模糊PI控制在磁耦合谐振无线电能传输系统中的应用

为了提高磁耦合谐振无线电能传输系统的传输效率,综合考虑线圈的谐振频率和耦合系数,应用电路理论分析谐振状态对系统传输效率和传输功率的影响,进而提出了模糊PI自适应跟踪算法。通过跟踪检测逆变电路电流和电压信号,输入到模糊PI控制器对逆变电路的驱动频率进行调节,保证逆变电路电流电压同相位。仿真实验结果表明:基于模糊PI跟踪算法的无线电能传输系统能够对参数变化进行快速跟踪和调节,使系统工作在谐振状态,该跟踪算法相比传统的PI跟踪算法有更好的动静态性能。     

永磁同步电机无传感器矢量控制系统的分数阶滑模观测器设计

针对飞轮储能系统充电控制过程中传统滑模观测器(sliding-mode observer, SMO)存在抖振及角度偏差的问题,提出了一种改进的分数阶SMO。首先,将分数阶微分算子引入滑模切换面,并采用分数阶的指数趋近律,建立分数阶SMO;然后,用光滑连续的双曲正切函数代替符号函数,从而减弱高频抖振;最后,通过Lyapunov稳定性理论证明了分数阶SMO的稳定性。仿真结果表明,提出的分数阶SMO可明显减小系统抖动,有效提高转子位置及转速估计的准确性,并且对负载波动有较强的鲁棒性。     

多Euler-Lagrange系统有限时间跟踪控制

为解决多Euler-Lagrange系统有限时间的跟踪控制问题,提出了一种基于非奇异终端滑模的有限时间跟踪控制方法。通过建立多Euler-Lagrange系统动力学跟踪误差模型,将引入连续超螺旋高阶控制项,与所提出的非奇异终端滑模面相结合,设计了一个基于超螺旋的非奇异终端滑模控制方法,使多Euler-Lagrange系统能够消除抖振现象,同时在有限时间内实现对期望目标的跟踪。通过选取合适的Lyapunov函数和相应的仿真证明了所设计控制方法的有效性。     

带双模态控制器的异步电机矢量控制

针对比例积分控制抗干扰性差和模糊滑模变结构控制存在模态抖动的问题,采用双模态控制器对异步电机矢量控制系统的转速进行控制,设计了模糊滑模变结构控制器。将模糊滑模变结构控制器与比例积分控制器相结合,得到双模态控制器并给出其阈值选取原则。仿真结果表明:该方法不仅提高了系统的抗负载干扰性,而且基本消除了模态抖动,验证了双模态控制在异步电机矢量控制系统中的可行性。     

基于分数阶非线性时滞系统的迭代学习控制收敛性分析

在研究迭代学习控制问题基础之上,来讨论分数阶非线性时滞系统。首先,根据分数阶微积分的基本性质和一些基本的定义并借助推广的Gronwall不等式,对系统状态变量的范数上界估计。然后,在λ-范数的作用下,获得在迭代学习控制作用下,系统跟踪误差收敛的充分条件。最后,给出了一个实例验证结论的有效性。     

基于滑模变结构控制的有源电力滤波系统研究

针对三相三线制并联有源电力滤波系统中存在时延、负载突变等不确定因素,建立改进的有源电力滤波器离散数学模型,提出直流侧电压控制方案。设计滑模变结构控制器,采用自适应速度函数,提高系统收敛到滑模面上的速度。提出高精度滑模观测器,提高系统的控制精度并减小系统的抖振幅度。分析了控制系统的稳定性,证明了所设计的趋近函数和滑模观测器的收敛性。仿真结果表明,所提出的控制方法有较好的效果,可以提高系统的控制精度。     

未知大负载机械臂自适应变结构控制

本文提出了一种自适应变结构控制方法。采用自适应控制器估计动力学参数偏差,保持机械臂末端速度跟踪的精度,滑模变结构控制实现机械臂末端位置跟踪。通过Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性并进行了计算机仿真。仿真结果表明,该方法参数辨识收敛,在位置与速度上均有较高的跟踪精度。     

分数布朗运动驱动的广义模糊系统的滑模控制

研究了分数布朗运动驱动下时滞广义T-S模糊系统的滑模控制。首先将T-S模糊系统模糊混合后得到了模糊模型,针对此模型构造了滑模面函数和设计滑模控制器。目前处理分数布朗运动的Lyapunov泛函多采用指数型,该类型Lyapunov泛函有一定的保守性,因此构造了一类新型Lyapunov泛函,然后通过线性矩阵不等式以及Gronwall不等式分析了滑动模态的有限时间随机有界问题,给出了有限时间随机有界的充分条件。为了保证模糊系统能在有限时间内到达滑模面讨论了滑模的有限时间可达性。最后通过数值算例验证了以上结论的有效性。     

高温高速热气流试验系统空气流量模糊滑模预测控制

针对高温高速热气流试验系统空气流量的精确控制问题,介绍了空气供给系统的工作原理,建立了空气供给系统的数学模型,分析了空气供给系统的特性。针对空气供给系统存在非线性、时间滞后等难以精确控制的特性,结合模糊滑模控制和Smith预估器,提出了一种新型的模糊滑模预测控制算法。在此基础上,对提出的控制算法进行了仿真研究。结果表明:所提模糊滑模预测控制算法具有较好的控制性能,不仅能够实现对阶跃信号、斜坡信号、方波信号和正弦信号的高性能跟踪,而且能够克服纯时间滞后、参数时变和外部干扰对系统的影响。     

基于滑模理论的旋翼无人机容错飞行系统研究

本文针对四旋翼无人机执行器发生故障的问题,进行了容错飞行控制系统的研究。首先建立四旋翼无人机带故障时的非线性模型,在应用积分滑模理论设计位置回路、姿态回路控制律时,通过用饱和函数代替滑动模态中的符号函数完成容错飞行控制系统设计,针对单个桨叶发生故障造成执行效率损失情况完成位置跟踪数字仿真,实验表明该控制器即使在执行效率损失25%时也能通过牺牲位置跟随的精度,保证无人机的安全、稳定飞行;通过正常的飞行试验表明该飞行控制系统具有较好的稳定性和飞行性能。