具有非线性关联的广义分散系统的镇定问题

利用变结构控制思想研究具有非线性关联的大型广义不确定系统的镇定问题。在一定条件下对系统设计了分散变结构控制器及安全分散变结构控制器，由于切换函数中动态补偿器的引入，使得设计简单，易于工程实现。     

一类奇异非线性变结构控制系统的跟踪问题

首次利用变结构控制方法研究了一类奇异非线性系统的模型跟踪问题，在不同情况下，通过引入动态补偿器的概念，设计了奇异模型跟踪系统的切换函数，得到了在切换面上实现跟踪的条件，然后利用趋近律方法设计了变结构控制，以保证在切换面外的运动在有限时间到达切换面，通过滑动运动实现跟踪，最后讨论了参数模型为正常系统的线性定常奇异系统的跟踪问题。     

非线性系统的反演自适应动态滑模控制

为削弱非线性系统中由滑模控制引起的抖振现象,提出自适应动态滑模控制方案.动态滑模方法是通过设计新的切换函数或将常规滑模变结构控制中的切换函数s通过微分环节构成新的切换函数,该切换函数与系统控制输入的一阶或高阶导数有关,可将不连续项转移到控制的一阶或高阶导数中去,得到在时间上本质连续的动态滑模控制律.该方案利用自适应技术和反演法,设计动态滑模控制器,有效地削弱了系统的抖振.最后仿真结果证明了该方案是正确的.     

一种新的滑动模态到达条件

给出了确定滑动模态吸引区的新方法，用此方法讨论了控制受限情况下变结构控制系统的稳定性，研究了利用非线性切换函数设计的变结构控制系统。     

多输出非线性系统神经网络变结构控制的算法及其实现

在变结构控制系统中，切换函数的实际值与理想值之差反映了模型与实际系统的差别，引入神经网络的目的是在线辨识出这种差别。方法实现了对输入多输出非线性系统轨迹踊跃的控制，且对摄动具有很强的鲁棒性，大大减小了系统在切换面上的抖动。     

SISO仿射非线性系统自适应变结构BPNN控制

为了更好地消除抖振,提高复杂非线性系统的控制效果,针对一类典型SISO仿射非线性系统,提出了一种新的变结构BP神经网络(back propagation neural network,BPNN)自适应控制策略(VSYNC);其中,对于系统未知非线性函数,将神经网络用作估计器;对控制输入加入连续函数项,其可以根据状态点和滑动切换面之间的距离自适应地调节不连续的控制变量,从而使变结构控制策略得到了显著提高;所提出的控制方法能够有效地抑制周围切换面的抖振,保证了系统地动态性能,同时还能够消除系统的稳态误差;仿真结果表明,该方法具有较高的控制精度和鲁棒性。     

近空间飞行器变增益非线性切换控制器设计

针对变后掠翼近空间飞行器大包络、多工作模态和模型不确定的特点,研究其模态切换过程中姿态的鲁棒跟踪控制问题.首先建立含扰动项的飞行器非线性切换模型,基于反步滑模方法和非线性干扰观测器设计鲁棒控制器,通过公共Lyapunov函数理论证明所设计的控制律能够保证闭环切换系统的稳定性;采用变增益切换控制策略为不同飞行模态设计合适的控制增益,用以提高系统的动态性能.仿真结果验证了所提出方法的有效性和必要性.     

控制受限情况下变结构系统的全局稳定性

本文指出了滑动模态到达条件ｓｓ〈０的局限性，用新的方法研究了控制受限情况下变结构控制的全局稳定性，给出了变结构控制实现的新条件，并由此条件考虑了用非线性切换函数提高运动快速性的问题。     

基于Lie理论对两轮不稳定小车的变结构控制

为了有效控制两轮不稳定小车,减少在控制过程中产生的抖振,首先利用一种非线性系统微分几何方法-Lie理论对两轮不稳定小车系统进行坐标和输入量的变换,实现了系统的局部反馈线性化,进而通过近似得到系统的线性模型.然后针对常规滑模变结构控制抖振较强的问题,设计了一种新的滑模控制方法,用动态滑模变结构控制.方法通过设计新的切换函数,使切换函数与系统控制输入的一阶或高阶导数有关,可将不连续项转移到控制的一阶或高阶导数中去,得到在时间上本质连续的动态滑模控制律,有效地降低了抖振.仿真和实验结果表明,采用的方法以及设计的控制器对不稳定小车的控制是有效的.     

约束非线性系统切换鲁棒预测控制

采用“分段蕴含”(PWE)方法, 用一组线性变参数模型(LPV)近似约束非线性系统, 降低模型近似的保守性. 对每个LPV模型引入参数Lyapunov函数, 得到稳定的控制律, 并施加于非线性系统. 当检测到LPV模型发生切换时, 根据可行域的离线设计方法确定适当的切换律, 使系统按照设定的规则切换, 保证切换后的初始状态可行. 在文章最后给出了基于切换策略的控制算法的可行性和稳定性. 与传统非线性预测控制相比, 基于切换策略的鲁棒预测 控制方法保守性更低, 计算量更小.     

一种新型的滑模变结构增益调度控制器设计方法

研究影响一般滑动模态变结构控制性能的因素,并给出了根据切换函数选择滑动模态系数、边界层厚度以及控制器增益系数的一般要求．针对一类含参数不确定性的非线性系统,采用新型增益调度变结构控制策略进行控制,以切换函数作为调度变量对滑动模态系数、边界层厚度以及控制器增益系数进行调度,以提高滑动模态变结构控制系统的控制性能,抑制颤振,降低控制能耗．仿真算例验证了所提出控制策略的有效性．     

基于模糊算法的舵减摇滑模控制研究

以舵减摇的线性模型为研究对象,采用滑模变结构控制设计出舵减摇控制器,并在保证减摇效果的前提下,利用模糊逻辑算法对所设计切换函数的参数进行在线调整和优化,使得调整后的切换函数更合理,由于控制量与切换函数相关,从而使得控制量的输出减小,达到降低舵机摩擦损耗的目的,仿真研究表明该方法的有效性。     

三相磁集成VRM的微分几何非线性控制研究

以三相磁集成VRM为研究对象,应用微分几何理论实现三相磁集成VRM的非线性解耦控制。在统一的开关脉冲函数下,基于微分几何理论得到三相磁集成VRM的状态反馈线性化解耦控制规律。建立三输入三输出仿射非线性模型,仿真实验表明,基于微分几何非线性控制的磁集成VRM具有良好的动态品质和稳态特性。     

基于反馈线性化的TCSC滑模控制

针对含可控串联补偿(Thyristor Controlled Series Compensation,TCSC)的电力系统非线性强及易受外部扰动的特点,应用反馈线性化方法和滑模变结构控制理论,设计了提高系统稳定性的可控串联补偿滑模控制器。通过引入反馈控制变量,基于状态反馈线性化理论实现了对非线性模型的精确线性化。采用极点配置方法设计滑模切换函数,从理论上保证发电机转子方程具有期望的极点。为了减小抖振采用指数趋近律和准滑动模态方法求取滑模控制律,使得设计的可控串联补偿非线性控制律形式简洁,鲁棒性好。为了验证该控制策略的有效性,在Matlab/Simulink环境下建立了基于反馈线性化的可控串联补偿滑模控制系统仿真模型,进行了仿真研究。仿真结果表明,与传统的控制方式相比,设计的控制器能有效地阻尼系统振荡,增强系统的暂态稳定性。     

火车制动防滑控制的滑模变结构控制方法研究

采用传统的滑模变结构控制方法设计的火车制动防滑控制系统动态性能较差且由于系统的非线性会造成系统产生高频率抖振的控制信号.为此采用改进指数趋近律法对传统的滑模变结构控制方法进行改进.首先构建车轮制动时相应的数学模型,然后对传统的防滑系统滑模变结构控制器进行设计,接着对传统的防滑系统滑模变结构控制器进行改进.分别应用Simulink对传统的车轮制动防滑系统和改进的车轮制动防滑系统进行仿真与分析研究.通过对比仿真结果发现应用改进的滑模变结构控制方法设计的高速列车制动防滑系统有更好的动态性能,并且消除了抖振现象,加快了系统响应速度.     

基于变结构理论的高超音速飞机纵向逆飞行控制

针对高超音速飞机模型的高度非线性、强耦合、参数不确定等特点，提出了基于变结构理论的动态逆控制方法．该方法将逆控制的非线性解耦能力与变结构理论的强鲁棒性能有机结合，确保了高超音速飞机飞行的纵向稳定性，改善了其控制性能．仿真研究表明该控制方法对于高超音速飞机是可行的．     

不确定关联大系统的分散变结构控制

针对不确定关联大系统,提出了一种变结构渐近稳定控制律.利用左特征向量设计了关联大系统的切换面,在理想切换面附近利用一个辅助函数,建立一个柔化带来柔化控制律.利用Lyapunov稳定性理论和对角占优性质,严格证明了所设计的不确定关联大系统的变结构控制系统的全局渐近稳定性.这种变结构控制律不仅提高了系统进入滑动模态的快速性,而且消除切换面附近的抖振.仿真算例验证了该方法的有效性.     

Nonlinear variable structure excitation and steam valving controllers for power system stability

A set of novel nonlinear variable structure excitation and steam-valving controllers are proposed in this paper. On the basis of the classical dynamic equations of a generator, excitation control and steam valving control are simultaneously considered. Design of these controllers combines the differential geometry theory with the variable structure controlling theory. The mathematical model in the form of ＂an affine nonlinear system＂ is set up for the control design of a large-scale power plant. The dynamic performance of the nonlinear variable structure controllers proposed for a single machine connected to an infinite bus power system is simulated. Simulation results show that the nonlinear variable structure excitation and steam-valving controllers give satisfactory dynamic performance and good robustness.     

Pre- and post-filtering approach to sensorless VSS speed control of a permanent magnet DC motor subject to Hammerstein and Wiener nonlinearities

In this paper, we propose a pre- and post-filtering approach to output feedback variable structure control of a permanent magnet DC servo motor under constant inertial load. The proposed control method is to regulate the motor speed by using the armature current measurement alone. Both the Hammerstein nonlinearity for the system input end and the Wiener nonlinearity for the output end are considered. With these static nonlinear functions carefully identified and their inverses fitted, the linearized model renders a simple dynamic mapping from the armature current to the sliding variable, which is designed as a dynamic function of the motor angular velocity. The pre-filter is the inverse of the Hammerstein function. The post-filter consists of two blocks in series: the inverse of the Wiener function and the concatenating dynamic filter, which is a linear relationship between the armature current and the sliding variable. The proposed method is robust against parameter variations in the electric subsystem such as the armature inductance and resistance.