多关节机器人的非奇异终端模糊滑模控制

针对多关节机械臂轨迹跟踪控制,提出了一种非奇异终端模糊滑模控制方法.采用模糊控制调节滑模控制的切换增益,改善了非奇异终端滑模控制的局限性,利用积分的方法自动对系统的建模误差和干扰的上界进行评估,实现了对建模误差和干扰的自动跟踪,削弱了抖振.文中利用李亚普诺夫定理证明了系统的稳定性,仿真结果证明了其有效性.     

基于遗传算法的柔性机械手高阶终端滑模控制

针对双臂柔性机械手控制系统,提出了一种基于遗传算法的高阶终端滑模控制方法,以解决其非最小相位控制问题,实现末端位移控制。基于输出重定义方法,通过输入输出线性化,将系统分解为输入输出子系统和内部子系统,在此基础上,结合高阶滑模和终端滑模的控制思想设计输入输出子系统控制器,利用遗传算法优化内部子系统参数,以保证两个子系统稳定,同时削弱抖振对柔性模态的影响,提高末端位移控制精度。仿真结果证明了所提方法的有效性。     

机械臂非奇异快速终端滑模模糊控制

针对存在建模误差和外部干扰等大量不确定信息的机械臂轨迹追踪控制问题,提出带有自适应模糊系统的终端滑模控制方法. 该方法采用非奇异快速终端滑模面,使状态变量在滑动阶段具有全局快速收敛性;选取带有变系数的改进型双幂次趋近律,提高状态变量在趋近运动阶段的收敛速度,削弱控制器输出抖振;利用自适应多输入多输出（MIMO）模糊系统对系统模型以及外部干扰进行逼近,摆脱对具体模型信息的依赖,提高轨迹追踪精度和抗干扰能力. 通过构建Lyapunov函数证明系统的闭环稳定性和有限时间收敛性. 以Denso VP6242G串联机械臂为被控对象进行对比仿真和实验,结果表明所设计的控制器能有效提高轨迹追踪精度和抗扰动能力,并缓解控制器输出中的抖振现象.     

水下运载器非奇异快速终端滑模控制

针对传统基于线性滑模面的滑模控制方法收敛速度慢、易于颤振的难题,提出一种新型多变量非奇异快速终端滑模控制方法. 利用Lyapunov稳定性理论对该方法进行理论分析,结果表明：系统位置跟踪误差和速度跟踪误差将在有限时间内收敛到小球域内, 并且小于相同参数条件下传统基于线性滑模面的滑模控制方法. 以正在开发的北极星号遥控水下运载器的四自由度控制为研究对象, 将该方法和基于指数趋近律的传统滑模控制方法进行仿真对比, 结果表明：当存在较强未知外干扰和较大参数不确定性以及测量噪声时, 该方法相对传统滑模控制方法可以获得更快的动态响应速度、更高的稳态控制精度和更平滑的控制输入．     

基于遗传算法的滑模目标跟踪控制

本文介绍了遗传算法,并设计推出一种滑模目标跟踪控制器,并利用遗传算法对滑模目标跟踪控制器进行了优化,计算机仿真证明取得了良好效果。     

低抖振非奇异终端滑模控制

为了解决常规滑模控制中产生的抖振,同时利用终端滑模控制中快速收敛的优良特性,针对一类二阶仿射非线性系统,将非奇异终端滑动流形和终端到达律同时应用到滑模控制设计中,得到低抖振非奇异终端滑模控制,并证明其具有较强的鲁棒性.     

基于滑模速度控制的PMSM矢量控制策略

针对永磁同步电机采用传统滑模控制算法时存在滑模抖振、超调较大、抗扰动能力差等问题,提出一种新型混合趋近率的滑模变结构控制策略。在传统指数趋近率的等速项中引入以转速误差作为关联变量的对数函数,降低空载启动的超调现象,加快趋近速度;采用更加平滑的双曲正切函数取代符号函数,有效抑制系统抖振,并利用Lyapunov函数验证了新型趋近率的稳定性,新型滑模控制策略显著提高了系统的鲁棒性和稳定性。     

基于永磁同步电机模型的滑模矢量控制策略研究

针对传统矢量控制方式永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)存在的低速时启动电流及转速超调量过大等问题,本文利用指数趋近率,设计了一种基于滑模变结构的矢量控制策略。首先利用矢量控制(field oriented control,FOC)方式进行分析,结合选取的矢量控制方式进行滑模趋近率的选取,并采用Matlab/Simulink软件对永磁同步电机及所提出的控制策略进行建模,对所设计的永磁同步电机控制系统进行仿真分析。仿真结果表明,在所设计的滑模矢量控制模式下,加速过程中,系统会出现小幅度的超调,但能在0.05s内使电机达到指定转速;负载转矩抗干扰能力较强,稳态性能良好;电流控制效果良好,且在允许范围内逐步减弱至平衡态。本文设计的滑模控制具有良好的转速控制性能。该研究为后期实物验证提供了理论支持。     

基于扰动补偿和非奇异终端滑模器的永磁同步电机矢量控制

针对永磁同步电机滑模控制中系统的全局渐进稳定性,设计了基于非线性滑模面的非奇异终端滑模速度环控制器,保证了系统有限时间的收敛,同时避免了系统的奇异问题,减小了系统的抖振,提高了系统的稳态精度。为了提高系统的抗干扰能力和控制精度,设计了扰动观测器,并将观测扰动值反馈到速度控制器中。针对位置传感器安全性、可靠性等问题,设计了滑模位置观测器,实现了位置信号的实时快速精确跟踪。仿真结果表明,提出的控制策略能够有效地提高系统的控制精度与响应速度,增强了系统的抗干扰能力。     

基于滑模控制的主动队列管理算法

针对TCP模型的非线性本质以及网络中存在的不确定性因素如TCP连接数、回路时延、链路带宽,提出了基于滑模控制(SMC)的主动队列管理(AQM)算法,该算法对不确定性具有很强的鲁棒性,而对滑模控制中普遍存在的抖振现象,采用了指数趋近律方法,并对状态轨线接近切换面时的控制信号进行柔化以削弱由于控制切换而引起的抖动.所提出的基于SMC的AQM算法可以使队列快速收敛到期望队列长度及保证输入受限TCP非线性闭环系统渐近稳定.仿真结果表明该算法有效.     

基于改进型指数趋近率的永磁电机滑模控制研究

永磁电机(PMSM)是典型的非线性、多变量的耦合系统,其对外部干扰及内部定子电感等参数的变化十分敏感。其中,电机定子电感参数的变化情况可通过有限元分析获得。为提高PMSM驱动性能,在控制系统中引入了滑模控制策略,并在分析原趋近率的基础上,提出了一种改进型指数趋近率,对其进行了仿真分析。结果表明:由改进型指数趋近率搭建的速度控制器提升了系统动态响应性能,增强了PMSM驱动系统鲁棒性。     

攻击时间和攻击角度控制的非奇异终端滑模制导律

为提高导弹的突防能力并增强毁伤效果,对导弹攻击时间和攻击角度控制问题进行了研究,以导弹和目标相对运动模型为基础,提出了一种非奇异滑模导引律.利用成型理论设计了以时间多项式描述的、同时满足攻击时间和攻击角度约束的导弹视线角表达式.采用优化方法确定表达式系数.由于非奇异终端滑模理论具有使滑模面能够在有限时间内快速收敛的特点...     

基于快速非奇异终端滑模的机械臂轨迹跟踪方法

为使机械臂按预定轨迹运行,设计了一种基于快速非奇异终端滑模的新型现代控制方法。该方法结合了传统的快速终端滑模和非奇异终端滑模,具有快速性、非奇异性、有限时间收敛性和强鲁棒性,并可有效抑制滑模控制器固有的抖振现象。首先,将机械臂简化为二自由度刚性连杆系统并建立数学模型;其次,设计鲁棒控制器;然后,构造李雅普诺夫函数验证其稳定性;最后,详细的对比仿真表明了本文方法的有效性。     

基于趋近律的机械臂滑模控制方法研究

为了满足机械臂系统高性能的控制要求,对高为炳提出的指数趋近律进行分析,并研究了机械臂的运动学特性,在此基础上对指数趋近律进行优化设计,改进了指数趋近律,并证明了其存在性。根据改进的趋近律,以机械臂为控制对象,设计了滑模控制策略,并用Matlab进行仿真。仿真结果表明,该方法不仅能满足系统的快速跟踪性,而且能有效抑制滑模变结构控制中存在的抖振问题。     

BTT导弹滚转通道的非奇异终端滑模控制

针对二阶不确定系统,提出了一种基于非奇异终端滑模的模型参考变结构控制方案,并将其应用于BTT（Bank-To-Turn）导弹滚转通道自动驾驶仪的设计。对BTT导弹滚转通道模型进行仿真研究,结果表明：应用该方案设计的BTT导弹滚转通道能够保证弹体对参考模型稳定可靠地跟踪,气动参数大范围内变化时,控制系统仍具有良好的跟踪性能和动态品质,并显示出很强的鲁棒性与适应性;当系统存在气动参数摄动和外界干扰时,非奇异终端滑模控制仍具有很高的跟踪精度。该方案能克服普通终端滑模控制的奇异问题,同时确保系统跟踪误差在有限时间内收敛至平衡点,有效改善了变结构系统的控制精度。     

基于模态空间的建筑结构滑模控制研究

为了减少建筑结构滑模控制系统的在线计算量,保证其控制效果.基于模态空间的相关理论,采用仅控制少量模态的滑模控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究.给出了确定切换面的方法,并基于指数趋近律设计了相应的控制律.以一个多层剪切型建筑结构模型为例来验证控制方法的有效性,算例数值分析结果表明,所提出的滑模控制方法,控制效果明显,能有效地减小结构的地震峰值响应,且有效地降低了控制系统的在线计算量.     

基于改进趋近率的滑模控制方法及应用

从抖振问题入手,提出了一种改进的趋近率方法,即在双幂次趋近率方法的基础上增加指数项,并给出了控制系统到达滑模面时间的具体计算。该方法克服了单幂次趋近率趋近滑模面时间长、抖振大的缺陷．保证了控制系统的动态品质。将其运用到一个二阶系统中,并与单幂次趋近率方法作比较,仿真验证了该方法的有效性。     

基于滑模控制的能馈型交流电子负载的研究

为了提高直流能馈型交流电子负载系统中输入电流控制的跟踪性能和抗干扰性能,提出一种基于新型的变指数趋近律的滑模控制器设计方法。采用比例积分滑模面减小输入电流跟踪过程中的稳态误差。通过新型的变指数趋近律实现快速跟随输入电流指令。用双曲正切函数替代开关函数来减小抖振现象。同基于一般指数趋近律控制器的对比仿真表明,所提出控制器使输入电流控制不仅获得了较快的跟踪性能和较好的抗干扰性能,而且进一步减小抖振现象。     

弹药传输机械臂固定时间终端滑模控制

为提高坦克弹药传输机械臂在路面激励等外界扰动下位置控制的鲁棒性,设计一种固定时间终端滑模控制器(fixed-time terminal sliding mode controller, FTSMC).推导含垂直基础振动的弹药传输机械臂动力学方程,将系统的基础振动处理成干扰项.采用新型固定时间收敛干扰观测器对系统不确定项进行补偿,改善了控制器的鲁棒性.结合固定时间收敛双幂次趋近律和固定时间终端滑模面设计固定时间终端滑模控制器.用Lyapunov理论证明了系统固定时间收敛特性. 3种工况下的对比实验表明,设计的复合控制器对不确定性干扰具有强鲁棒性,能够对外界扰动下的弹药传输机械臂进行准确定位控制.