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。     

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.     

一种改进的变结构控制律

本文在研究变结构控制中常用到的非线笥控制律的基础上，提出了一种变结构控制律，并将它用于文献〔７〕潜艇深度控制系统的仿真研究中。结果表明，使用该控制律使控制系统的调节时间缩短，并且在滑动模态上的抖动明显减小。     

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.     

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。     

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.     

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。     

基于滑模变结构的穿梭车牵引控制器设计与仿真

设计提出了一种基于滑模控制的新型穿梭车牵引系统控制器模型.外环采用PI控制器实现速度调节,内环采用滑模控制器实现转矩调节,状态观测器对负载转矩进行间接测量用以实现转矩补偿.滑模控制器的设计采用了指数趋近律和线性切换函数,在加速了趋近运动的同时简化了控制算法.仿真实验表明,引入了带有负载转矩补偿功能的滑模转矩控制器使系统抵抗大范围负载扰动的能力有了显著提升.     

基于PLC的动力滑台控制系统设计

PLC是一种新型的工业自动控制装置.基于其极高的可靠性和使用灵活性,PLC控制系统正在大量地替代传统继电-接触控制系统.本文介绍了在组合机床动力滑台中用PLC代替传统继电器的控制系统设计,并给出了相应的电气控制原理图和PLC梯形图程序.     

基于滑模控制的空间机器人软硬性抓取

采用滑模控制对空间机器人捕获漂浮目标的软硬性抓取进行研究。空间机器人捕获漂浮目标时,由于机械臂与基体的动力学耦合、抓取时的碰撞激振等非线性特性使得抓取控制变得复杂而重要。建立空间机器人及漂浮目标的动力学模型,而后引入末端装置抓取目标时的碰撞模型,并引入动态抓取域用于机械臂抓取目标时的控制,随后应用滑模控制及基体姿态控制,以减小抓取碰撞冲击对系统的冲击干扰。滑模面参数表征了机械臂保持及跟踪状态的抗冲击能力,可通过其灵活改变机械臂刚性以获取不同抓取性态,包括接触式硬抓取及碰撞式软抓取。仿真表明,空间机器人捕获漂浮目标过程中,硬抓取能保持机械臂刚性,且关节变化小,末端抓取为持续接触;而软抓取时,机械臂受冲击而随动耗能,关节变化大,但对目标位置及基体姿态的冲击小,均约为硬抓取的50%。抓取性态的研究对空间机器人的捕获操作有着重要的理论及工程价值。