离散时间系统的变结构控制及其品质

研究了离散时间系统的变结构控制综合动态过程品质控制，讨论了到达条件；详细研究了准滑动模态的运动特性；基于稳定性及控制的简单实现，提出了自适应离散趋趋近概念；给出了周期收缩律和变结构控制的设计方法即趋近收缩法；解决了稳态抖振问题并兼顾了全过程的运动品质。     

改善闭环系统性能的方法

提出I-变速趋近律和m-变速趋近律.利用该趋近律方法,设计了基于离散时间线性定常系统的变结构控制(VSC).系统在该变结构控制的作用下,趋近运动和滑动运动的速度是可变的;保证了趋近模态和滑动模态的品质,并能削弱闭环系统的抖振,从而改善了闭环系统的品质.通过实例仿真,验证了该设计方法是有效和可行的.     

离散时间系统的变结构控制设计

研究了离散时间系统的变结构控制设计问题,分析了离散趋近律产生抖振的原因,提出一种新形式的离散趋近律.理论分析及仿真表明,该方案能有效克服由传统趋近律引起的抖振问题,加快趋近速度的同时改善了离散变结构控制系统的稳态性能.     

一种改进的离散变结构控制算法

研究基于离散幂指数趋近律的变结构控制器设计问题,对利用传统离散指数趋近律设计变结构控制器时出现的稳态抖振现象进行分析,提出了一种新的滑模趋近律,该趋近律克服了指数趋近律固有的的缺点,能有效地减小系统的抖振,并保证系统渐近稳定。用该算法设计离散变结构控制器,并选取永磁直线同步电机作为仿真研究对象,仿真结果证明了该算法的有效性。     

建筑结构离散变结构控制的组合趋近律方法

抖振问题是离散变结构控制方法应用于土木工程结构振动控制中的突出障碍。为了能较好地解决离散变结构控制的抖振问题,采用了一种含有组合趋近律的离散变结构控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究。依据所采用的组合趋近律推导了控制律的表达式,并且针对最大控制力受到限制时的情况,引入了饱和控制方法。以一个3层剪切型建筑结构模型为例验证所提出的离散变结构控制方法的有效性,算例分析结果表明,所提出的离散变结构控制方法能够有效地减小结构的地震峰值响应,同时控制系统的抖振很小,从而保证控制系统具有稳定的性能。     

一种新的基于扰动动态补偿器的离散滑模控制策略

分析了采用传统扰动动态补偿离散趋近律系统存在的缺陷,提出了一种改进的扰动动态补偿离散趋近律,应用该趋近律设计的滑模控制,系统不仅可直接平滑地预测内部参数摄动与外部扰动,而且解决了采用传统扰动动态补偿离散趋近律系统运动最终不能趋于原点的问题,并减弱了系统趋近切换面的必要条件,具有降低抖动及保持快速趋近的品质。通过仿真说明了本文方法的可行性与有效性。     

基于离散趋近律的变结构系统控制

探讨了离散线性系统的变结构控制问题,分析了传统趋近律方法的缺陷,提出了一种新的离散变结构趋近律。该趋近律不但能使系统滑模轨迹渐进收敛于零,而且其确定的准滑动模态区在趋近过程中能够分成为两个区域。分析了滑模轨迹在两个区域内的不同趋近特性,通过调整参数改变两个区域的宽度,尽量减少滑模轨迹穿越切换面的次数,确保系统的抖振削弱和鲁棒性。仿真结果证明,该离散趋近律方法对离散线性确定系统和离散不确定性系统都有良好的控制效果。     

一类非线性系统的模糊趋近律控制

分析了变结构控制设计方法中趋近参数的物理意义及参数之间的定性关系。根据这些参数的定性和不精确关系，提出了基于模糊规则的趋近律控制－模糊趋近律控制，即用模糊规则来选择趋近律的参数，以达到改善品质控制的目的。仿真结果表明，笔者给出的方法既保留了传统趋近律方法所具有的较强鲁棒性优点，又使控制系统的品质控制具有较强的自适应性，同时还比传统趋近律更有效地削弱变结构控制系统中固有的颤振。     

建筑结构基于Kalman滤波器的趋近律离散变结构控制

针对在大型的建筑结构中安装过多的传感器进行主动控制是不切实际的,基于Kalman滤波器具有较准确估计系统部分未知状态的特点,提出一种基于Kalman滤波器的趋近律离散变结构控制方法,对一维地震动作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究.以一个三层剪切型结构模型验证了该控制方法的有效性.仿真结果表明:利用Kalman滤波器算法和离散指数趋近律所设计的变结构控制器在系统状态信息不完备的情况下,具有较好的控制效果和鲁棒性.     

建筑结构离散变结构控制的模糊趋近律方法

抖振问题是离散变结构控制在实际系统中应用的突出障碍。基于模糊控制的优点,文中采用了一种含有模糊趋近律的离散变结构控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究。给出了确定切换面的方法,并推导了控制律的表达式。文中以一个3层剪切型建筑结构模型为例验证所提出的离散变结构控制方法的有效性,算例分析结果表明,所提出的控制方法能够有效地减小结构的地震峰值响应,同时达到了削弱控制系统抖振的目的。     

控制受限航天器时变滑模姿态控制

在推力器执行机构输出力矩受限的条件下,针对带有输入饱和特性的挠性航天器的姿态机动问题,提出了一种将线性滑模面和时变滑模面相结合的变结构控制器设计方法,给出其切换机制以实现挠性航天器快速姿态机动给出了变结构输出反馈控制器设计的方法;最后,将本文提出的方法应用于三轴稳定挠性航天器的姿态机动控制,仿真结果表明:在推力器的控制受限条件下,完成姿态机动的同时,有效地抑制挠性附件的振动.     

变结构VSC控制在气动伺服压力控制系统中的应用研究

针对一特定的气动压力控制系统 ,采用变结构VSC控制 ,设计了滑模控制律 ,获得良好的效果     

改善转台速率平稳性的混合鲁棒重复控制方法

提出了一种混合形式的鲁棒重复控制方法,来抑制转台速率系统中存在的位置相关周期性扰动.该方法综合了变结构控制和重复控制,重复控制在未知对象模型的情况下抑制周期性扰动,而变结构控制用于镇定不确定性系统和保证重复学习过程收敛.应用李亚普诺夫直接法证明了误差的渐近收敛性.计算机仿真结果表明该方法有效地改善了转台速率系统的平稳性.     

一种新型趋近律的滑模控制在永磁同步电动机中的应用

针对永磁同步电机(PMSM)的负载转动惯量较大时,会产生很大的惯性转矩,因而对系统的控制性能产生很大的影响,本研究提出并设计了一种新型趋近律的滑模变结构控制器。这种趋近律结合了指数趋近律和幂次趋近律的优点,仿真结果表明,该控制器设计方法实现简单,对抖振有明显抑制,且具有较快的响应速度。     

基于改进趋近率的滑模控制方法及应用

从抖振问题入手,提出了一种改进的趋近率方法,即在双幂次趋近率方法的基础上增加指数项,并给出了控制系统到达滑模面时间的具体计算。该方法克服了单幂次趋近率趋近滑模面时间长、抖振大的缺陷．保证了控制系统的动态品质。将其运用到一个二阶系统中,并与单幂次趋近率方法作比较,仿真验证了该方法的有效性。     

一类不确定非线性系统的控制器设计

针对一类控制方向未知、具有三角结构的非线性系统，通过将变结构控制方法与Backstepping控制方法相结合，提出了这类非线性系统全局鲁棒控制的系统设计方法.在设计过程中，利用Backstepping控制方法给出了鲁棒控制器的设计过程；然后通过定义变结构控制的切换条件来纠正控制律的控制方向.从理论上证明了设计的鲁棒控制器能够保证闭环系统的所有状态有界.仿真结果表明了该方法的有效性     

Variable structure attitude maneuver and vibration control of flexible spacecraft

A dual-stage control system design method is presented for the three-axis-rotational maneuver and vibration stabilization of a spacecraft with flexible appendages embedded with piezoceramics as sensor and actuator. In this design approach, the attitude control and the vibration suppression sub-systems are designed separately using the lower order model. The design of attitude controller is based on the variable structure control （VSC） theory leading to a discontinuous control law. This controller accomplishes asymptotic attitude maneuvering in the closed-loop system and is insensitive to the interaction of elastic modes and uncertainty in the system. To actively suppress the flexible vibrations, the modal velocity feedback control method is presented by using piezoelectric materials as additional sensor and actuator bonded on the surface of the flexible appendages. In addition, a special configuration of actuators for three-axis attitude control is also investigated ： the pitch attitude controlled by a momentum wheel, and the roll/yaw control achieved by on-off thrusters, which is modulated by pulse width pulse frequency modulation technique to construct the proper control torque history. Numerical simulations performed show that the rotational maneuver and vibration suppression are accomplished in spite of the presence of disturbance torque and parameter uncertainty.