PMSM的新型趋近律滑模调速控制器设计

针对永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统由于时滞现象导致的d-q轴电流脉动大、速度响应慢等问题,设计一种积分型滑模(SMC)速度控制器。其中,基于幂次趋近律提出一种新型趋近律,并通过Lyapunov函数验证其稳定性。然后,在电机实验中,提出从微观的角度进行d-q电流与电机速度的相图绘制,进一步验证控制器的有效性。数值仿真和实验表明,与传统SMC控制器相比,该控制方法能够减小电流脉动,提高系统的调速稳定性和响应速度。     

磁悬浮系统的变速趋近律滑模控制

为了抑制常规滑模控制在磁悬浮系统控制中的抖振问题,应用一种变速趋近律方法设计磁悬浮系统滑模控制器.控制器将系统的状态范数引入滑模控制律,以自动调整变结构切换控制项的增益,控制信号抖振幅值能够逐步衰减,并引导系统渐近稳定到原点;利用Lyapunov稳定性理论验证了系统的稳定性,并给出了控制器参数设计的依据;仿真实验结果表明,基于变速趋近律的磁悬浮系统滑模控制策略具有良好的动、静态性能和较强的鲁棒性.     

基于双曲正割函数趋近律的多轴调平滑模控制研究

为解决复合材料压机多轴调平系统的控制精度不高的问题,将滑模变结构控制算法应用到多轴调平系统中。开展了多轴调平系统的不平衡机理、调平控制策略及算法的研究,建立了多轴调平系统的数学模型。结合基于双曲正割函数改进的指数趋近律,提出了一种多输入多输出滑模变结构控制算法,给出了控制器的设计方法,并将其应用到滑块的水平控制中。通过仿真分析和试验验证相结合的方式验证了算法的有效性。研究结果表明:该控制器能削弱抖振,使多轴调平的滑块系统快速准确地进行调平,能较好地抑制干扰和未建模动态,提高了系统的鲁棒性,且控制器简单,易于实现。     

基于模糊幂次趋近律的漂浮基空间机器人快速滑模控制

针对空间机械臂轨迹跟踪控制过程中的抖振抑制问题,讨论了一种基于模糊幂次趋近律的快速滑模变结构控制方法。首先运用拉格朗日第二类方程,建立了空间机械臂系统的动力学模型。然后对机械臂的传统滑模面进行改进,设计了一种快速非线性滑模面。利用模糊控制理论,设计了一种模糊幂次趋近律,使机械臂抖振抑制的效果明显,同时也保证了系统的轨迹跟踪控制效果。通过Lyapunov稳定性分析定理,验证了系统的稳定性和收敛性。最后用仿真实验结果证明了所设计控制方法的有效性和可行性。     

一种改进趋近律的PMSM非奇异终端滑模控制

为了提高永磁同步电机（PMSM）伺服控制系统的响应速度和鲁棒性,文章提出了一种基于终端滑模的永磁同步电机控制方法。首先对传统滑模面收敛性进行分析,引入了非奇异终端滑模面;其次在传统趋近律的基础上提出了一种新型趋近律,并设计了基于新型的趋近律的电流-转速控制器;最后设计了滑模观测器对电机存在的扰动进行前馈补偿,并进行转速观测。通过软件仿真和实验证明,所提出的新型控制算法较好地抑制了永磁同步电机在接近平衡点时的抖振问题,且具有较低的超调量、良好的抗扰动能力和较快的响应速度,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于趋近律离散滑模控制的柔性梁振动抑制

研究了基于趋近律的离散滑模控制在智能柔性悬臂梁振动控制中的应用.以压电陶瓷为作动器,电阻应变片为传感器,采用有限元方法和模态截断技术建立结构动力学模型.由于柔性结构系统受到不确定外部扰动和量测噪声的影响以及参数的不确定性,滑模变结构控制可以实现滑动模态与系统的外干扰和参数摄动无关,即滑动模态的不变性.结构振动控制在系统状态由于外部干扰的影响偏离平衡状态,在控制器作用下能使系统趋于零状态.采用趋近律离散滑模控制方法设计状态调节器.由于状态量不能直接测量,故利用离散卡尔曼滤波技术构造状态估计器.采用试验模态测试方法得到结构的前4阶固有频率和阻尼比,与有限元方法的结果比较,说明该模型的正确性.使用dSPACE实时仿真系统和MATLAB/Simulink搭建控制系统,进行了振动主动控制试验.试验结果表明,所设计的控制器能有效抑制结构的振动响应.     

改进的变结构控制律在单输入双线性系统中的应用

现代控制工程中许多控制对象具有很强的非线性．所建立的模型往往具有一定不确定性．变结构控制为解决这类控制问题提供了有效手段。变结构控制最早源于继电控制及开关控制．由前苏联学者提出．在此后的几十年中变结构控制在理论上取得了重大发展．其应用也遍及电力电子．电气传动、航天航空和机器人等许多领域。     

一种改进的变结构控制律

本文在研究变结构控制中常用到的非线笥控制律的基础上，提出了一种变结构控制律，并将它用于文献〔７〕潜艇深度控制系统的仿真研究中。结果表明，使用该控制律使控制系统的调节时间缩短，并且在滑动模态上的抖动明显减小。     

线性压缩机的变速趋近律滑模控制方法研究

将线性压缩机的机械和电磁两部分分别构建了物理模型.在物理模型基础上以驱动电压为输入、活塞位移为输出构建了线性压缩机状态方程;采用变速趋近律滑模控制算法设计线性压缩机控制器,并在Simulink中搭建线性压缩机控制系统;通过数值仿真方法与传统指数趋近律控制器进行对比,结果表明:变速趋近律滑模控制器在到达稳态时间、抖振程度上均优于传统指数趋近律控制器,并且在控制精度上提升了约20％,同时α=1.346、k=13.499时变速趋近律滑模控制器取得最优控制效果,通过试验测试得到控制误差在4％～7.8％之间,验证了控制器的控制精度及有效性.     

基于改进自适应趋近律的弹丸协调臂滑模控制

针对某火炮弹丸协调臂电液伺服系统在传统滑模控制趋近律下存在抖振现象,收敛速度慢等问题,提出一种基于改进自适应趋近律的弹丸协调臂滑模控制。当系统状态变量距离切换面较远的时候,幂次项起主要作用;当系统状态变量距离切换面较近时,自适应变速项起主要作用,随着状态变量变化自适应调节变速项系数,直到状态变量收敛到稳定点。当系统存在参数不确定性和外界扰动时,滑模状态变量可在有限时间收敛到边界层宽度为2.6的稳定误差界内。仿真结果表明,控制策略能有效提高系统的动态精度和到位精度,提高系统的鲁棒性。     

滑模变结构控制方法在电液伺服系统中的应用

该文针对电液位置伺服系统存在参数不确定性,基于滑模变结构控制理论,提出了一种滑模变结构控制方法来消除参数不确定性对系统控制性能的影响,并采用指数趋近率的抖动消除法有效减弱了系统中的抖振现象。仿真实验结果证明,该控制策略有效地提高了系统的跟踪特性,使系统具有良好的动态性能和鲁棒性。     

基于幂次指数趋近律的电子节气门变结构控制

针对电子节气门控制中使用最多的PID算法,在参数发生漂变、存在扰动时会导致控制精度下降甚至不稳定的情况,提出了基于幂次指数趋近律的变结构算法.研究了幂次指数趋近律变结构算法的优势并将其应用于节气门控制,得出了算法控制精度高的结论.提出了通过求解微分方程来研究算法的鲁棒性,并从三个阶段对新算法进行了研究,最终通过加入扰动...     

机器人关节滑模变结构的位置控制

为了使机器人关节有良好的静态特性,并具有一定的抗干扰能力,提出了一种由力矩电机和谐波减速机组成的机器人关节,采用指数趋近律的滑模变结构和模糊自适应滑模控制对机器人关节进行了位置控制,通过对机器人单关节Simulink建模仿真比较,结果表明,模糊自适应滑模控制大大减轻了指数趋近律滑模控制的抖振问题,其稳态精度达到了9×10-5rad;且与PID控制相比较,其响应速度快;在受高斯扰动时,采用模糊自适应滑模控制的关节发生的角度偏差整整比PID控制小10倍。仿真结果表明,滑模控制在机器人关节控制中精度高,响应速度快,具有一定的鲁棒性能。     

基于变控制律方法的发动机自动油门控制研究

本文采用具有非线性的设计效交流磁滞同步电机、８０９８单片机、线性旋转变压器与交流测速机，设计了一个具有双环反馈结构的交流数控随动系统。该系统已成功地应用在某航空发动机试台自动油门控制系统上。     

采用分数阶趋近律的汽车ABS积分滑模控制研究

为研究和评价ABS性能,以单轮车辆模型为基础,建立了单轮车辆动力学模型、轮胎模型及滑移率与附着系数的数学模型。在此基础上,提出了一种采用分数指数趋近律的汽车防抱死制动系统滑模变结构控制策略。这里主要采用含积分的滑模函数来设计切换函数,并结合分数阶指数微分方程、F-函数定义与性质,设计了分数阶指数趋近律。然后以实现高精度的滑模控制为目标,推导得到控制器总的等效控制输出。同时,在Matlab/Simulink中进行系统建模和仿真实验。结果表明:相比整数阶的汽车防抱死滑模控制系统滑移率能够更快、更准的跟踪达到期望值,制动时间和制动距离明显降低。     

并联机器人的新型趋近率滑模控制研究

对一种驱动冗余四自由度并联机器人进行任务空间实时控制动力学滑模控制研究。基于所构建动力学模型,在任务空间内,提出并设计一种新型加权积分增益型指数趋近率滑模控制方法,利用滑动模态的形成,使控制系统对于不确定参数以及外界干扰具有良好的鲁棒性,同时,通过在趋近率的积分项中引入负的加权值,在保证并联机器人系统轨迹跟踪速度和精度的同时,有效降低起始阶段控制力的幅度并有效削弱输出驱动力的抖振。其次,利用Lyapunov函数,理论证明所设计控制律的稳定性。最后,利用MATLAB对所建立并联机器人动力学模型及所设计控制律进行仿真试验研究,通过与计算力矩控制、一般趋近率滑模控制进行仿真对比,其结果表明了所建立并联机器人动力学模型的实时可控性以及所设计控制方法的有效性。     

高精度天线伺服系统的滑模变结构控制

在高精度天线伺服系统中,为克服常规的积分分离PID控制方法的稳态精度和动态性能的不足,引入滑模变结构控制。仿真结果表明自适应滑模变结构控制不仅对模型不确定性和外部干扰具有较强的鲁棒性,而且改善了系统的动态性能,同时自适应控制能有效地抑制变结构控制易出现的高频抖振;将其实际应用到系统中,结果也验证了该控制方法的有效性和正确性。     

模糊滑模控制在轮对试验台中的应用

针对液压伺服系统参数不确定性及外部干扰大等特点,提出一种模糊滑模变结构控制方法。以本轮对实验台液压伺服系统为例建立数学模型,使用趋近律设计方法改善系统趋近运动时的动态品质。将模糊控制理论与滑模变结构控制理论相结合,设计基于等效控制和准滑动模态的模糊滑模变结构控制器削弱系统的抖振。理论分析和仿真结果表明:与常规PID等经典控制及传统滑模变机构控制相比,模糊滑模变结构控制器跟踪精度高、响应速度快、鲁棒性强、抖振小,能够达到满意的控制效果。     

基于动态Terminal滑模控制的无刷直流电机系统研究

无刷直流电机(BLDCM)由于具有结构简单、效率高、维护方便等优点,因此得到了广泛的应用。但在其工作过程中,易受到外部干扰、参数摄动等因素的影响。针对这一问题,本文引入了动态Terminal滑模控制器,可使系统状态在有限时间内收敛为零,突破了普通滑模控制在线性滑模面条件下状态渐进收敛的特点。仿真结果表明所用控制算法提高了系统的稳态跟踪精度,对参数变化不敏感且鲁棒性好,使整个闭环系统满足期望的动静态性能指标。     

基于组合趋近律的差速AGV高精度路径跟踪技术研究

为了提高AGV路径跟踪的精度和稳定性,针对最常用的差速AGV系统,先将系统离散化,得到离散AGV系统状态方程,再结合指数趋近律和变速趋近律两种趋近律进行滑模控制,提出了一种基于组合趋近律的离散AGV系统滑模控制方法,优化AGV小车在小偏差下路径跟踪的效果。通过工厂应用测试,在对接最大允许误差5 mm的测试条件下,验证了该方法可以避免AGV小车路径跟踪时起始摆动大和高频抖动的缺点,实际测得车身横向摆动误差5 mm。