PI迟滞模型的全局滑模跟踪控制器设计

针对PI迟滞模型算子运算复杂的缺点,提出一种基于全局滑模原理的跟踪控制器方案.通过设计迟滞观测器,在控制器上直接加入补偿,在保证系统状态有限时间内收敛的前提下,求取滑模控制量.给出了控制器满足的条件.仿真实验表明,该滑模迟滞补偿具有能有效补偿迟滞的特性.     

基于非线性干扰补偿的倒立摆反演终端滑模控制

针对倒立摆控制系统既是非线性系统,又存在干扰及参数不确定的情况,提出了基于干扰补偿的反演终端滑模控制.充分利用反演与终端滑模控制的优点,在反演滑模控制的最后一步,采用终端滑模面取代传统的线性滑模面,使误差快速收敛到零,从而提高控制精度.同时,利用非线性干扰观测器对干扰信号进行估计,并进行前馈补偿,提高系统的抗干扰能力.仿真结果表明所用方法的有效性.     

一类非线性系统的多面滑模控制器设计

针对一类非线性系统，提出了一种基于模糊小脑关联结构模型(CMAC)神经网络的多面滑模变结构控制算法，其特点是无需已知不确定性函数及其各阶导数的上界，并且允许控制矩阵存在不确定性．用Lyapunov稳定性定理证明了系统的状态及权值误差最终一致有界．与经典设计方法相比，所提出的方案允许非参数化不确定性．仿真实例显示了方法的有效性．     

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。     

位置伺服系统滑模控制器设计

传统的滑模控制方法在整个响应过程中,其不敏感性不能总被保持。为了克服这个不足,F.Harashima 等人提出了四段切换曲线组合成滑模线的控制方法。本文提出了该方法的不合理性,并给出了新的四段切换曲线,从而使系统在整个响应过程中均具有不敏感性,且使系统是时间次优控制。仿真结果表明,系统在参数变化及扰动情况下,仍能保持很好的跟随性能,优于传统的设计方法。     

一类具有迟滞-蠕变非线性对象的内模控制

针对压电晶体材料在压电相互转化时发生的迟滞-蠕变现象,本文采用内模控制方案来对其进行控制补偿.为实现内模控制,给出一种由Backlash迟滞算子和线性蠕变算子的加权叠加而得到模型来对其进行建模,进而得出建模结构的逆模型.仿真结果表明,本文提出的迟滞-蠕变环节建模方法及自适应内模控制算法的有效性.     

基于LuGre模型的反演自适应滑模ABS控制

针对车辆紧急制动过程中增加车辆行驶安全以及寻求最优刹车策略的要求,对车辆稳定控制系统中防抱死制动系统进行研究,提出一种基于LuGre动态轮胎模型的防抱死制动系统的反演(backstepping)自适应滑模控制方法.首先,构建结合LuGre动态轮胎模型的1/4车辆模型,应用实际轮胎数据拟合LuGre模型参数.其次,利用纵向动力学和滑移率的关系搭建控制系统模型设计反演自适应的滑模控制器,在自适应控制器作用下快速跟踪期望滑移率并改善系统的输出抖动,根据Lyapunov稳定性理论对该方法的稳定性进行了证明.最后,在良好路面和低附着路面上进行车辆紧急制动仿真实验,对该方法的可行性及有效性进行验证.     

迟滞非线性环节的建模与逆控制

压电陶瓷器件这类复合材料在精密定位和微位移控制中得到广泛的应用,但其存在压电相互转化时寄生的难以建模的迟滞非线性现象的不足。通过采用一种和前向神经网络结构类似,以BackLash迟滞算子为激励函数的网络结构,并利用最小二乘法调整网络权值,从而无需考虑具体物理对象而实现对这类复杂迟滞非线性环节的建模,进而推导出所提出网络结构的逆模型。采用所建逆模型来对迟滞非线性环节进行补偿,仿真结果表明:提出的迟滞环建模方法及其控制算法可实现对迟滞环的线性补偿。     

迟滞非线性环节的建模与逆控制

压电陶瓷器件这类复合材料在精密定位和微位移控制中得到广泛的应用，但其存在压电相互转化时寄生的难以建模的迟滞非线性现象的不足。通过采用一种和前向神经网络结构类似，以BackLash迟滞算子为激励函数的网络结构，并利用最小二乘法调整网络权值，从而无需考虑具体物理对象而实现对这类复杂迟滞非线性环节的建模，进而推导出所提出网络结构的逆模型。采用所建逆模型来对迟滞非线性环节进行补偿，仿真结果表明：提出的迟滞环建模方法及其控制算法可实现对迟滞环的线性补偿。     

基于小波模糊神经网络的滑模控制器设计

针对一类非线性系统,采用小波模糊神经网络对控制对象辨识并提出了滑模控制器的设计方法.在系统存在外部干扰并有界时,利用李亚普诺夫方法证明了系统的稳定性.最后,通过MATLAB仿真验证了输出反馈控制具有良好的跟踪性能.     

燃料电池阴极流量无模型自适应滑模控制器设计

针对质子交换膜燃料电池阴极流量控制的问题,考虑到现有基于模型的控制方案对系统动力学的依赖性以及未建模动态对系统控制性能的影响,设计了一种新的基于数据驱动的无模型自适应控制方案。首先,采用非参数动态线性化技术得到阴极流量动态线性化数据模型,可实现对被控系统内部参数摄动和外部扰动的自适应性和鲁棒性。在该数据模型的基础上,设计了自适应二阶滑模控制器来改善系统的暂态品质和稳态精度。此外,在李雅普诺夫稳定性框架下证明了阴极流量系统在所提控制律驱动下进入到收敛的准滑动模态。最后,对于无模型自适应滑模算法中的参数,通过量子粒子群算法进行优化整定,多工况下验证了所提控制系统的有效性。     

网络控制系统最优滑模控制器设计

针对网络控制系统中的网络诱导时延及不确定性因素,设计了有较强鲁棒性的滑模控制器。为了简化系统的设计,首先,利用线性变换将原时滞系统转化为无时滞不确定性系统,基于变换后的系统进行滑模控制器的设计。结合二次型性能指标最优控制方法,给出了线性无时滞系统最优滑模的综合设计方法。选择的控制律能保证系统在有限的时间内到达滑模面,并能有效的削弱抖振。最后对其稳定性进行了分析,给出并证明了原系统渐近稳定的充分条件。仿真验证了该方法的可行性和有效性。     

有界不确定性非线性系统的自适应滑模控制

研究有界不确定性非线性系统的鲁棒跟踪问题,考虑了在同时存在参数、结构及干扰的不确定性条件下,控制系统的鲁棒性。采用自适应滑模控制律,证明了所设计的控制系统满足滑动条件,能保证系统输出全局稳定,并对系统的动态不确定性具有鲁棒性。最后,给出了计算机仿真算例,仿真结果表明,本文提出的控制方法是有效的。     

卫星姿态调节的滑模PID控制器设计

针对刚体卫星的姿态调节问题,提出了一种滑模PID控制器设计方法.根据李亚普诺夫方法,推导出了采用PID形式的切换面的滑模PID控制器.在卫星转动惯量参数存在不确定性和存在外干扰时,该控制律也具有全局稳定性和鲁棒性.最后对卫星姿态控制系统进行了仿真研究.结果表明,所设计的控制方案在实现姿态调节控制的同时,对于卫星转动惯量的摄动及外部扰动力矩是鲁棒的.     

卫星姿态调节的自适应滑模控制器设计

针对刚体卫星的姿态调节问题,提出了一种自适应滑模控制器设计方法.在卫星转动惯量参数存在不确定性时,设计了基于李亚普诺夫方法的自适应滑模控制律,实现了对惯量参数的实时辨识.同时为克服滑模控制中控制量存在的固有的抖振问题,又提出了采用双曲正切函数代替符号函数的控制方案.最后对卫星姿态控制系统进行了仿真研究.结果表明,所设计的控制方案在实现姿态调节控制的同时,完成了对卫星转动惯量的辨识,并有效地抑制了外部扰动.     

基于云模型趋近律的智能滑模控制器设计

为了解决传统滑模控制中采用指数趋近律产生的抖振问题,提出一种采用云模型趋近律的智能滑模控制方法.提出将云模型和趋近律相结合,利用云模型推理方法,动态调整趋近速度,保证系统状态快速、稳定地到达滑模面.将所设计的滑模控制器用于平行单级双倒立摆的稳定控制,仿真结果验证了设计方法的有效性,对系统摄动和外部干扰都有很强的鲁棒性.     

DC-DC变换器滑模变结构控制器设计

以双向半桥DC-DC变换器为研究对象,运用状态平均法建立其数学模型,在此基础上,引入滑模变结构控制,并验证了控制器的稳定性。在MATLAB/simulink中搭建模型,比较了开环控制与滑模变结构控制效果。仿真实验表明滑模变结构控制能够得到良好的动态性能,并且具有较强鲁棒性,大幅度提升了DC-DC变换器的控制性能。     

磁控形状记忆合金执行器迟滞非线性模型

针对磁控形状记忆合金执行器的迟滞非线性,利用PI模型建模思想,采用线性Play算子建立磁控形状记忆合金执行器迟滞非线性模型。根据其模型结构与神经网络结构十分相似的特点,引入神经网络进行权值训练。为了提高系统的实时性,采用遗忘因子递推最小二乘法训练权值。试验结果显示:本文方法对输出位移的最大预测误差为0.0015mm,均方差为2.2931×10-4,最大误差率为0.1593%,表明该方法能够有效地建立磁控形状记忆合金(MS-MA)执行器的迟滞非线性模型,并可以获得较高的模型精度。