主动磁悬浮轴承的Terminal滑模变结构控制

为了给主动磁悬浮轴承转子系统提供更稳定的控制,根据其动力学方程的强非线性,建立4输入4输出状态方程,并提出一种Terminal滑模变结构控制算法,从理论模型上分析了该算法的鲁棒性与收敛性,并利用Simulink进行仿真.由实验结果表明,与传统PID控制器的控制结果相比,所设计的4输入4输出磁悬浮轴承Terminal滑模变结构控制器可以在很短响应时间内有效地消除抖振现象,可达到良好的控制效果,且与传统滑模控制器相比,系统的初始状态已经在滑面上,消除了滑模控制的到达阶段,保证了系统的全局鲁棒性,对参数变化具有一定的抗干扰能力,状态跟踪误差也可以在有限时间内收敛到0.     

滑模变结构控制在时滞系统中的应用

目的研究一类线性不确定时滞系统控制器的设计问题,改善时滞系统的控制效果.方法采用滑模变结构控制策略,先用线性变换将原来的时滞系统变成一个无时滞的系统,再利用最优控制理论设计滑动平面并选择适当的滑模变结构控制规律,保证系统状态在有限的时间内到达滑动面.结果滑模变结构控制比PID控制超调量小10%,调节时间短5%,有效地抑制了系统控制器输出的抖动问题.结论滑模变结构控制方法具有更优的动态特性及鲁棒性,有效地提高了时滞系统的控制效果.     

基于自适应模糊控制的异步电动机DTC方法

针对传统的异步电动机直接转矩控制策略在低速阶段转矩脉动大的缺点,利用自适应模糊PID控制器代替传统的PID转速控制器,采用滑模变结构控制方法,设计了负载转矩观测器对电机转速进行前馈补偿,同时建立仿真模型,并将该模型与传统的异步电动机直接转矩控制进行比较。为验证带负载转矩观测器的自适应模糊DTC控制的可行性,采用Matlab/Simulink进行仿真实验。仿真结果表明,采用自适应模糊及滑模控制相结合的异步电动机调速系统,其在低速阶段对外部负载扰动具有较强的抗干扰性,且鲁棒性强、转矩脉动小,具有良好的动态响应和稳态性能。该研究在异步电动机调速系统上有很好的控制效果和应用前景。     

变结构神经网络控制在SRD中的应用

目的为了减小开关磁阻电机驱动系统参数变化对系统性能产生的影响,解决变结构控制的不连续控制特性问题.方法在常规变结构控制的基础上,引入神经网络控制技术,将普通滑模变结构与神经网络相结合,通过变结构神经网络控制策略进行控制器设计.结果经过对新的滑模变结构控制与传统的PID控制和普通变结构控制性能的对比分析表明,新的滑模变结构控制较好地克服了负载扰动及参数变化对系统转速的影响.结论新的控制方法快速性好、鲁棒性强,减少了开关磁阻电机驱动控制系统的输出抖动.     

电子节气门滑模变结构控制方法研究

针对当前电子节气门因复位弹簧而引起的非线性特性问题,结合电子节气门的结构,分析了其变结构非线性特征,采用基于滑模控制的非线性控制方法,给出了该方法的里雅普诺夫稳定性证明。对电子节气门的经典PID（Proportional Integral Derivative）控制、变速PID和滑模控制进行了实验比较。在以16位80C196KC单片机为核心控制器的控制板上试验表明,变速PID在节气门开度从小到大的阶跃变化时,无超调量,在从大到小的阶跃变化时,超调量为4．8％,而滑模控制在节气门开度从小到大阶跃时,无超调量,从大到小变化时,超调量为1％。滑模控制法对电子节气门的非线性具有较好的控制效果。     

开关磁阻电机直驱电液位置伺服系统模糊滑模控制仿真

针对开关磁阻电机(switched reluctance motor,简称SRM)直驱式电液位置伺服系统中存在严重饱和与死区非线性、时变性与时滞性等特点;采用传统PID控制器存在参数整定困难、适应能力差的问题.结合模糊控制和滑模变结构控制的特点,建立了一种模糊滑模变结构控制算法,通过模糊推理来输出控制量的变化量,从而有...     

无刷直流电机滑模变结构控制策略研究

为了克服无刷直流电机控制系统中传统的PID控制策略所暴露出的鲁棒性差等缺点,提出了具有快速响应能力和强鲁棒性的滑模变结构控制策略。分析了无刷直流电机的数学模型,将滑模变结构原理应用于无刷直流电机控制系统的速度环节,设计出滑模变结构控制策略,并与传统的PID控制策略进行对比分析,前者在控制性能上展现出极大的优势。仿真试验表明,该滑模变结构控制策略具有较快的响应速度、较强的抗负载扰动能力等优势,提高了无刷直流电机的鲁棒性,从而验证了滑模变结构控制策略的有效性。     

基于粒子群优化的板球系统双闭环滑模控制

板球系统是高阶、开环不稳定的非线性系统,本文基于板球系统简化模型,结合Lyapunov稳定性原理,在双闭环控制方案的基础上,设计滑模变结构位置控制器,并使用粒子群算法对滑模界面参数和滑模趋近律参数进行优化,提高了控制精度,减消了滑模抖振。仿真实验表明,与传统双闭环PID控制相比,滑模变结构控制算法响应速度更快,达到稳定状态时间更短,具有更好的跟踪与鲁棒性能。     

滑模变结构控制在磁悬浮转子系统中的应用

针对主动磁悬浮转子系统的本质不稳定性、非线性和参数不确定性,根据滑模到达条件,为磁悬浮转子系统设计了滑模变结构控制器.基于某磁悬浮转子系统,仿真分析了采用PID控制和滑模变结构控制下系统的阶跃激励信号响应,结果表明,采用滑模变结构控制时系统具有良好的动态性能、较强的鲁棒性和抑制转子振动的能力.     

AGV建模和自适应模糊滑模跟踪控制研究

介绍了自动导引小车AGV的跟踪控制技术的研究现状;建立了AGV跟踪误差系统运动学和动力学的混合模型;针对AGV的初始位存在误差或给定轨迹不连续时,传统PID轨迹跟踪控制器会使其初始速度产生一个较大跳变的问题,将滑模变结构控制技术与自适应模糊控制技术相结合,提出了一种基于模糊滑模的AGV自适应模糊路径跟随和轨迹跟踪控制器。仿真和实验结果表明,给出的自适应模糊滑模控制器不仅有较好的轨迹跟踪控制效果,而且具有较强的鲁棒性。     

分数阶滑模控制算法在四容水箱中的应用及仿真

针对四容水箱系统存在模型不确定性、动态性能缓慢、耦合严重等问题,设计分数阶滑模控制算法对水箱液位进行控制。对传统整数阶滑模面和趋近率加以改进,得到控制效果更为灵活的分数阶滑模面和趋近率。使用李雅普诺夫理论对分数阶型滑模控制器的渐进稳定条件、适用范围、特性进行理论分析,提出算法的设计方法。通过与分数阶PID控制器比较,仿真实验表明分数阶滑模控制器对给定液位的期望值具有良好的动态性能,有效的减少控制过程中的超调,对系统参数摄动具有良好的鲁棒性。     

一种新型可变增益高阶滑模跟踪微分器

针对传统高阶滑模跟踪微分器产生的超调较大和噪声抑制能力较差的问题,提出一种新型可变增益高阶滑模跟踪微分器.该微分器通过改进传统高阶滑模跟踪微分器的结构,以此减少响应阶段的超调;通过引入Sigmoid变增益函数使增益能够根据跟踪误差的大小进行自动改变,以此平衡响应速度与滤波效果.数值仿真结果表明,该新型可变增益高阶滑模跟踪微分器所产生的超调不仅小于传统高阶滑模跟踪微分器所产生的超调,而且其滤波效果在不降低响应速度的前提下也显著优于传统高阶滑模跟踪微分器.因此,该新型微分器在提高含噪声信号高阶导数的估计精度方面具有良好的应用前景.     

应用滑动模态和时间尺度分离的航天器姿态控制

研究了基于时间尺度分离和滑动模态的航天器姿态控制问题.利用时间尺度分离的方法将航天器状态分成对应于姿态角的慢子系统和对应于姿态角速度的快子系统,从而构成内外两个控制回路,外回路跟踪给定的姿态角,内回路跟踪设计的姿态角速度.针对每个子系统分别设计PI型的滑动平面,在Lyapunov稳定性分析的基础上,推导出两个回路的变结构控制律.仿真结果证明了所提控制方法能够克服大幅值、高频率的外部干扰,比传统控制方法具有更高的精度和鲁棒性.     

应用滑动模态和时间尺度分离的航天器姿态控制

研究了基于时间尺度分离和滑动模态的航天器姿态控制问题．利用时间尺度分离的方法将航天器状态分成对应于姿态角的慢子系统和对应于姿态角速度的快子系统，从而构成内外两个控制回路，外回路跟踪给定的姿态角，内回路跟踪设计的姿态角速度．针对每个子系统分别设计PI型的滑动平面，在Lyapunov稳定性分析的基础上，推导出两个回路的变结构控制律．仿真结果证明了所提控制方法能够克服大幅值、高频率的外部干扰，比传统控制方法具有更高的精度和鲁棒性．     

永磁同步电机无位置传感器控制策略研究

针对电子水泵用永磁同步电机无传感器控制系统中调速存在超调、抖振和响应慢的问题,采用一种混合滑模变结构的速度环和龙伯格观测器的PMSM无传感器控制算法.在转速环环节设计基于新型趋近律的滑模速度控制器,在传统指数趋近律的基础上,在等速项中加入运动点的运动误差,采取双曲正切函数替代比较切换函数,改善趋近滑模面运动过程中的收敛...     

模糊PID算法在定型机温控系统上的应用

针对传统PID算法在定型机热定型过程中易产生较大超调的问题.文中采用在传统PID控制基础上引入模糊控制理论,设计一个模糊PID温度控制器,重点介绍模糊PID算法设计过程.仿真与测试结果表明:模糊PID控制器调节时间短,超调量小于2℃,控制精度在±1℃范围内.     

基于混沌演化的蒸汽动力装置负荷控制优化

为提高蒸汽动力装置负荷控制系统适应机组负荷变化的能力,将混沌理论和演化算法相结合,基于系统辨识提出一种PID控制参数的在线优化方法.该方法利用演化算法的全局最优性和混沌的遍历性实现对控制器参数的在线整定,避免了传统PID控制算法受控制对象影响较大,只有在各参数整定良好的前提下才能得到满意控制效果的缺点.仿真试验证明:采用混沌演化优化后的控制系统在保留传统PID控制结构简单、易于实现、可消除静差等优点的同时,还具有超调小、响应迅速、抗干扰能力强等特点,适用于工况频繁变化场合下的自适应控制.