基于线性化反馈的滑模变结构重装空投纵向控制律设计

针对重装空投过程中,重型货物持续移动及瞬间离机严重影响载机的安全性等问题,提出了基于线性化反馈和滑模变结构控制相结合的控制律设计方法,利用非线性多输入多输出反馈线性化完成系统解耦线性化,在此基础上采用滑模变结构控制设计系统内环速度与俯仰姿态跟踪控制器,保证了系统鲁棒性,结合外环PID高度保持控制器完成整个飞行控制系统的设计.最后,仿真验证了该控制器鲁棒性强,且满足空投任务战技指标要求.     

基于反馈线性化的TCSC滑模控制

针对含可控串联补偿(Thyristor Controlled Series Compensation,TCSC)的电力系统非线性强及易受外部扰动的特点,应用反馈线性化方法和滑模变结构控制理论,设计了提高系统稳定性的可控串联补偿滑模控制器。通过引入反馈控制变量,基于状态反馈线性化理论实现了对非线性模型的精确线性化。采用极点配置方法设计滑模切换函数,从理论上保证发电机转子方程具有期望的极点。为了减小抖振采用指数趋近律和准滑动模态方法求取滑模控制律,使得设计的可控串联补偿非线性控制律形式简洁,鲁棒性好。为了验证该控制策略的有效性,在Matlab/Simulink环境下建立了基于反馈线性化的可控串联补偿滑模控制系统仿真模型,进行了仿真研究。仿真结果表明,与传统的控制方式相比,设计的控制器能有效地阻尼系统振荡,增强系统的暂态稳定性。     

反馈线性化与滑模控制方法在发动机不稳定燃烧主动控制中的应用

以发动机不稳定燃烧过程为研究对象,建立起发动机不稳定燃烧力学系统与控制系统的数学模型,进一步应用基于微分几何的反馈线性化方法,将原非线性系统等价为完全可控线性系统,然后设计了滑模控制器.仿真结果表明,具有跟踪精度高、响应速度快、抗干扰能力强的反馈线性化与滑模控制方法,在发动机不稳定燃烧主动控制中有一定的潜力.     

变桨距风力发电机组恒功率反馈线性化控制

在额定风速以上时,为保证风电机组的安全稳定运行,需要降低风力机捕获风能,使风力机的转速及功率维持在额定值,基于微分几何反馈线性化方法,提出变桨距风力发电机组恒功率控制策略.建立了风力机的仿射非线性模型,采用微分几何反馈线性化变换实现全局精确线性化;根据新的线性化模型,以风力机转速为输出反馈变量,叶片桨距角为输入控制变量,设计桨距角控制器;在风速高于额定值时调节风力机维持在额定转速,从而实现额定风速以上的恒功率控制.仿真结果表明,所提控制策略能较好地解决变桨距风力发电机组额定风速以上的恒功率控制问题,控制方法具有较好的适应性和鲁棒性.     

基于滑模观测器的直线伺服系统反馈线性化速度跟踪控制

在许多高速、高精的直线伺服系统中,要求能实现对速度的快速精确跟踪,但其模型的非线性和变量间的耦合给控制带来难度.对高速、高精速度跟踪控制中,电流和速度的变化过程在时间尺度上相对接近,不能简单地采用磁场定向矢量控制方法实现静态解耦,否则电流和速度间的非线性耦合将破坏速度跟踪品质.采用状态反馈线性化方法来实现永磁直线同步电动机(PMLSM)模型的精确线性化和动态解耦.利用非线性坐标变换和非线性反馈将系统解耦成独立的线性电流子系统和速度子系统.通过扩展滑模观测器来实现对所需要的动子速度、加速度和负载扰动的鲁棒观测.并利用李雅普诺夫理论对由反馈线性化和滑模观测器构成的非线性闭环系统的稳定性进行了证明.仿真结果表明该方案使PMLSM伺服系统具有良好的鲁棒速度跟踪性能.     

基于输入输出的滑模变结构控制

针对一类非线性系统中存在不确定性和外部干扰,运用滑模变结构控制理论,提出一种具有滑动模态的控制器设计方法。该设计的目的是使系统的跟踪误差趋近于0,并且对不确定性和外部干扰具有较强的鲁棒性。控制器利用滑动模态对系统参数变化以及对外部干扰具有的完全不变性,使系统的鲁棒性得以提高;文中讨论了滑动模态的存在性和滑动模态的不变性原理,对于滑动模态的到达问题,用选定的趋近律代替常规的到达条件,不仅可以减少非线性引起的分析困难,还有助于改善系统的动态品质。最后对一非线性系统进行仿真,仿真结果表明该文提出的控制方法能够获得令人满意的结果。     

离散时滞系统的最优滑模控制

针对离散线性时滞系统,设计了最优滑模面和最优离散变结构控制律.在设计最优滑模面的过程中,利用逐次逼近算法,将既含有时滞项又含有超前项的两点边值问题转化为不含时滞项和超前项的线性两点边值问题,并证明了其解序列一致收敛于原系统的最优滑模.进一步给出了原系统的变结构控制律.     

滑模变结构控制理论研究综述

针对近年来滑模变结构控制理论的应用与发展,从4个方面对其进行了分析和总结。讨论了滑模变结构的两个设计问题,即滑模面设计和求解控制律的滑模到达条件,以及如何消除滑模变结构的抖振问题;指明了滑模变结构的一个重要发展方向—离散滑模变结构控制。介绍了目前各个方面的研究内容和方法,对各种方法的优缺点进行了评述,特别介绍了与模糊控制、神经网络等其他控制方法相结合的研究方法,预期了今后的发展方向。     

神经网络滑模变结构控制研究综述

综述了近年来将人工神经网络控制和滑模变结构控制相结合的研究工作．从神经网络在滑模变结构控制中不同的应用方式出发，论述了神经网络在提高和改善滑模变结构系统性能方面的理论和方法，分析了它们各自的特点与相互之间的联系．最后展望了该领域未来的研究方向．     

永磁同步电机滑模变结构矢量控制

将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机矢量控制中,以提高永磁同步电机矢量控制系统的响应速度,增强其鲁棒性.叙述了滑模变结构的基本原理,给出了永磁同步电动机滑模变结构模型,推导了滑模变结构控制律,并分析了抖动产生原因及相应对策.仿真结果表明,该控制策略极大地改善了系统的动、静态性能,对系统参数和外部干扰表现出较强的鲁棒性,是永磁同步电机矢量控制中一种新颖的改进控制方式.     

不确定性多变量系统的变结构最终滑动模态控制方案

为了改善多变量变结构控制系统的瞬态性能，本文提出了一个变结构最终滑动模态控制方案。文中方案克服了由于多变量变结构控制中存在多个滑动模态，而带一的因采递阶控制方案导致控制结构复杂程序增加的缺点，有效地改善了系统进入最终滑动的动态品质，并对于参数摄动具有较强的鲁棒性。     

二阶切换线性系统的滑模控制

当前,切换系统的稳定控制问题作为控制领域的一个研究难点,引起了学术界和工业界的广泛关注.该文针对二阶切换线性系统,考虑切换时对象特性的变化,将其转化为一类特殊的非线性系统,并基于滑模控制理论,设计出适用于二阶切换线性系统的滑模控制器.最后通过具体的实例仿真验证、结果对比,表明滑模控制器比传统PID控制器在二阶切换线性系...     

基于直接反馈线性化理论的微机非线性励磁控制器

应用直接反馈线性化（ＤＦＬ）理论，为发电机励磁系统设计了非线性控制器，该控制器已在平度热电厂投入实际运行，为本文研制的励磁控制器的提供了具说服力的实例。     

基于滑模变结构控制的EHA系统仿真研究

多电飞机功率电传作动系统,采用电能取代飞机能源系统中的液压能、气压能等二次能源.典型的功率电传作动系统主要有电静液作动器(EHA)和电机械作动器(EMA)两种.根据飞机系统运行特点,以EHA为研究对象,对其工作原理与结构特点进行分析,建立了EHA系统中驱动电机、液压泵、作动筒、活塞杆负载等的Simulink线性化仿真模型.同时,针对驱动电机控制精度低的问题,由于传统PID控制的EHA存在舵面控制精度差和频域带宽过窄等问题,故采用了滑模变机构控制对传统PID控制进行改善优化,并进行对比仿真.仿真结果表明,滑模变结构控制的EHA系统的控制质量得到了明显提高.     

Output Feedback Terminal Sliding Mode Control for a Class of Second Order Nonlinear Systems

In this study, a novel output feedback terminal sliding mode control (TSMC) approach is proposed for a class of second order nonlinear systems in light of the equivalent output injection sliding mode observer (SMO) method and TSMC principle. The SMO method is applied to reconstruct full states in finite time and the non‐singular TSMC algorithm is designed to stabilize system states to equilibrium points in finite time. The corresponding stability analysis is presented. An indispensable illustrative example is bench tested to validate the effectiveness of the proposed approach.     

基于非线性干扰观测器的飞机全电刹车系统滑模控制设计

飞机防滑刹车具有典型的强非线性、强耦合和参数时变等特点, 并且跑道环境的干扰容易对飞机的地面滑跑性能造成不利影响. 本文提出了一种基于非线性干扰观测器的飞机全电防滑刹车系统滑模控制设计方法. 首先, 考虑了实际刹车不确定性干扰条件下的防滑刹车动力学建模问题, 通过对高阶非线性刹车系统进行反馈线性化处理, 简化了基于严格反馈的模型. 其次, 基于对主轮打滑原因的深入分析, 设计了非线性干扰观测器对干扰进行在线估计, 并在控制律设计中引入补偿部分. 通过构造递归结构的快速终端滑模控制器来跟踪实时变化的最佳滑移率并建立稳定性条件, 实现了飞机全电防滑刹车系统的有限时间快速稳定并有效抑制了主轮锁定打滑. 通过在不同跑道状态下进行模拟仿真, 验证了本文提出的飞机防滑刹车控制策略可以有效地提高刹车效率.     

利用滑模变结构控制的混沌同步控制

利用滑动模态控制研究了含有不确定性的混沌系统的同步控制问题。用极点配置和LMI方法设计的切换函数保证了带有非线性项的滑动模态混沌同步,用指数滑模到达条件给出了鲁棒混沌同步控制器设计。由于控制器的设计是基于滑动模态的不变性和线性矩阵不等式方法给出的,与常规方法相比较,给出的控制器滑动模态不受干扰的影响,系统有很好的鲁棒性和快速跟踪能力;切换函数的参数可用线性矩阵不等式求解得出,计算方便,所得结果保守性小。最后以Chen系统为例,进行了混沌同步仿真,仿真结果表明所给出的方法是有效的。