桥吊时变滑模控制过程的优化建模仿真研究

利用传统方法对桥吊时变滑模控制策略中会产生收敛速度慢,控制作用不连续,误差大等诸多缺憾.针对这一问题,提出基于螺旋算法的桥吊时变滑模控制模型,在二阶超螺旋算法的基础上引入了新的高阶滑模控制律,跟踪了误差的高阶导数,建立滑动量,保证了控制的精度.仿真结果证明利用改进后的模型对桥吊时变滑模控制,具有控制过程收敛速度快、控制作用平滑连续等优势.     

PMSM调速系统的自学习滑模控制

针对永磁同步电机存在对外界扰动及内部参数摄动较为敏感的问题,提出了一种自学习滑模控制方法.该方法设计了一类非线性光滑函数,并将其应用于扩张状态观测器和滑模趋近律中,同时采用最速下降法对滑模控制器增益参数进行自学习实时更新.仿真结果表明,与常规PI矢量控制方法相比,该控制方法不仅响应速度快、控制精度高,而且对系统外部扰动具有很强的抗扰能力.     

电动助力转向系统的滑模控制算法研究

关于汽车电动助力转向系统(EPS)控制的快速性和稳定性优化问题,传统二自由度整车模型、线性轮胎模型建模不完善及助力电机电流实时跟踪效果差.为解决上述问题,提出了一种滑模控制算法,利用七自由度整车模型和刷子模型,在Matlab/Simulink仿真软件中搭建了电动助力转向系统系统仿真模型,进行仿真研究.仿真结果表明,所设计的系统可以反映路面附着系数对自回正力矩的影响,所设计的滑模控制算法在系统动态过程中能实时跟踪目标电流,比常规PID控制具有更好的快速性、稳定性和鲁棒性,为转向爆胎的研究打下了理论基础.     

自行车机器人系统的稳定滑模控制

基于拉格朗日方法建立自行车机器人动力学模型,针对自行车机器人这一非线性欠驱动系统,利用稳定滑模控制算法实现系统的稳定.该方法首先从各个子系统中取出一个变量组合成一个中间变量;然后从该中间变量出发构造滑模函数,从滑模控制器设计的角度求取控制量,保证中间变量在有限时间内收敛到平衡点,从而保证系统状态收敛到收敛域内.该方法能够保证自行车机器人系统的稳定性,并在仿真实验中得到了验证.     

二阶切换线性系统的滑模控制

当前,切换系统的稳定控制问题作为控制领域的一个研究难点,引起了学术界和工业界的广泛关注.该文针对二阶切换线性系统,考虑切换时对象特性的变化,将其转化为一类特殊的非线性系统,并基于滑模控制理论,设计出适用于二阶切换线性系统的滑模控制器.最后通过具体的实例仿真验证、结果对比,表明滑模控制器比传统PID控制器在二阶切换线性系...     

利用滑模变结构控制的混沌同步控制

利用滑动模态控制研究了含有不确定性的混沌系统的同步控制问题。用极点配置和LMI方法设计的切换函数保证了带有非线性项的滑动模态混沌同步,用指数滑模到达条件给出了鲁棒混沌同步控制器设计。由于控制器的设计是基于滑动模态的不变性和线性矩阵不等式方法给出的,与常规方法相比较,给出的控制器滑动模态不受干扰的影响,系统有很好的鲁棒性和快速跟踪能力;切换函数的参数可用线性矩阵不等式求解得出,计算方便,所得结果保守性小。最后以Chen系统为例,进行了混沌同步仿真,仿真结果表明所给出的方法是有效的。     

Fuzzy Sliding Mode Control for Active Suspension System with Proportional Differential Sliding Mode Observer

In this paper, a generalized augmented transformation is considered for the quarter active suspension system with uncertainties. Specifically, the model uncertainties are converted to the augmented states and a new proportion differential sliding mode observer is used to estimate state variables and model uncertainties. A differential geometric method is applied to linearize the nonlinear suspension model. In order to weaken the vibration effect of sliding mode control force and reduce energy consumption, a fuzzy sliding mode controller is designed for the active suspension system and the fuzzy controller is applied to adjust switching control gain according to the reaching condition of sliding mode surface. The simulations are conducted to illustrate the effectiveness and advantages of this proposed observer and control strategy.     

双级执行器系统的离散滑模控制

为解决长行程与高精度之间的矛盾,研制了由直线电机执行器和压电驱动微执行器组成的双级执行器系统。针对第一级执行器提出了自适应离散滑模控制方法,自适应离散趋近律具有时变性,有效减少了抖振。针对第二级执行器提出预测模型离散积分滑模控制算法,有效减小了稳定时间,解决了系统中因为干扰、参数摄动、噪声等引发的不确定问题,增强了系统的鲁棒性,消除抖振,提升了响应速度。仿真结果表明,所研制的控制方法可有效解决双级执行器运动的大范围与高精度定位问题。     

Chen混沌系统的滑模同步控制方法

设计一种滑模控制器,用于实现2个相同Chen混沌系统的同步。根据主从Chen混沌系统满足Lyapunov稳定性理论的条件,设计滑模控制器,使用混沌掩盖的方法将其应用于保密通信中,以掩盖和无失真地恢复有用信号。实验结果表明,该方法具有较好的鲁棒性和较高的安全性。     

分布式电源中变速恒频风力发电的模糊滑模控制

该文首先详细讨论了应用Booster-Buck型AC／DC整流器的变速恒频永磁风力发电机组的仿射非线性模型,由于变速恒频风力发电系统模型的非线性,且模型参数会跟随运行状态的改变而发生变化等问题,一般的线性控制方法误差较大,鲁棒性不强。这里应用模糊滑模控制方法,设计了风能最优跟踪控制器,仿真和实验表明该方法是有效的。     

广义分布参数扰动系统滑动模态控制

研究广义分布参数扰动系统的变结构及其一致收敛问题。通过引入滑动模态补偿器,得到了简约型变结构控制的设计方法。最后研究了系统 的动态品质,并指正了个别文献中存在的错误。     

位置伺服系统二阶滑模控制

变结构控制以其独特的优点和特性引起了众多学者的广泛重视,已由传统的滑模控制发展到高阶滑模控制。高阶滑模控制不仅保留了传统滑模控制的所有优点,而且消除了颤震。变结构控制在位置伺服系统中的应用已经取得了长足的进步,探讨高阶滑模在位置伺服系统中的应用对于解决实际系统中的颤震问题具有深刻的意义。该文简要介绍了高阶滑模控制技术,并将二阶滑模控制应用与位置伺服系统中,理论分析与仿真结果都表明了使用二阶滑模控制器控制直流伺服电机的可行性。     

基于滑模变结构的PMSM控制系统的研究

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中易受机械式传感器影响的问题,设计了一套基于滑模变结构控制(SMC)的永磁同步电机控制系统.由于永磁同步电机在运动时受到负载突变和系统参数变化会影响整个控制系统的稳定性,提出了具有开关结构的非线性滑模变结构控制的系统.首先分析了永磁同步电机在旋转坐标系下的数学模型,在此基础引入双闭环一阶滑模变结构控制系统,实现对PMSM的转速和转矩控制.仿真实验表明,滑模变结构控制系统不会受到外界变化的影响,永磁同步电机的转速和转矩都能稳定运行.滑模变结构控制系统响应更快,抗干扰能力大大提高,鲁棒性更强.     

Discrete Adaptive Sliding Mode Control of a State-Space System with a Bounded Disturbance

This paper presents the discrete adaptive sliding mode control of a state-space system in the presence of a bounded disturbance. The delta form of the discrete state-space model is used as it closely resembles that of the continuous model. The control law takes into account of the effect of the disturbance by using its approximate value. The system behavior in the vicinity of the sliding surface is studied. It is shown that the adaptive controller leads to a stable closed-loop system. Also, simulation results are presented to illustrate the features of the proposed adaptive control strategy.     

Adaptive Terminal Sliding Mode Control for Motion Tracking of a Micropositioning System

This paper presents the design of a novel adaptive terminal sliding mode controller (ATSMC) and its application to motion tracking control of a piezoelectric‐driven micropositioning system. A nonsingular terminal sliding surface is used to achieve fast and finite‐time convergence for the trajectory tracking, and also to avoid the singularity phenomenon in traditional terminal sliding mode design. An adaptive gain law is developed to update the gain of the proposed controller and to provide stable and chattering‐free control action. The stability of the control system has been demonstrated in the sense of Lyapunov. The ATSMC scheme is established based on the output feedback only, which does not require a state observer and facilitates an easy implementation. The proposed controller is implemented on a field‐programmable gate array (FPGA) platform. Comparison study with three conventional controllers has been conducted. Experimental results show the feasibility and effectiveness of the proposed control strategy.     

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。     

一个简化的混沌系统及其控制器设计

非线性项是产生混沌的必要条件,本文研究只含有一个非线性立方项系统的混沌行为和其控制器的设计。首先,在磁弹体系统的基础上,构造一个新的只含一个立方项的非线性系统,采用非线性动力学分析方法包括耗散性、Poincare映射和Lyapunov指数谱,对系统进行动力学分析,证实了该系统混沌的存在性。其次,为了消除系统的混沌行为,通过设计滑模控制器,将系统分别控制到期望的固定点和周期轨道。最后,通过MATLAB数值仿真验证了所设计的控制器的有效性。     

交流伺服系统的高精度滑模控制

本文针对滑差频率型矢量控制的交流伺服系统，设计了一种新颖的滑模控制器；采用插入积分环节的方法有效地削弱了滑模控制的抖动。理论分析、仿真与实验结果表明由该滑模控制器和积分环节组成的控制策略能使系统同时具备良好的鲁棒性和快速性、无超调，以及极高的定位精度等优点。其控制策略的实现非常容易，从而为高性能交流伺服系统的控制提供了一种行之有效的方法。