单电磁悬浮系统的神经网络模糊滑模控制

为实现单电磁悬浮系统悬浮气隙的精确控制,提出一种基于神经网络的模糊滑模控制方案.根据单电磁悬浮系统的动态非线性数学模型,设计使系统状态在有限时间内到达稳定点的滑模面,同时根据滑模切换状态,通过引入神经网络的模糊控制方法对滑模切换控制量的增益进行评估,实时对滑模控制量进行调整,实现切换控制信号的柔化.基于神经网络的模糊滑模控制系统不仅能很好地跟踪给定信号,而且能削弱滑模控制抖振,对外部扰动具有完全的鲁棒性.仿真结果表明,所设计的控制系统零超调,具有速度跟踪性能,对外部扰动具有很强的鲁棒性.     

磁悬浮系统的反推滑模控制

针对磁悬浮系统的非线性、开环不稳定性,将其模型在平衡点附近线性化,并根据得到的状态方程设计了对系统不确定性具有较强鲁棒性的反推滑模控制器,实现了对磁悬浮系统的闭环稳定控制。在Matlab Simulink仿真环境下建立系统的实时控制框图并通过RTW工具箱生成可执行代码,实现了钢球的悬浮与控制。实验结果表明,所设计的反推滑模控制器能实现钢球的稳定悬浮并具有良好的动态跟踪性能。     

一种新的模糊滑模控制方法

本文针对常规滑模控制存在的高频颤动现象，把滑模控制与模糊逻辑控制相结合，提出一种新的模糊滑模控制方法。仿真结果表明，这种模糊滑模控制方法不但避免了滑模控制所固有的颤动现象，而且对模型不确定性和外来扰动具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能。     

基于干扰观测器PID控制的磁悬浮系统

磁悬浮列车的悬浮系统是典型的非线性迟滞系统，由于悬浮系统的平衡点不稳定，对悬浮系统的动态和静态特性要求都很高.针对磁悬浮系统的特点，采用基于干扰观测器的PID控制算法，在一个常规PID控制器的基础之上增加了干扰观测器，系统响应快，抗干扰性强，稳定性好，位移误差变化范围为±05?mm，得到了理想的控制效果.     

主动磁悬浮轴承的Terminal滑模变结构控制

为了给主动磁悬浮轴承转子系统提供更稳定的控制,根据其动力学方程的强非线性,建立4输入4输出状态方程,并提出一种Terminal滑模变结构控制算法,从理论模型上分析了该算法的鲁棒性与收敛性,并利用Simulink进行仿真.由实验结果表明,与传统PID控制器的控制结果相比,所设计的4输入4输出磁悬浮轴承Terminal滑模变结构控制器可以在很短响应时间内有效地消除抖振现象,可达到良好的控制效果,且与传统滑模控制器相比,系统的初始状态已经在滑面上,消除了滑模控制的到达阶段,保证了系统的全局鲁棒性,对参数变化具有一定的抗干扰能力,状态跟踪误差也可以在有限时间内收敛到0.     

线性不确定系统的模糊滑模控制

本针对一类相坐标表示的线性不确定系统，根据滑模控制原理，提出一种基于模糊逻辑的滑膜控制方法。仿真研究结果表明，用此方法设计的系统不但鲁棒性强，而且抑制抖振效果显。     

一类非线性系统基于滑模原理的模糊自适应控制

针对一灰非线怀系统，设计出了一各自适应控制方案，用模糊逻辑逼近非线性函数，滑模原理及李雅普诺夫函数设计出自适应控制器。然后，用模糊推理进行修正，以克服一般滑模控制具有的抖动现象，保证闭环系统的稳定性和跟踪误差收敛于零的某邻域内。     

一类不确定非线性系统的状态参考自适应滑模控制

针对一类非匹配不确定非线性系统。基于状态参考自适应控制算法和滑模控制策略。提出了状态参考自适应反演滑模控制方案，实现了不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪。与现有的控制器设计相比，大大降低了控制系统阶次，允许系统存在非参数化的不确定性和未知扰动，增强了控制系统鲁棒性。仿真算例证明了理论研究成果的正确性和鲁棒性。     

磁悬浮球系统的滑模变结构鲁棒控制器设计

为了实现对磁悬浮球系统的精确控制,根据变结构理论,设计了一种具有更强鲁棒性的二阶动态滑模控制器。其中新切换面含有系统输入的高阶导数,降低了趋近律中不连续项的影响,改善了普通滑模控制器存在严重抖振的缺陷。通过与普通滑模控制器进行仿真比较,结果表明,所设计的二阶动态滑模变结构控制器能使系统有较好的动态性能并能较好地实现系统稳定悬浮。     

滑模变结构控制在磁悬浮转子系统中的应用

针对主动磁悬浮转子系统的本质不稳定性、非线性和参数不确定性,根据滑模到达条件,为磁悬浮转子系统设计了滑模变结构控制器.基于某磁悬浮转子系统,仿真分析了采用PID控制和滑模变结构控制下系统的阶跃激励信号响应,结果表明,采用滑模变结构控制时系统具有良好的动态性能、较强的鲁棒性和抑制转子振动的能力.     

磁悬浮系统自抗扰广义预测控制

针对负载扰动以及轨道“台阶”现象可能导致磁浮列车失稳的问题,将自抗扰广义预测控制（LADRC-GPC）理论引入磁浮列车悬浮系统,设计了一种新型悬浮控制器。控制器采用分层控制策略,内层利用扩张状态观测器(ESO)对系统进行动态补偿,得到被控对象的受控自回归滑动平均模型(CARMA) ,降低了对被控对象数学模型的依赖程度。外层以内层控制为被控对象,采用广义预测控制（GPC）对系统进行动态优化控制,提高了控制器的跟踪性。通过仿真和实验与PID控制算法、线性自抗扰控制（LADRC）算法比较,结果表明:自抗扰广义预测控制算法具有较好的跟踪性与鲁棒性,在较大负载扰动时仍能保持较小的误差。     

直线电机悬浮平台的L2鲁棒控制

永磁直线同步电机（PMLSM）悬浮平台系统的水平推力和法向力之间存在非线性耦合,且易受负载扰动和参数变化等不确定性因素的影响.为了解决上述问题并实现准确定位,在系统非线性数学模型的基础上,对水平轴和竖直轴均设计了PD位置控制器与L₂速度控制器,将解耦与扰动抑制转化为L₂速度控制器的设计问题.仿真结果表明,该方法设计的系统实现了水平方向和竖直方向的直接动态解耦,并且对负载扰动和参数变化具有很好的鲁棒性.     

磁悬浮微进给机构的PID控制

利用磁悬浮技术实现了微进给机构的运动部件与运行导轨之间的无接触支撑,消除了摩擦与磨损,克服了摩擦产生的金属粉尘污染问题,采用主动可控电磁阻尼系统,控制线圈的电流即可控制系统的阻尼,可根据实际应用场合,确定采用恒定阻尼还是时变阻尼．对磁悬浮微进给机构实施PID控制,并进行了仿真试验．结果表明：当阻尼恒定不变时,应使C2=0．5～1．0,机构的位移控制超调量≤0．933％,绝对稳态误差值≤1．77～2．30μm;当采用时变阻尼系统时,位移控制超调量≤3．617％,绝对稳态误差值≤O．033μm,运动控制达到纳米级准确度。     

非最小相位导弹过载系统自适应模糊滑模控制

基于输出重定义和滑模控制对导弹纵向通道的过载控制进行了设计,利用模糊逻辑系统对内部动态的不确定性部分进行了估计,保证了内部动态的误差一致最终有界,从而保证了对原系统的跟踪误差最终能收敛到关于模糊逼近误差的邻域。最后通过仿真对控制方法进行了验证。     

主动磁控小卫星模糊控制算法研究

为了缩短小卫星姿态捕获的时间及提高控制精度，针对卫星入轨后的主动磁阻尼与磁捕获控制，结合磁控力矩约束条件，提出了一种模糊控制算法，针对各轴向的磁偶极子进行了控制器设计。分析结果表明，该算法在输入反馈信号数值较小时，可以显著地改善系统的灵敏度和动态特性。计算机仿真结果表明，该算法鲁棒性好，控制精度高，捕获时间相对较短。     

Control of magnetic levitation positioning stage with an eddy current damper

To enhance the system damping,a permanent magnet set which served as an eddy current damper was added to the magnetic levitation positioning stage which consists of a moving table,four Halbach permanent magnetic arrays,four stators and displacement sensors.The dynamics model of this stage was a complex nonlinear,strong coupling system which made the control strategy to be a focus research.The nonlinear controller of the system was proposed based on the theory of differential geometry.Both simulation and experimental results show that either the decoupling control of the movement can be realized in horizontal and vertical directions,and the control performance was improved by the damper,verifying the validity and efficiency of this method.     

Stewart液压平台轨迹跟踪自适应滑模控制

Stewart液压平台是一个多输入多输出（MIMO）非线性系统,其耦合运动过程中存在参数不确定性与干扰影响其轨迹跟踪精度,针对此问题,考虑了系统参数的不确定性,利用Backstepping方法结合滑模控制与自适应控制的优点,推导得到系统的多级自适应滑模控制器,以增强系统运行过程中对运动与力的跟踪性能.利用AMESim与MATLAB的联合仿真方法进行验证,与传统基于各缸位置偏差的比例 积分 微分（PID）控制器相比,结果表明,该方法在系统参数不确定所引起的干扰下,能更有效地降低各缸的位置和力的跟踪误差,从而提高了运动平台末端的动态跟踪精度.     

A practical robust nonlinear controller for maglev levitation system

In order to explore the precise dynamic response of the maglev train and verify the validity of proposed controller, a maglev guideway-electromagnet-air spring-cabin coupled model is developed in the first step. Based on the coupled model, the stresses of the modules are analyzed, and it is pointed out that the inherent nonlinearity, the inner coupling, misalignments between the sensors and actuators, and external disturbances are the main issues that should be considered for the maglev engineering. Furthermore, a feedback linearization controller based on the mathematical model of a maglev module is derived, in which the nonlinearity, coupling and misalignments are taken into account. Then, to attenuate the effect of external disturbances, a disturbance observer is proposed and the dynamics of the estimation error is analyzed using the input-to-state stability theory. It shows that the error is negligible under a low-frequency disturbance. However, at the high-frequency range, the error is unacceptable and the disturbances can not be compensated in time, which lead to over designed fluctuations of levitation gap, even a clash between the upper surface of electromagnet and lower surface of guideway. To solve this problem, a novel nonlinear acceleration feedback is put forward to enhancing the attenuation ability of fast varying disturbances. Finally, numerical comparisons show that the proposed controller outperforms the traditional feedback linearization controller and maintains good robustness under disturbances.     

汽轮发电机组的模糊变结构附加励磁控制

把模糊控制理论同非线性系统变结构控制理论结合起来,研究了一种新型的模糊变结构控制规律,用于汽轮发电机组的附加励磁控制。计算机仿真结果表明,采用模糊变结构附加励磁控制方法可以提高鲁棒性、解决高频抖动问题,并能够很好地改善电力系统的小干扰稳定性。