一类不确定非线性系统的自适应模糊滑模控制

针对一类不确定非线性系统自适应模糊控制中,为了保证系统稳定性而附加监督控制问题,根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力,提出了一种Ⅰ型间接自适应模糊滑模控制方法。该方法取消了监督控制,用滑模控制器增加了逼近误差的自适应补偿,李雅普诺夫稳定性理论分析证明,控制系统全局稳定且跟踪误差收敛到零。将这种控制器应用到过程控制的典型对象液位控制中,仿真结果表明了该控制器的有效性和可行性。     

有输入饱和的欠驱动VTOL飞行器滑模控制

垂直起降飞行器(vertical take-off and landing,VTOL)是典型的非线性、欠驱动系统,实际工程中VTOL飞行器的执行机构通常有饱和特性,针对这种模型的特点,对原始数学模型进行了解耦坐标变换,通过可逆坐标变换化成一个最小相位系统和一个非最小相位系统,之后采用滑模设计方法设计控制器。为了解决执行机构的饱和问题,将超出饱和受限的部分回馈到控制器中,构造一个赫尔伍兹稳定的辅助线性系统,然后把它加入到滑模控制器之中,在控制器中做补偿。利用李雅普诺夫函数证明了系统的稳定性。仿真结果表明,此方法可有效地解决输入受限的VTOL飞行器的镇定和轨迹跟踪问题。     

基于模糊神经网络滑模控制器的一类非线性系统自适应控制

虽然滑模控制具有控制简单和对不确定性与扰动不灵敏等优点，但是控制信号中的颤动是其应用中需解决的主要问题。该文首先针对一类非线性系统提出了一个新型控制器-模糊神经网络滑模控制器。新控制器不仅能消除颤动，而且比一般滑模控制器具有更强的鲁棒性。然而它与一般滑模控制器相比有较大的跟踪误差。为了解决这个问题，提出了结合滑控制器和模糊神经网络滑模控制器的自适应控制方法。这种自适应控制方案可以减小跟踪误差，增强系统的鲁棒性和消除控制信号中的颤动。仿真结果说明了控制方案的有效性。     

不确定多时滞系统的滑模控制

研究了带有不匹配参量不确定性和匹配外扰的多时滞系统的鲁棒滑模控制.通过线性矩阵不等式给出了滑模面存在的一个时滞无关充分性条件,在此基础上设计变结构控制律,实现滑模控制.最后通过仿真说明该控制策略的有效性.     

基于转矩观测器的模糊滑模控制交流伺服驱动系统

本文从滑模变结构理论出发,结合智能控制,针对磁理控制的电主轴永磁同步电机伺服驱动系统设计了带负载转矩观测的模糊滑模变结构控制器。仿真结果表明该方案能使系统获得优良的动静态性能,对负载扰动具有很强的抑制能力,证明了模糊滑模变结构控制方法的合理和优越。     

欠驱动船舶航迹跟踪指令滤波滑模鲁棒控制

为实现欠驱动船舶在模型参数不确定和外界风浪流干扰情况下水平面的航迹跟踪控制,提出了一种指令滤波滑模鲁棒控制方法。利用指令滤波结合反步法建立航迹跟踪误差方程,设计船舶纵向速度和艏摇角的虚拟控制律镇定航迹跟踪误差,并进一步设计船舶艏摇角速度虚拟控制律镇定艏摇角误差;将船舶纵向速度和艏摇角速度的虚拟控制律作为新的跟踪目标,采用积分方法设计基于上下界的滑模控制器,克服了常规反步法对虚拟控制律求导复杂的问题,避免了微分运算在工程应用中难以接受的缺陷和控制输入的抖振现象以及减小稳态误差。仿真实验表明,设计的控制器对欠驱动船舶的模型参数摄动及外界干扰变化不敏感,能够同时实现水平面直线和曲线的精确跟踪。     

一类欠驱动Lagrangian系统的位置同步控制

针对多个单输入欠驱动Lagrangian系统的同步控制问题,根据所定义的同步运动系统的同步误差信号,将各轴的位置误差与位置同步误差的比例耦合项作为新的状态变量,采用递阶滑模控制方法设计了一种交叉耦合位置同步控制器。采用该控制策略,对由两部一级倒立摆实际设备构成的同步运动装置的实时控制实验结果和4部一级倒立摆同步运动系统进行了仿真。仿真结果表明,在闭环系统精确跟踪指令信号的同时保证了各子系统间协调同步运动,而且该同步控制器的同步性能优于积分耦合同步控制器的性能。     

时滞相关滑模L2-L∞控制非线性不确定系统

针对一类非线性不确定时滞系统,依据变结构控制理论,设计了时滞相关滑模控制器使系统状态到达并保持在预先设计的比例-积分型滑模面上。在此基础上设计了无记忆L2-L∞状态反馈控制器,应用线性矩阵不等式方法,给出了系统滑动模态鲁棒渐近稳定且具有L2-L∞扰动衰减水平γ的时滞相关充分条件。应用锥补线性化方法将非凸可行性求解问题转化为受线性矩阵不等式约束的序列最小化问题。结合数值实例,通过时滞相关滑模控制器使系统状态稳定在给定的滑模面,应用Matlab中的LMI（Linear Matrix Inequation）工具箱求解得到了状态反馈控制器,并应用该状态反馈控制器使系统滑动模态鲁棒渐近稳定,且具有L2-L∞扰动衰减水平γ,证实了该方案的可行性。     

一种欠驱动船舶编队滑模鲁棒控制方法

为实现模型参数不确定和外界风浪流干扰情况下的欠驱动水面船舶编队控制,提出一种跟随者仅利用领航船的位置及航向信息,而不利用领航船的速度、角速度和动力学信息的编队控制方法.根据领航船的位置及航向角信息设计虚拟船,使其轨迹与参考船在有限时间内重合;基于虚拟船策略建立领导-跟随模式下的船舶编队控制模型;将反步法与滑模变结构方法相结合,设计了一种可以有效处理模型参数摄动和外界环境干扰问题的鲁棒控制器,使得跟随船沿着虚拟船的轨迹运动,从而与领航者保持期望的队形,达到编队控制的目的.通过对由3只“Northern Clipper”实船所组成的船舶编队进行编队控制仿真实验,结果验证了所提方法的正确性和有效性.     

具有不确定参数的混沌系统的模糊保代价控制

研究了具有不确定参数混沌系统的稳定模糊保代价控制问题。采用T-S模糊模型描述混沌非线性系统，对具有范数有界，时变参数不确定性的混沌系统，得到了存在稳定模糊保代价控制器的充分条件。并推算出了相应的线性矩阵不等式(LMI)形式。     

一种不确定非线性系统的滑模变结构观测器的研究

由于工程实际中大部分工业对象均为非线性系统,滑模观测器应用研究的重点已从线性系统转至不确定非线性系统。针对一类非线性满足Lipschitz条件,而不确定部分为有界函数的不确定非线性系统,提出一种滑模变结构观测器设计方案,将基于线性系统提出的Walcott-Zak观测器用于抑制非线性对系统的影响,而滑模变结构使得观测器对系统不确定性具有鲁棒性。对所设计观测器的稳定性进行了证明,并通过仿真验证了所提方法的有效性。     

基于神经网络的一类非线性系统自适应滑模控制

针对可以分解为标称系统和不确定系统两部分的SISO非线性系统,提出了一种基于神经网络的自适应滑模控制方案。控制器由标称控制律和补偿控制律组成,标称控制律用来控制标称系统,补偿控制律是基于Lyapunov稳定性理论设计的自适应神经滑模控制律,用来控制不确定系统,而神经网络用来逼近系统的不确定性。理论分析和计算机仿真都证明,本文提出的控制策略不但能解决这类系统的轨迹跟踪控制问题,而且可以保证闭环系统的渐近稳定性。     

非匹配不确定多变量系统高阶终端滑模控制

针对一类具有非匹配不确定性的多变量系统,提出了一种递阶结构的高阶终端滑模控制方法.将多变量系统变换为解耦块能控标准型.采用非奇异终端滑模,结合微分估计器,设计高阶滑模控制策略,使输入输出子系统的状态在有限时间内收敛至平衡点,内部子系统的状态收敛至平衡点的邻域内.所提方法可以简化系统结构,消除控制抖振,通过控制器参数和非匹配扰动的上界可以估计系统状态的收敛范围.仿真结果验证了该方法的有效性.     

永磁同步电机的模糊滑模控制

为了实现高性能永磁同步电动机伺服系统快速而精确的位置跟踪控制,在滑模控制策略中引入模糊控制算法,设计了基于模糊规则的滑模控制器。通过理论分析和控制仿真,证实了模糊滑模控制很好地解决了抖振问题,对参数变化和负载扰动具有较强的鲁棒性,永磁同步电机可获得优良的位置跟踪效果。     

具有非线性输入的鲁棒自适应模糊滑模控制

针对一类具有死区非线性输入的SISO非线性系统,基于滑模控制原理,提出了一种稳定自适应模糊控制器设计方案.该方案通过使用积分型Lyapunov函数避免了反馈线性化方法中可能出现的控制器奇异性问题,运用两阶段法构造两个Lyapunov函数,确定出用于建模的有界闭区域,再证明跟踪误差收敛到零.通过理论分析,证明了闭环控制系统全局一致终结有界;仿真结果表明了该方法的有效性.     

陀螺稳定平台模糊自调整滑模解耦控制

针对陀螺稳定平台系统中轴系间耦合因素对控制性能的影响,设计了一种模糊自调整滑模解耦控制算法.根据非线性微分几何理论,建立了稳定平台输入输出解耦控制,在此基础之上加入了模型参考滑模控制.所设计的滑模控制律采用了分层结构,在边界层内引入了非线性项,同时边界层厚度由一种模糊自调整方法实时改变,从而有效降低了滑模控制在实际应用中的抖振现象,提高了系统的解耦精确度.通过在某型号电视导引头陀螺稳定平台系统中测试,表明了该解耦控制方法的有效性和可行性;同PID等常用方法相比较,该方法的控制效果明显优于其他控制方法,有效提高了稳定平台系统的鲁棒性和跟踪精确度.     

一类不确定非线性系统的自适应模糊跟踪控制

针对一类不确定非线性连续系统,用模糊系统对未知函数进行逼近的基础上,利用Lyapunov稳定性理论,提出了一种新的自适应模糊跟踪控制算法,此算法的特点是,无论取多少条模糊系统的规则,自适应学习的参数只有一个,便于实现,而且还能确保闭环系统渐近稳定,并使系统的跟踪误差为零,仿真研究表明,所提出的算法是有效的。     

坦克炮控系统自适应模糊滑模控制方法

针对坦克炮控系统这一类非线性和不确定性的复杂对象控制问题,提出一种自适应模糊滑模控制方法.采用滑模控制与模糊逻辑相结合的方法,滑模开关函数的绝对值作为输入组成一维模糊逻辑推理器,它的输出用以在线调整一维模糊控制器的输出增益,依据Lyapunov稳定定理获得最终的控制量.系统中的滑模控制器保证了系统的快速跟踪性能;而模糊控制器抑制了闭环系统的各种扰动,在不牺牲系统鲁棒性的同时达到削弱抖振的目的.从理论上证明了系统的稳定性,并且通过仿真验证了该结果.仿真结果表明,该设计方法大大优于经典设计,而且结构简单,易于设计,为炮控系统实际设计提供了一种可行的方法.     

混流式水轮机组的模糊滑模控制

针对水轮机常规PID调速器不能有效利用调节系统内部信息的缺点,在分析水轮机调节系统数学物理模型的基础上,采用基于模糊规则的滑动模态控制器,并对某一水电站的混式水轮机组调速模型进行Malab仿真。证明了模糊滑模控制方法在此种水轮机调速控制方面的可行性以及良好的鲁棒性。