基于神经网络混合建模的结构振动滑模控制

将神经网络和标称系统混合建模方法引入到离散滑模控制当中,得到神经网络滑模控制,然后对结构振动进行控制,振动结构为具有不确定性参数的柔性附件,并受到随机外扰作用。离散滑模控制的滑模面是以标称系统为基础,由最优二次型价值函数求解黎卡提方程确定。利用标称模型和神经网络混合建模方法来减小系统的不确定性,达到提高滑模控制在实际控制系统中的控制效果。其中利用前馈神经网络来对不确定部分进行建模。最后通过对滑模控制和神经网络滑模控制进行仿真,结果表明,本文所提出的神经网络滑模控制对具有不确定性参数和随机外扰的柔性结构系统振动的控制效果要优于滑模控制。     

Adaptive output feedback sliding mode control for time-delay systems with extended disturbance

This study proposes a new adaptive output feedback sliding mode control (SMC) for mismatched uncertain time-delay systems. First, sufficient conditions in terms of linear matrix inequalities are derived such that the equivalent reduced-order system in the sliding mode is asymptotically stable. Second, based on a new lemma and a novel adaptive law, an adaptive sliding mode controller is designed to guarantee the finite-time reachability of the system states using output feedback only. The proposed method is not limited by the following conditions: (1) the exogenous disturbances must be bounded by a known function of the outputs or by a known function of the state and delayed state variables, and (2) the norm of unmeasured states must be bounded by a constant value. As these conditions are required for the application of most existing SMC approaches for time-delay systems, the proposed approach can be applied to a more generalized system, making it a valuable contribution to the field.     

Strong ergodicity of systems with the average shadowing property

Let X be a compact metric space and f?: X → X be a continuous map. It is proved that if f has the average shadowing property and an invariant Borel probability measure with full support, then for all n ≥ 1, the map f × f ×?????× f (n times) and hence f ⁿ are totally strongly ergodic.     

具有非线性时滞的汽车磁流变悬架系统自适应模糊滑模控制

针对磁流变悬架系统执行器件非线性及其时滞的不确定性,本文提出采用基于自适应模糊逻辑的滑模控制策略。首先基于磁流变减振器试验测试数据建立了能精确描述执行器非线性动力学行为的控制模型,进而建立了具有不确定时滞的磁流变减振器控制模型;基于建立的1/4半主动悬架动力学模型,设计了自适应模糊滑模控制器;作为比较,基于1/4车辆悬架模型还设计了简单滑模控制器;最后进行了仿真分析和道路试验。试验结果表明,基于自适应模糊滑模控制能消除减振器强非线性和不确定时滞的影响,显著提高车辆的平顺性,其控制效果要优于简单滑模控制。     

结构滑模控制的一种指数趋近律方法

提出了一种指数趋近律 ,当正常运动段远离切换面时 ,能快速地趋向切换面 ;当运动接近切换面时 ,趋近速度又大大降低。这样与常用指数趋近律相比 ,过渡时间、系统的抖动以及所需控制力都能进一步减小。最后将这一理论应用到三层剪切型框架进行数值模拟 ,振动控制效果明显。     

具有扰动观测器的汽车主动悬架滑模控制

基于双横臂悬架的1/4汽车模型,以降低簧载质量振动为目的,提出了具有扰动观测器的滑模控制方法。由1/4汽车模型中簧载质量的受力平衡条件,得到了1/4汽车模型的二阶线性控制系统。在路面激励位移未知时,为了估计二阶线性控制系统输入的扰动力(控制臂的作用力、悬架弹簧力、减振器阻尼力和外界干扰力的总和),给出了基于滑模控制的扰动观测器设计方法。根据扰动观测器的估计值,计算了具有扰动观测器的滑模控制的1/4汽车模型的控制力。当路面激励为阶跃位移时,计算分析了采用无控制、PID控制和滑模控制时1/4汽车模型的簧载质量加速度,结果表明:具有扰动观测器的滑模控制器可以获得更好的控制效果。通过分析不同控制参数和外界干扰力对滑模控制器效果的影响,证明了基于1/4汽车模型的具有扰动观测器的悬架滑模控制设计的有效性。     

多输入多输出系统的滑模控制器设计及其应用

研究了一类多输入多输出系统的滑模控制问题,采用一种改进的指数趋近律,有效降低变结构所产生的抖振,并且给出理论性证明.将提出的设计方法应用于液压活套控制系统设计,将系统中的活套高度和活套张力的耦合关系当作干扰来处理.仿真结果验证了所提方法的有效性,该控制器可使活套控制系统获得较好的控制效果,并使活套系统迅速达到平衡稳定状态.     

采用滑动模态控制器的实时子结构试验等效力控制方法

等效力控制方法用反馈控制代替数学迭代过程求解实时子结构试验隐式逐步积分方法的非线性方程。对于非线性结构实时子结构试验的等效力控制方法,采用滑动模态控制器代替ＰＤ和ＰＩ控制器。滑动模态控制是一种非线性控制器,适合线性和非线性系统的控制。线性弹簧试件的实时子结构试验模拟和试验验证了这种控制方法的可行性.防屈曲支撑试件试验模拟和试验的结果表明,非线性系统的等效力控制方法试验,滑动模态控制有较好的控制效果。     

关于一类不确定非线性系统的鲁棒控制

对于一类同时具有匹配不确定性和非匹配不确定性的非线性系统,结合反馈线性化理论、矩阵不等式、李亚普诺夫稳定性理论和变结构控制,提出了一种鲁棒控制器的设计方法,使得闭环系统是渐近稳定的.     

空间站大柔性太阳电池翼驱动装置的滑模伺服控制

针对空间站大柔性太阳电池翼高稳定对日跟踪驱动控制问题,提出了一种带运动规划和振动抑制的非线性快速终端滑模伺服控制方案。推导了太阳电池翼驱动状态方程、永磁同步电机动力学模型,同时考虑驱动装置传动间隙、静/动摩擦力矩切换等非线性传动特性,在动力学建模基础上设计高次样条运动规划、位置环积分分离调节器、速度环快速终端滑模变结构调节器的组合控制系统。通过对太阳电池翼对日跟踪过程的仿真校验,表明设计的控制方案可实现大惯量、超低频太阳电池翼较高的驱动速度稳定度和较好的跟踪精度。     

Allowable perturbations for the stability robustness of systems with uncertain parameters

Abstract

This paper presents new techniques to analyze the stability robustness of linear time‐invariant systems in state space models. The fundamental criteria derived before for testing the stability robustness of autonomous systems are applied to the robustness analysis of multivariable feedback systems. Both the norm bound and the element bound for allowable perturbations are obtained. A stability robustness index is defined which is useful both for the analysis and the synthesis of control systems.     

改进滑模变结构永磁电机控制器研发

为克服传统滑模观测器对永磁同步电机进行无传感器控制时存在高频抖振和转子位置估算不精确的缺陷,提出一种基于改进滑模观测器的PMSM控制器设计方法.首先,建立PMSM的数学模型并分析传统滑模观测器转子位置估计原理和缺陷,然后,采用低通滤波器对电流误差开关信号进行滤波并对转角进行补偿,采用饱和函数代替开关函数以减少滑模运动的高频抖动,最后,采用李亚普若夫稳态判定方程证明设计的改进观测器的稳定性.系统测试表明:该方法能较为准确地对PMSM的转子位置和速度进行估算,具有较高的估算精度.     

存在输入时滞的不确定系统的滑模控制

考虑存在输入时滞情况下不确定系统的滑模控制问题,其中被控系统存在状态不确定和控制输入不确定性.通过设计一种新的积分型滑模切换面,不仅可以保证系统状态轨迹从初始状态开始就位于指定的切换面上,而且能够适应系统参数的摄动.给出了保证闭环系统渐近稳定的充分条件.仿真实验结果验证了本文算法的有效性.     

结构非线性振动的自适应模糊滑模控制

结构在强震作用下将不可避免地进入塑性阶段,表现出非线性行为,而总体上说,结构非线性振动还没有系统、有效的控制方法.本文主要研究了结构非线性振动的自适应模糊滑模控制算法,用模糊系统来自适应地逼近非线性系统以实现滑模控制力,同时采用模糊系统消除滑模控制所带来的抖振现象,并给出了模糊滑模控制器和自适应律的设计.仿真模型采用3层和20层的Benchmark非线性结构模型,每层均设置一个采用自适应模糊滑模控制算法的控制装置,计算出其在地震输入下的结构响应,然后对仿真结果进行了分析.仿真结果表明,自适应模糊滑模控制算法能够充分发挥自适应模糊控制和滑模控制的优点,较好地实现对结构在地震作用下非线性振动的控制,并得到令人满意的结果.     

车辆半主动座椅悬架自适应模糊滑模控制

针对含有人体模型的五自由度半主动座椅悬架系统,设计一种基于趋近率的滑模控制器.通过引入自适应控制算法,对系统模型简化过程中产生的扰动及外界干扰进行估计,并在简化模型的基础上采用模糊算法,对滑模控制中趋近速率参数进行优化,在保证趋近速率的同时,提高系统的鲁棒性;采用双曲正切函数替代切换项中的符号函数使得系统在切换过程中更...     

二阶滑模离心-振动试验系统的振动控制

针对离心-振动试验系统的振动位移跟踪控制存在参数不确定性和干扰的问题,提出一种基于二阶滑模的振动位移跟踪控制方法。该方法基于高阶滑模控制基本原理,通过建立离心-振动复合试验系统数学模型,利用李雅普诺夫第二法设计出二阶滑模振动位移控制律。仿真结果表明：该方法在2 s内能够完成位移跟踪,跟踪准确度达到0.001 m,能够有效降低系统抖振,实现振动位移跟踪的精确定位,具有较高的控制精度和可靠性。     

Necessary and sufficient conditions for exponential stability of a family of generalized Liénard differential equations

A class of generalized Liénard differential equations determined by prescribed bilateral bounds for the nonlinear terms is considered. Necessary and sufficient conditions for exponential stability of the system expressed in the indicated bounds are found. The results are compared with known sufficient stability conditions obtained via the Lyapunov function method.     

共振式混凝土路面破碎车的自适应反推滑模控制

基于共振式混凝土路面破碎车共振机构的结构,给出了其共振频率和振幅的模型.建立了基于比例泵控马达的频率调节的非线性不确定性控制模型,设计了自适应反推滑模的控制算法,针对系统模型中的不确定性项,给出了各参数项的自适应律,基于Lyapunov函数,证明了频率输出跟踪的渐近收敛.仿真和车载测试结果表明,该方法具有较好的频率跟踪性能,能满足共振式路面破碎车的施工控制要求.     

Stabilization and synchronization of 5-D memristor oscillator using sliding mode control

ABSTRACT

This article presents a control design method for asymptotic stabilization, synchronization, and antisynchronization of a five dimensional chaotic memristor oscillator system. Two cases are considered: (i) with known parameters, (ii) and with unknown parameters. When a system’s parameters are known, then controllers are designed using sliding mode approach and when system’s parameters are unknown then controllers are devised using adaptive integral sliding mode control method. Hurwitz surfaces are constructed in both approaches. To employ the integral sliding mode, firstly, the system is transformed into a special structure containing a nominal part and some unknown terms computed adaptively. Then, the system is stabilized using integral sliding mode control. The stabilizing controller, consisting of the nominal control plus some compensator control, is then designed. The compensator controller and the adapted laws are derived in such a way that the time derivative of a Lyapunov function becomes strictly negative. The effectiveness of the proposed scheme is tested through computer simulation.     

Transfer operators for contractive Markov systems and stochastic stability of the invariant measure

We consider contractive Markov systems, a generalization due to Werner of iterated function systems that contract on average. We study a transfer operator for such systems and determine an appropriate function space on which this operator acts quasi-compactly and has good spectral perturbation properties. We discuss how these results apply to the stochastic stability of the invariant measure.