机器人控制器的变结构控制方法实验研究

本文在一直接驱动机器人上,针对变结构控制几种削弱或消除抖振的方法进行了物 理实验研究,并据此给出了一些比较结果．     

变加权系数减小变结构系统抖振的设计方法

提出一种固定边界的变结构控制平滑方法 ,推导出变结构控制系统的稳态误差指标与边界内部加权系数之间定量的数学关系。通过系统的稳态误差指标可以设计出固定边界的平滑方法 ,从而既消除了系统的抖振又满足了对系统稳态误差指标的要求。仿真结果验证了该方法的有效性。     

模糊变结构控制器的研究

本文揭示了模糊监督控制的变结构本质,并以到达条件的模糊化过程为例,说明了它与传统的边界层方法的等价法。因此可用以削弱在模糊监督控制中所出现的抖振,文末给出了仿真结果。     

一类不确定时滞系统的变结构控制

本文针对不确定输入时滞系统,提出了一种具有滑动模态的变结构控制。先把系统变换成形式上不含时滞的系统,再据变换后的系统设计切换函数和控制律。用切换函数使滑动模态渐近稳定,用变化的不连续控制保证滑动模态的存在和削弱抖振。最后,通过一开环不稳定的不确定系统仿真,验证本文的方法是有效的。     

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。     

一种离散全程滑模变结构控制方法

针对离散时间系统提出了一种全程滑模变结构控制器设计方法。通过选择合适的滑模切换函数，使系统的轨线一开始便落在滑模面上，有效地缩短了系统状态到达滑动模态的时间，使系统从初始状态到平衡点的全过程都具有鲁棒性。针对利用离散趋近律方法设计全程滑模变结构控制器系统存在抖振的缺点，本文利用常规等效控制方法设计离散全程滑模变结构控制器，消除了系统的抖振，改善了系统的动态性能。并基于倒立摆模型进行了仿真，结果验证了其有效性。     

一种时变准滑模变结构控制器设计

提出一种新的具有饱和特性的控制算法,利用该算法,按照参考模型的误差状态,在相空间中平移滑模切换面,可以使滑模变结构控制的扰动不变性在系统运行状态的全局范围内成立;为了抑制抖振,同时采用一种PD型的控制结构限制系统的滑模态趋近速度.仿真结果表明,该设计方法十分简单、有效.     

基于变化率模型的滑模变结构控制及应用

滑模变结构控制具有响应快速、对参数及外界扰动不灵敏的特点。具有代表性的趋近律等设计方法大都需要对象的数学模型,工程应用受到一定限制。对此,提出一种基于被控变量变化率模型的滑模变结构控制方法,以系统偏差和偏差变化率为状态变量建立切换函数,根据变化率模型设计等效控制作用,根据切换函数与系统正反特性设计切换控制作用,同时对滑模变结构控制算法进行改进以减弱抖振。该控制策略无需对象的严格数学模型,工程上容易实现。通过经验测试法建立了聚丙烯反应釜仿真对象温度的变化率模型,基于该模型设计的滑模变结构控制取得了优良的控制效果,验证了控制方案的可行性与有效性。     

变加权系统减小变结构系统抖振的设计方法

提出一种固定边界的变结构控制平滑方法,推导出变结构控制系统的稳态误差指标与边界内部加权系数之间定量的数学关系。通过系统的稳态误差指标可以设计出固定边界的平滑方法,从而既消除了系统的抖振又满足了对系统稳态误差指标的要求。仿真结果验证了该方法的有效性。     

变增益分段滑模控制的PMSM位置伺服系统研究

滑模增益的选择直接影响系统抖振,利用位置信号误差、滑模面积分与滑模增益之间的非线性关系来设计滑模增益,再结合等效控制方法来削弱滑模抖振改善系统的鲁棒性。将单段滑模线控制扩展成在不同阶段PI与滑模分别起作用的两段控制方法应用于永磁同步电机位置控制。应用Matlab/Simulink建立了永磁同步电动机伺服系统的仿真模型,仿真结果表明该方案对系统参数不确定、外界扰动具有强鲁棒性。系统动静态品质优良,滑模控制的抖振得到明显抑制。     

一种峰峰增益指标鲁棒控制器设计

针对不确定线性连续系统给出一种具有峰峰增益指标的鲁棒控制器设计方法 ,该方法以状态非逃逸集逼近可达集获得诱导L∞ 范数的上界 ,从而实现给定的峰峰增益指标 ,优化其上界 ,可获得最小的峰峰增益。     

具有最小增益最优鲁棒控制器的设计

在具有不确定参数系统鲁棒控制器设计方法的研究领域中所要解决的问题主要有两个方面，首先就是要求具有不确定参数系统的闭环控制是稳定的，其次是要求所设计的控制器或给出的解存在的充分条件不保守越好。本文将首先给出一种鲁棒控制器解存在的充分条件以及相应的优化问题解法，并且通过定义最小状态反馈系数矩阵将鲁棒控制的系数矩阵的增益设计到最小的程度。     

基于滑模变结构的开关磁阻电机控制仿真

研究开关磁阻电机的非线性及转矩脉动是其较为突出的缺点.从滑模变结构的理论出发,通过将一类通用滑模变结构控制方法应用到开关磁阻电机的控制系统中.在开关磁阻电机精确模型未知情况下,利用滑模变结构控制的快速性和完全自适应性,实现对开关磁阻电机的有效控制.经仿真结果表明,方法能够有效降低开关磁阻电机的转矩脉动,并改善开关磁阻电机的动态性能,同时具有较强的鲁棒性.     

增益模糊自整定PID控制器设计

本文提出了一种模糊自整定ＰＩＤ控制器及设计方法，仿真结果表明与ＰＩＤ系统比较，模糊自整定ＰＩＤ超调量减小，抗环境变化能力强。较好地解决了对象结构时变系统控制适应能力     

基于倒立摆的一种控制器的设计与仿真

针对倒立摆多输入多输出系统,由于复杂非线性,强耦合性而难以建立数学模型和难以控制的问题．提出一种PID参数模糊自整定的控制方法。利用MATLAB设计PID参数模糊自整定控制器,并进行仿真和实际应用。通过与常规PID控制方法相比较,可以看出PID参数模糊自整定的控制方法不需要建立精确的数学模型,还可以及时在线调整PID参数,获得更好的控制效果。     

变论域智能积分控制器设计

结合模糊控制理论,从优化模糊控制器的角度出发,将论域伸缩因子和智能积分结合起来,设计开发了基于可变论域的智能积分模糊控制器。利用LPC2132 ARM嵌入式芯片作为模糊控制器的核心,LabVIEW搭建监测平台。并针对带有纯滞后的温度控制系统给出了仿真结果。仿真结果表明,对于带有纯滞后的系统,变论域智能积分模糊控制器能够很好地改善纯滞后系统的缺点,对于大延迟、时变、非线性的工业过程系统能够很好的控制效果,其控制效果优于常规的模糊控制器,有较高的工程实用价值。     

数字B超中时间增益控制器的硬件电路设计

时间增益控制器（TGC）是B超成像设备的重要部件,它对人体反馈的超声信号进行增益控制,补偿超声随传播距离增大而产生的衰减。该文依托数字B超设备的研发项目,完成了TGC的设计,包括整体方案设计、硬件电路设计与实现。     

基于回路成形的鲁棒增益调度控制器设计

针对目前基于线性变参数系统的增益调度控制设计中存在的控制结构复杂性问题，提出一种基于回路成形的简单且易实现的增益调度控制结构.在此基础上，提出一个鲁棒增益调度控制设计方法.设计过程首先采用补偿器函数使得被控对象奇异值具有期望的形状，以保证被控对象的性能要求，然后利用小增益定理设计一个鲁棒控制器，得到具有良好性能的、结构简单的鲁棒增益调度控制器.最后针对一个化工过程，说明此方法的有效性.     

基于积分滑动流形的高阶滑模控制器设计

滑模变结构控制方法因其易实现,鲁棒性强等优点广泛应用于实际控制系统中,讨论了具有积分滑动流形的高阶滑模控制器的设计方法.通过设计含积分滑动流形的高阶滑模面,使系统状态在一阶乃至高阶滑模面上均能达到滑动模态.同时利用高阶滑模面为状态变量设计新的状态空间系统,将原先促使系统状态接近并停留在滑模面上的控制目标,拓展为使高阶滑模状态变量趋近于零的控制目标,并结合最优控制方法来设计等效控制量,利用积分流形设计切换控制的切换面,通过严格证明来证实控制器设计的稳定性.在仿真验证部分采用了一阶倒立摆模型,通过比较常规趋近律滑模控制方法和本文方法的仿真结果,可以得出本文方法在减小系统控制量抖振方面的重要作用和优异效果.     

基于Matlab的模糊控制器设计及仿真

针对一阶线性时滞系统在工业控制中存在响应速度慢、静差问题,给出了一种模糊控制器设计。利用模糊集合的隶属度函数,模糊条件句和模糊控制规则,实现对一阶线性时滞系统的控制。利用Madab提供的模糊系统工具箱对控制器进行了设计,并在Simulink环境下对系统进行了建模和仿真。仿真结果表明,模糊控制器提高了一阶线性时滞系统的动、静态特性,使系统获得了良好的控制性能,具有较好的应用价值;