基于滑模变结构控制的车载摄像稳定平台的干扰力矩补偿研究

车载摄像在工作时会随着车辆颠簸。这会造成摄像焦点难以捕捉的问题。本研究所设计的稳定平台传统框架结构具有三维的传动轴进行补偿,保障了摄影器材能够跟踪拍摄物体。考虑到实际工况中会有干扰力矩对稳定平台造成控制误差,本研究采用滑模变结构控制方法对平台进行控制以实现干扰力矩补偿,并将指数趋近律和幂次趋近律相结合以消除抖振的影响。经仿真实验表明,本研究所设计的车载摄像稳定平台采用的控制方法相较于传统PID控制,具有更快的响应速度,并且能消除由于摩擦产生的平顶现象,相较于指数趋近律,采用指幂趋近律的控制方法能够补偿由于负载不平衡带来的角度偏转误差,并能明显消除抖振影响。     

基于滑模变结构控制的Boost变换器

为实现Boost变换器的精确控制,提出了一种基于PI控制与滑模变结构控制相结合的控制方法。通过仿真实验表明,采用PI控制与滑模变结构控制的Boost变换器不但能够有效地克服输入电压、负载扰动,而且具有滑模控制快速响应、鲁棒性强等优点,具有一定的应用价值。     

磁悬浮系统的变速趋近律滑模控制

为了抑制常规滑模控制在磁悬浮系统控制中的抖振问题,应用一种变速趋近律方法设计磁悬浮系统滑模控制器.控制器将系统的状态范数引入滑模控制律,以自动调整变结构切换控制项的增益,控制信号抖振幅值能够逐步衰减,并引导系统渐近稳定到原点;利用Lyapunov稳定性理论验证了系统的稳定性,并给出了控制器参数设计的依据;仿真实验结果表明,基于变速趋近律的磁悬浮系统滑模控制策略具有良好的动、静态性能和较强的鲁棒性.     

汽车防滑刹车系统滑模变结构控制器设计

滑模变结构控制具有较好的快速性和较强的鲁棒性,非常适合高度非线性的汽车防滑刹车控制系统。针对汽车防滑刹车系统中存在的高度非线性问题,设计了一种基于改进的指数趋近律的滑模变结构控制器,在控制策略中,以最佳滑移率为目标函数,设计了滑模控制器的滑模面,克服了"边界层法"弱鲁棒性的特点,有效的减小了滑模变结构控制算法中抖动的影响,提高了控制品质。仿真结果表明,汽车防滑刹车系统能够很好的跟踪最佳滑移率,刹车效率高,控制方法合理有效。     

并联机器人轨迹跟踪离散变结构鲁棒控制器设计

本文根据并联机器人支撑杆教学模型参数摄动较大和时变的特点,设计了一种用于并联机器人轨迹跟踪的离散滑模变结构鲁棒控制器,通过引入变速趋近律,控制系统响应速度快,对参数摄动和外界干扰具有较强的鲁棒性,仿真研究结果表明,本文的控制方案能实现较高精度的快速轨迹跟踪,同时可削弱或避免通常变结构控制中不可避免的抖振。     

三轴液压仿真转台全滑模变结构控制器设计

根据三轴液压仿真转台具有框架间力矩耦合，受复杂摩擦力矩干扰及液压系统参数摄动的特点，设计了具有积分补偿的动态全滑模变结构控制器，使系统三框架始终在各自滑模上运动，实现了解耦和对外干扰及参数摄动的不变性，并利用自适应模糊机构实时调整趋近率以减小滑模的抖振。仿真表明该方法具有较高的跟踪精度和鲁棒性能。     

一类三阶非线性动态滑模变结构控制

针对动态滑模变结构控制策略,研究了一类带有参数不确定项的非线性系统的变结构控制问题.分析了在未知扰动下的三阶非线性系统的输出调节问题,证明了基于李亚普诺夫稳定性理论意义下的动态滑模变结构控制律的稳定性,该控制律能使系统快速达到滑模状态,保证了系统误差的快速收敛性及对外部扰动和参数不确定性的不敏感性,最后给出的仿真实例证实了理论分析结果的正确性.     

基于滑模变结构控制的车辆稳定性研究

直接横摆力矩控制(Direct Yaw Moment Control,DYC)能在极限工况下产生维持车辆稳定行驶所需的附加横摆力矩,从而提高车辆的主动安全性能。采用"Dugoff"轮胎模型,运用MATLAB/SIMULINK软件建立了十六自由度非线性车辆模型和二自由度参考模型,基于滑模变结构控制理论,分别设计了以横摆角速度为控制变量的DYC控制器和以质心侧偏角为控制变量的DYC控制器,并在极限工况下进行仿真。仿真结果表明:所设计的控制器能有效控制车辆的横摆角速度和质心侧偏角,提高了车辆的操纵稳定性。     

基于模糊控制理论的同步带恒张力控制系统

在工业的生产过程中,经常遇到收卷或放卷过程中的张力控制问题,由于收放卷张力系统具有非线性、时变性、复杂性,及模型的不确定性等特点,传统的开闭环控制不能达到很好的效果,而模糊控制不需要被控系统的精确的数学模型,同时可以有效且便捷的融合人的控制策略和经验,基于模糊控制理论的自适应恒张力控制系统,利用模糊系统的优点来解决控制系统的非线性、时变性,并在MatLab环境下对系统进行仿真,仿真结果表明算法具有良好的动态特性和稳定性,取得了较好的张力控制效果。     

基于反演的机器人滑模变结构控制研究

基于滑模变结构控制理论,针对地面机器人这类非线性强耦合系统,提出了一种反演滑模变结构控制方法.该方法将复杂的非线性系统分解成不超过系统阶数的子系统,然后为每一个子系统设计李雅普洛夫函数和中间虚拟控制量,一直回推到整个系统,直到完成整个控制律的设计.最后利用所提出的方法设计了平面二自由度机器人的控制系统并进行了仿真,仿真结果表明该控制方法的有效性.     

航空发动机主燃油机械液压控制系统仿真研究

该文基于航空发动机主燃油机械液压控制系统的工作特点,用AMESim软件对其进行了建模,对其控制采用了参考模型的方法来设计滑模控制律。首先设计符合主燃油控制要求的参考模型控制量,在此基础上,应用滑模变结构控制理论设计主燃油系统控制量,使得被控系统既能跟踪参考模型,又能在响应的全过程都具有鲁棒性,克服了传统滑模变结构控制中到达模态鲁棒性差的特点,且系统响应快。最后将所设计的控制系统在Simulink下同发动机进行联合仿真。结果表明该控制方法有效,系统响应快并能消除抖振。     

基于模糊PID的恒张力控制系统设计

在带材加工和卷曲过程中,对带材的张力控制关系到带材的品质和质量.本文设计了一种电液比例恒张力控制系统,以可编程控制器(PLC)作为主控器,在分析常规PID控制器的基础上,采用了模糊PID控制算法对系统控制,实现PID控制参数的在线自整定.经过实验研究,模糊PID控制系统比常规PID控制系统相应快,调整能力强,鲁棒性好,有效的改善了控制效果.     

汽车悬架系统混沌运动的自适应反演滑模控制

从存在干扰作用的不确定性汽车悬架系统出发,结合反演设计理论,提出悬架系统混沌运动的自适应滑模控制方法。该方法利用自适应律对系统所受不确定性因素进行估计,采用Lyapunov函数理论证明该控制器的渐进稳定性。仿真结果表明：即使存在悬架系统参数时变、模型不确定以及不同等级路面激励干扰情况,该控制方法也能对悬架系统混沌运动进行有效控制,使无序的振动位移和速度向稳定状态转变,且其数值大幅降低,同时悬架系统的垂直振动加速度也明显减小,车辆行驶的平顺性和安全性提高。由于控制器不依赖汽车悬架系统模型中的非线性项,且控制器中的自适应干扰估计能有效抵消不确定性因素所带来的影响,具有良好的自适应性和鲁棒性,因此研究结果可望为设计汽车可控悬架系统、提高乘坐舒适性,提供有用的控制方法参考。     

卷取系统的张力模糊控制优化研究

带钢质量的优劣很大程度上取决于张力控制效果,目前间接张力控制系统在国内许多制造企业中广泛应用,然而传统PID控制难以达到直接张力控制的效果。针对工业实际卷取间接张力系统具有强扰动、变参数、变负载、模型不确定等特点,结合武钢硅钢厂卷取张力控制系统改造工程实际情况,构造了一个间接张力闭环系统,并利用模糊控制修正张力调节器从而对系统进行优化,间接实现对带钢的恒张力控制。结果表明:该系统具有较好的跟随性能,稳态精度高,超调量明显较小,调节时间得到了明显改善。在实践过程中证明其控制效果良好。     

神经网络滑模控制在位置伺服系统的应用

针对直流无刷电机伺服系统参数摄动、非线性以及其他不确定因素等问题,提出一种神经网络滑模变结构控制方案。利用一个三层RBF神经网络和滑模变结构控制器实现了无刷电机伺服系统位置的精确控制。该方案综合径向基神经网络和滑模变结构算法的优点,对系统参数变化和外部扰动具有很强的鲁棒性,是一种较理想的智能控制策略。仿真结果表明控制器具有良好的动静态品质,工程实现简单,具有广阔的应用前景。     

基于神经网络干扰观测器的终端滑模飞行控制设计

针对具有不确定的非线性多输入多输出系统,利用径向基神经网络设计非线性干扰观测器,并基于所设计的干扰观测器提出了终端滑模控制方法,同时应用于六自由度无人机的鲁棒飞行控制器设计。仿真结果证明了该控制方案的有效性和鲁棒性。     

汽车ABS滑移率的模糊滑模控制研究

汽车防抱死系统(ABS)是汽车制动过程中的一项基本安全措施,滑移率控制是汽车防抱死控制的重要部分。汽车制动时路况时时变化,汽车滑移率的动力学模型是一个时变、非线性、不确定系统。针对这一特点,将滑模控制运动到汽车防抱死制动控制中,设计了汽车滑移率的等效滑模控制器。为了消除滑模控制切换项带来的抖振,使切换控制项在保证鲁棒性能的同时尽可能小,利用模糊规则,对切换项进行模糊化,建立基于模糊切换控制的等效滑模控制器。仿真结果表明,滑模控制方法具有很好的鲁棒性能,加入模糊规则的等效滑模方法能很好的消除抖振现象。     

基于组合滑模面的起重机升降系统位置控制

针对滑模控制系统中线性滑模面动态性能好、稳态性能较差,而积分滑模面稳态性能好、动态性能较差的特点,结合两者优势,设计了一种线性滑模面和积分滑模面平滑切换的组合滑模面,并将带内负衰减控制的趋近律用于滑模控制中,提高控制系统的动态和稳态性能的同时又削弱了抖振。将该控制策略应用到起重机升降系统中,通过仿真验证了该控制策略的有效性。     

基于无源滑模控制的Boost变换器

采用能量成形及阻尼注入的无源性控制方法,完成了Boost变换器的模型,在此基础上加入滑模控制形成双闭环控制.外环电压调节由滑模控制器实现期望的输出电流,内环电流调节由无源控制器实现开关函数的控制.仿真结果表明该控制方案具有良好的动静态性能和抗干扰性.