一种用于感应电机的鲁棒变结构观测器

提出一种同时实现感应电机转速和转子电流观测的方法。针对感应机这一多变量耦合非线性时变对象,以Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定判据作为设计基础,通过变结构项的引入来抵消不可知部分,确保Ｌｙａｐｕｎｏｖ稳定判据的条件成立,从而得到原系统的鲁棒非线性观测器。理论分析表明,由于变结构项的引入,保证了所设计的观测器具有收敛性和对参数变动的鲁棒性。感应电机的仿真实验说明了该方法的可行性和良好性能。     

时滞系统的变结构控制及其实现问题

本文研究时滞系统的状态观测器，变结构控制及其实现问题。给出了一般时滞系统的状态观测器及变结构控制的设计方法，证明了当用状态观测器来实现变结构控制策略时，在一定条件下，可以保证系统的状态无限趋近于理想的滑动模态。     

基于变结构控制的二阶自抗扰控制

结合变结构控制器抗扰性能强,调节速度快和结构简单的特点,提出一种基于变结构控制器的二阶自抗扰控制器。首先,设计了系统的相轨迹和一种变结构控制律,使得系统具有更强抗扰能力和更快的调节速度。在带宽近似不变的情况下,可以通过调节参数改变系统的抗扰性和调节时间。证明了系统的稳定性,研究了变结构控制器的参数选取问题,考虑扩张状态观测器的观测误差,分析了参数选取对系统抗扰性的影响。最后,采用仿真实验测试了控制器的性能,实验结果表明,相比基于PD控制的标准自抗扰控制控制器,该控制器在调节时间、抗扰性及参数整定上均更优。     

基于鲁棒控制Lyapunov 函数的非线性预测控制

针对一类约束不确定性非线性仿射系统,提出一种可保证闭环系统鲁棒镇定的非线性模型预测控制算法.利用鲁棒控制Lyapunov函数得到改进的Sontag公式,并以此为基础,构造一种计算有效的单自由度鲁棒预测控制器.以Matlab语言为仿真工具,对一开环不稳定振荡器进行了仿真研究,结果表明,利用该控制算法得到的闭环系统不仅渐近稳定于原点,而且所得控制量和系统状态都满足系统约束,从而验证了控制算法的有效性.     

一种复杂非线性系统的智能变结构控制方法

采用一种智能结构方法实现复杂非线性系统的控制,给出了设计原则,并用第四代歼击机飞行控制系统设计一个复杂实例来说明方法的有效性,实例系统中包含了两种控制律：增益调参和非线性动态逆控制律,两种控制律都包括了对发动机推力矢量喷管的控制。文中采用了一种基于状态的控制律切换算法进行两类控制律的切换,考虑了变结构系统切换瞬态问题和强迫振荡问题,并给出了简便的解决方法。     

基于分段Lyapunov 函数的Hammerstein-Wiener 非线性预测控制

针对输入和输出受约束的Hammerstein-Wiener型非线性系统,建立T-S模糊模型,并提出一种基于分段Lyapunov函数的非线性预测控制算法.通过构造分段二次Lyapunov函数,分析非线性系统的稳定性,降低普通二次Lyapunov函数的保守性;通过离线设计分段反馈控制律,在线实施符合条件的反馈控制律,极大程度地提高了在线计算效率.仿真结果验证了该方法的有效性.     

一种采用观测器的机器人变结构控制算法

本文针对仅有关节位置检测的关节型机器人,提出了一种考虑参数不确定性和状态不确定性的变结构轨线跟踪控制算法.通过对两种不同类型观测器(线性反馈和变结构反馈)的研究,用定理形式给出了由机器人、观测器和控制器组成的闭环系统渐近稳定的充分条件.非线性滑动域替代线性滑动面取得了控制精度和控制平稳性的折衷.在作者自行研制的直接驱动机器人DDR-1的实验中证实了这种算法的有效性.     

计算机滑模变结构控制的切换函数超前补偿

本文分析了计算机滑漠变结构控制系统采样周期和计算时间的存在所导致的颤振现象，提出了一种削弱其额振幅值的方法─—切换函数超前补偿法。理论分析和仿真结果均表明了这种方法的有效性和可行性。     

基于输入输出的滑模变结构控制

针对一类非线性系统中存在不确定性和外部干扰,运用滑模变结构控制理论,提出一种具有滑动模态的控制器设计方法。该设计的目的是使系统的跟踪误差趋近于0,并且对不确定性和外部干扰具有较强的鲁棒性。控制器利用滑动模态对系统参数变化以及对外部干扰具有的完全不变性,使系统的鲁棒性得以提高;文中讨论了滑动模态的存在性和滑动模态的不变性原理,对于滑动模态的到达问题,用选定的趋近律代替常规的到达条件,不仅可以减少非线性引起的分析困难,还有助于改善系统的动态品质。最后对一非线性系统进行仿真,仿真结果表明该文提出的控制方法能够获得令人满意的结果。     

离散变结构输出反馈控制

讨论了离散系统的变结构输出反馈控制,采用输出反馈控制不需状态完全可测;本文给出了输出反馈变结构控制系统的滑模平面设计方法;利用趋近律的思想设计控制律,证明了系统的准滑模稳定性。     

High Performance Regulator for Fractional Order Systems: A Soft Variable Structure Control Approach

In this paper, soft variable structure control of fractional order systems is proposed for achieving high regulation rates and short settling times. Using the appropriate fractional order Lyapunov approach, a controller based on continuous fractional switch are designed to achieve high control performance. Due to the alleviation of chattering phenomenon soft VSC that is proposed for fractional order systems are quite useful in future for the practical systems.     

Finite-time attractive ellipsoid method: implicit Lyapunov function approach

A finite-time version, based on implicit Lyapunov functions (ILFs), for the attractive ellipsoid method (AEM) is developed. Based on this, a robust control scheme is presented to ensure finite-time convergence of the solutions of a chain of integrators with bounded output perturbations to a minimal ellipsoidal set. The control parameters are obtained by solving a minimisation problem of the ‘size’ of the ellipsoid subject to a set of linear matrix inequalities (LMIs) constraints, and by applying the implicit function theorem. A numerical example is presented to support the implementability of these theoretical results.     

反馈线性的非线性系统的分步输出变结构控制

针对一类存在参数不确定性的反馈线性的非线性动态系统,通过构造两个滑模流形,即误差跟踪的线性函数和中间控制变量与其实际值之间的误差,给出了输出跟踪控制律．并设计一个变结构控制律使闭环系统的轨迹渐近趋于滑模区,对于所有滑模区上的轨迹,跟踪误差趋于零．     

无刷双馈电机滑模变结构直接转矩控制

针对无刷双馈电机直接转矩控制系统磁链和转矩脉动大的问题,引入滑模变结构控制策略.以转矩和磁链两个滑模控制器来代替传统直接转矩控制中的两个滞环控制器,电压矢量开关的输出采用空间电压矢量PWM调制的方法,保证了逆变器开关频率恒定,应用指数趋近率方法设计滑模控制器,由Lyapunov方法求得相应的滑模变结构控制律,建立了MATLAB/Simulink环境下直接转矩控制系统的仿真模型,仿真结果表明,新型控制方案能有效减小转矩脉动,改善定子磁链和电流波形,同时仍可保持直接转矩控制固有的转矩快速响应的优点,提高系统的稳定性和鲁棒性.     

Asymptotic feedback stabilization: A sufficient condition for the existence of control Lyapunov functions

In this paper we study the feedback stabilization problem for a wide class of nonlinear systems that are affine in the control. We offer sufficient conditions for the existence of ‘Control Lyapunov functions’ that according to [3,23] and [28–30] guarantee stabilization at a specified equilibrium by means of a feedback law, which is smooth except possibly at the equilibrium. We note that the results of the paper present a local nature.     

An adaptive variable structure control for a class of nonlinear systems

Motivated by the recent advance in adaptive output-feedback control for a class of nonlinear systems which can be transformed into the so-called output-feedback form [7,10,11], an adaptive structure controller is proposed in this paper to solve the nonlinear model reference adaptive control problem. It is shown that an asymptotic output tracking performance can be achieved for this class of nonlinear system even if some nonlinearity is not available or some unknown parameters are fast time-varying.     

Robust discrete variable structure control with finite-time approach to switching surface

By using a dead-beat control technique of discrete-time systems, a robust discrete variable structure control (DVSC) is developed for the linear discrete-time systems subject to input disturbance, measurement noise and uncertainty. The proposed control includes two parts: equivalent control and switching control. Based on the internal model principle, the input disturbance and the measurement noise modeled as pulse transfer functions, are rejected by the equivalent control. The unmatched uncertainty caused by the time-invariant parameter variations is also tackled by the equivalent control. If the inverse of stable characteristic polynomial of the real closed-loop system is a finite-degree polynomial, the trajectory reaches the switching surface in a finite-time step. Due to the subjection of input disturbance or measurement noise or uncertainty, a poor response occurs. Under these circumstances, a switching control based on Lyapunov redesign is employed to improve the system performance. The stability of the closed-loop system is then verified by Lyapunov stability theory. Simulations are also given to confirm the usefulness of the proposed controller.     

基于滑模观测器的永磁同步电机变结构鲁棒控制

提出一种由一个变结构控制器和一个滑模观测器组成的控制系统,用于永磁同步电机的无传感器鲁棒控制.首先利用Lyapunov稳定性原理分析得到观测器的收敛条件及自适应率,并证明了其稳定性,然后以转速误差为参量建立滑模面,构造出变结构速度控制器,推导出自适应速度控制律,并得到速度控制的参考电流和参考电压.该方案的控制性能不依赖于电机参数和干扰变化,具有较强的鲁棒性.仿真结果验证了该方案的有效性与正确性.     

具有零动态仿射非线性系统控制Lyapunov函数的构造

研究具有零动态仿射非线性系统控制Lyapunov函数的构造问题.提出通过求解一个Lyapunov方程获得可线性化部分的二次型控制Lyapunov函数.由可线性部分的控制Lyapunov函数和零动态部分的Lyapunov函数,通过构造一个正定函数,得到了整个系统的控制Lyapunov函数,且设计了可半全局镇定整个闭环系统的控制律.仿真实例说明了所提出方法的有效性.