基于NDO的HXD_3机车轮对齿隙自适应补偿

为研究HXD3型电力机车轮对齿隙受线路激扰和车行冲击影响时的位置控制精度,考虑实际工况中齿隙传动的非线性以及外界干扰的周期性,建立了齿隙传动伺服系统的数学模型;针对具有齿隙输入和未知时变参数的非线性系统,结合齿轮传动控制方向未知的实际工况,引入Nussbaum类型函数;为改善系统抖振,同时减小外干扰和不确定性对系统的影响,添加了非线性干扰观测器;基于积分滑模控制器收敛快速、鲁棒性强的优点,设计了具有衰减因子的积分滑模自适应控制器。理论分析表明,齿隙伺服系统闭环输出有界,滑模面与跟踪误差一致有界并收敛于0。仿真结果表明,积分滑模面抖振较小,收敛迅速;Nussbaum函数有界并收敛;NDO能够对非线性干扰进行近似无偏估计。齿隙伺服系统可实现在线路上存在周期性冲击时及参数存在摄动的工况下对位置指令输入的近似无偏跟踪,并对控制方向不同的指令输入具有较为理想的输出响应。     

具有齿隙输入的电力机车轮对自适应滑模控制

为研究电力机车轮对受行车线路载荷冲击影响时的位置控制精度,考虑实际工况中齿隙传动的非线性以及外界干扰,建立了齿隙传动伺服系统的数学模型;针对具有齿隙输入和未知时变参数的非线性系统,结合齿轮传动方向间歇切换的实际工况,引入Nussbaum类型函数;基于滑模控制器收敛快速、鲁棒性强的优点,设计了自适应积分滑模控制器。理论分析和仿真结果表明,齿隙伺服系统闭环输出有界,滑模面抖振较小且收敛迅速,滑模面与跟踪误差一致有界并收敛于0。具有齿隙输入的伺服系统可实现在线路上存在载荷冲击及参数存在摄动的工况下对位置指令输入的近似无偏跟踪。     

机械伺服系统的自适应反演模糊滑模控制

针对参数不确定性机械伺服系统位置跟踪控制问题,提出了一种自适应反演模糊滑模控制策略。为了补偿参数不确定性影响,提出了基于反演法的滑模控制策略。为简化控制器设计,提出了自适应算法对不确定性进行有效估计,采用模糊逻辑,消除了切换控制项,有效地消弱了抖振现象。根据李雅普诺夫稳定性理论,获得了自适应率,保证了系统的稳定性。仿真结果表明,提出的控制策略不仅具有较高的跟踪精度,而且能有效地减小抖振。     

基于模糊滑模控制的数控机床位置伺服系统北大核心

针对数控机床位置伺服系统这样一个多变量、强耦合且参数不确定的非线性系统,为了提高位置伺服系统的响应特性,在研究普通滑模控制的基础上给出自适应模糊滑模切换控制策略,给出了自适应模糊滑模切换控制算法,设计了基于自适应律的模糊滑模控制器,采用Lyapunov分析证明了基于该控制器的位置伺服系统的稳定性。搭建了基于AD5435的半实物仿真实验平台,分别将PID控制、普通滑模控制以及切换模糊化自适应滑模控制进行半实物仿真验证。实验结果表明该控制算法不但可以提高位置伺服系统的动态和静态特性,而且具有较强的抗干扰性。     

基于模糊滑模控制的数控机床位置伺服系统

针对数控机床位置伺服系统这样一个多变量、强耦合且参数不确定的非线性系统,为了提高位置伺服系统的响应特性,在研究普通滑模控制的基础上给出自适应模糊滑模切换控制策略,给出了自适应模糊滑模切换控制算法,设计了基于自适应律的模糊滑模控制器,采用Lyapunov分析证明了基于该控制器的位置伺服系统的稳定性。搭建了基于AD5435的半实物仿真实验平台,分别将PID控制、普通滑模控制以及切换模糊化自适应滑模控制进行半实物仿真验证。实验结果表明该控制算法不但可以提高位置伺服系统的动态和静态特性,而且具有较强的抗干扰性。     

基于自适应模糊的旋转弹反演滑模控制律设计

针对旋转弹药模型具有非线性、强耦合和参数不确定性等特点,建立了考虑不确定因素的非线性控制模型,提出一种基于自适应反演和滑模控制理论的旋转弹体姿态控制律。基于Lyapunov稳定性理论,利用反演控制和滑模变结构理论取虚拟控制量作为滑动模态,设计了姿态控制器;基于模糊控制方法较强的逼近能力,引入自适应模糊控制实现对不确定参数的估计,同时通过对切换增益的模糊逼近解决了滑模面的抖振问题。仿真结果表明,所设计的控制律具有较好的稳定性和鲁棒性,该控制模型和控制器的设计合理可行。     

模拟转台伺服系统的自适应模糊滑模控制研究

利用Stribeck摩擦模型,将自适应控制与模糊滑模控制相结合,提出了自适应模糊滑模控制模型,对模拟转台伺服系统进行了控制。仿真结果表明,自适应模糊滑模控制器能有效抑制摩擦力矩的影响,实现高精度的位置跟踪,鲁棒性好,值得在其他非线性系统中推广使用。     

弹仓的模糊自适应滑模控制

针对系统模型参数未知且负载大范围变化的链式弹仓的位置控制问题,提出了一种FASMC算法。根据模糊系统的万能逼近理论,针对弹仓系统输入设计模糊集、构造模糊系统,最后以模糊系统的输出来逼近弹仓系统的未知理想控制律。该算法不以系统模型为基础设计了理想的滑模控制律,所以具有较好的鲁棒性。在逼近过程中,为进一步的改善控制效果提高系统鲁棒性,针对模糊系统可调参数构造合适的自适应控制律,实现参数的在线自适应调整;最后引入自适应滑模切换控制律补偿模糊系统的逼近误差,保证了滑模条件。在空载、半载和满载三种情况下的仿真结果表明,提出的模糊自适应滑模控制算法不仅能够有效逼近弹仓系统模型的理想控制律且具有较好的控制精度。     

混合输入机构的模糊自适应变结构控制

针对混合输入机构中常速电机可不可控的特点,提出了基于常速电机位置跟踪的控制策略来对伺服电机进行控制,对常速电机的速度波动进行补偿,并给出了控制框图。因为系统的精确动力学模型难以获得,故考虑系统参数的不确定、外部扰动和非线性摩擦,设计了模糊自适应滑模变结构控制器以实现混合输入机构的轨迹跟踪。应用模糊自适应推理逼近系统的不确定之和,从而得到连续的控制增益,消除了变结构控制的抖振。     

车辆主动悬架自适应模糊滑模控制研究

针对主动悬架系统具有的非线性和不确定性,结合滑模控制的鲁棒性和模糊控制的优势,建立自适应模糊滑模控制策略。确定滑模切换面参数,应用切换控制方法和函数逼近技术改善滑模运动的动态品质,并利用模糊语言达到控制悬架振动的效果。以车辆1/4主动悬架动力学模型为对象进行仿真,结果显示,与传统的模糊控制相比,自适应模糊滑模控制能有效地改善路面变化对悬架的影响。