统是一个强耦合、高阶非线性系统.采用传统PI控制不能获得理想效果.     

基于滑模变结构控制的PMSM矢量控制的研究

结合PMSM的矢量控制技术,简要分析了SVPWM的算法,并介绍了MATLAB下建立其仿真模型的方法。讲述了滑模变结构控制的原理,提出了用于PMSM速度控制的滑模控制调节器,并给出了详细的设计方法。建立了系统的仿真模型,仿真结果表明,采用滑模变结构控制器使系统具有较快响应速度、较好的抗干扰能力和鲁棒性。     

基于非线性终端滑模的码垛机械臂轨迹跟踪控制

针对码垛机械臂的轨迹跟踪控制,提出了一种基于数据驱动的非线性终端滑模控制方法.首先,利用牛顿-欧拉法推导出码垛机械臂的动力学模型,进而将模型等效成离散形式;接着,设计非线性终端滑模面来加快关节角的收敛速度,引人等效趋近律来抑制系统的抖振效应;同时,在萤火虫寻优算法的帮助下解决控制器参数整定问题,以便获得最优的控制性能;...     

基于滑模变结构矢量控制的异步电机调速

针对异步电机矢量控制系统因电机参数变化和负载波动等因素使调速性能变差的问题,在转差频率控制的异步电机矢量控制系统的基础上,用两个滑模变结构控制器代替传统的PI控制器分别控制d轴和q轴的电流,并采用电压空间矢量技术来调节电机的输入电压,达到调速的目的。仿真结果说明,所提的控制方式与传统的PI控制方式相比较,具有响应速度快、控制精度高,对负载波动和电机参数变化具有较强的鲁棒性。