一类碟式飞行器的线性-自适应Terminal滑模混合控制

提出了一种新的线性-自适应Terminal滑模混合控制,把线性状态反馈控制和自适应Terminal滑模控制结合在一起.Terminal滑模控制能够使误差在有限时间内快速收敛到零.在介绍Terminal滑模概念和自适应Terminal滑模方法的基础上,设计了基于质量控制的飞碟的相应控制器.基于质量控制的飞碟是一个多输入多输出的高阶非线性系统.本文的方法保证了输出跟踪误差在有限时间内快速收敛到零,并且有比传统滑模控制更好的动态性能,最后仿真说明了本方法的有效性.     

一类碟式飞行器的线性-自适应Terminal滑模混合控制

提出了一种新的线性-自适应Terminal滑模混合控制，把线性状态反馈控制和自适应Terminal滑模控制结合在一起。Terminal滑模控制能够使误差在有限时间内快速收敛到零。在介绍Terminal滑模概念和自适应Terminal滑模方法的基础上，设计了基于质量控制的飞碟的相应控制器。基于质量控制的飞碟是一个多输入多输出的高阶非线性系统。本文的方法保证了输出跟踪误差在有限时间内快速收敛到零，并且有比传统滑模控制更好的动态性能，最后仿真说明了本方法的有效性。     

模糊自适应调整趋近律的导弹姿态滑模控制系统设计

将模糊控制理论与滑模变结构控制相结合,给出一种在模糊自适应调整下的滑模变结构控制方法。该方法在保持常规滑模变结构控制鲁棒性和自适应性的同时,有效削弱了滑模变结构控制产生的抖振。在给定参数设置的情况下,将该方法应用到某导弹俯仰通道姿态控制系统进行仿真,仿真结果表明系统具有较快的响应速度和较强的鲁棒性,同时有效削弱了滑动模态切换引起的抖振,验证了该方法的有效性。     

无人炮塔火力线跟踪神经滑模控制

针对无人炮塔火力线跟踪动力系统中存在的火力瞄准机构运动使系统动力参数摄动和火炮射击时冲击使系统输入存在外部干扰问题,提出了一种神经滑模控制策略。采用非奇异终端滑模面保证系统状态能够在有限时间内到达滑模面和平衡点;采用径向基函数神经网络自适应地补偿系统摄动和冲击干扰,保证滑模控制在滑模面的运动。应用李亚普诺夫稳定性判据证明了控制器稳定性和火力线跟踪误差收敛性。仿真结果表明,通过神经网络的在线学习实现了火力线位置精确和鲁棒跟踪,并充分抑制了滑模控制中的抖振现象。该方法是有效的。针对无人炮塔火力线跟踪动力系统中存在的火力瞄准机构运动使系统动力参数摄动和火炮射击时冲击使系统输入存在外部干扰问题,提出了一种神经滑模控制策略。采用非奇异终端滑模面保证系统状态能够在有限时间内到达滑模面和平衡点;采用径向基函数神经网络自适应地补偿系统摄动和冲击干扰,保证滑模控制在滑模面的运动。应用李亚普诺夫稳定性判据证明了控制器稳定性和火力线跟踪误差收敛性。仿真结果表明,通过神经网络的在线学习实现了火力线位置精确和鲁棒跟踪,并充分抑制了滑模控制中的抖振现象。该方法是有效的。     

基于Stribeck摩擦模型的系统模糊滑模控制

为降低摩擦对燃料元件制造中某设备系统控制精度的影响,提出了模糊滑模控制方法。应用Stribeck模型对摩擦力矩进行了建模,在此基础上为系统设计了滑模控制器;采用模糊方法对滑模控制的增益进行调节,以减小滑模控制中的抖振;试验结果表明模糊滑模控制器不仅一定幅度削弱了抖振现象,而且具有更高的跟踪精度。     

高超声速飞行器的动态滑模飞行控制器设计

基于高超声速航空飞行器的纵向动力学,提出了一种基于动态滑模原理的飞行控制器。在将模型进行输入/输出线性化的基础上,构造辅助的滑模变量,求取了滑模控制量,实现了动态滑模控制的两阶段收敛。证明了传统滑模面以及辅助滑模面有限时间内的收敛特性,并给出了控制器参数所满足的条件。该方法对不连续的控制量输出加以积分作用,有效地降低了普通滑模控制器的抖振现象。在33 528 m高度和马赫数15的平稳巡航条件下的仿真研究表明：与普通滑模控制器相比,动态滑模有效降低了抖振,并且对参数不确定模型具有更好的鲁棒性。     

滑模变结构制导律的抖振问题研究

滑模变结构制导律是一种强鲁棒性的制导律,对于系统的参数变化和外部的干扰具有理论上的完全鲁棒性。然而,滑模变结构制导律在滑模面上的高频抖振是其在实际应用当中的主要障碍。本文介绍了目前削弱滑模变结构制导律抖振的主要方法。重点介绍了模糊控制、RBF神经网络控制与滑模变结构控制相结合的智能滑模变结构制导律。智能滑模变结构制导律是解决抖振问题的发展方向。     

变参数趋近率的滑模模糊控制方法

针对永磁同步电机传统滑模控制系统中的输出超调大、受外界因素干扰大、滑模抖振等问题,提出变参数趋近率的滑模模糊控制方法。该方法在速度环控制过程中引入模糊控制,通过模糊规则来适当地调节趋近率参数,实现变参数滑模结构控制。仿真实验结果表明,与传统滑模指数趋近率相比,本文所设计的控制方法能在电机启动和电机受到负载时增强系统抗干扰能力、降低超调量,在系统受到外部干扰时能够更快地趋于稳定值,有效地降低了滑模抖振,验证了所设计的控制方法的有效性。     

某型导弹俯仰运动非线性最优滑模控制器设计

针对俯仰运动模型,提出利用非线性最优滑模控制来设计某型导弹的俯仰运动控制系统.该方法利用一个二次型函数为性能指标,通过θ-D方法求解HJB偏微分方程,获取了非线性最优滑模面,根据所得的滑模面设计了滑模控制,采用边界层法来减小抖振.对控制系统性能进行了数值仿真.结果表明,该控制方法具有较好的控制能力和较强的鲁棒性.     

陀螺稳定平台自适应分层滑模速度控制

为了消除高精度陀螺稳定平台系统中的非线性因素对系统控制的影响,设计了一种自适应分层滑模速度控制器。结合某小型电视跟踪导引头中的陀螺稳定平台实际系统,首先,介绍了稳定平台系统的控制结构,具体分析了陀螺速度闭环的工作原理,以及系统中影响速度控制性能的主要非线性因素。其次,针对系统特点,结合滑模控制强鲁棒性的优点,在速度闭环中设计了分层滑模控制。在边界层内,采用了积分增益型滑模控制。在边界层外,采用了带有灰色预测控制项的滑模控制。针对滑模控制中扰动量无法准确确定的问题,设计了自适应调整方法实时估计扰动量的大小。最后,利用Lyapunov方法证明了该方法的稳定性。在导引头稳定平台上实验表明,同PID控制相比,该滑模速度控制器能够有效消除系统非线性因素的影响,改善了闭环速度揎制的性能,提高了稳定精度。同时,与比例滑模控制相比,该方法有效减弱了抖振现象。     

舰炮交流伺服系统自适应模糊滑模位置控制

将变结构滑模控制技术和模糊控制技术相结合,提出一种新颖的自适应模糊滑模伺服系统位置控制方法。根据模糊向量设计自适应律计算逼近的模糊函数逼近被控系统的数学模型。根据线性反馈技术设计滑模控制律,并证明了系统的稳定性。模糊滑模控制柔化了控制信号,将不连续的控制信号连续化,减轻或避免了一般滑模控制器的振颤现象。模糊逻辑实现了滑模控制参数的自适应调整,是解决参数不确定时变系统控制的一种新型有效的方法,降低了切换控制的影响,有效地降低了抖动。实验结果表明,采用自适应模糊滑模控制技术设计的位置控制器精度高,响应时间快,有效抑制系统抖动现象,解决了输入信号的滤波问题、运动中负载的扰动问题以及位置控制中参数难以相互协调匹配的难题。     

机动目标拦截含攻击角约束的新型滑模制导律

针对导弹带有攻击角约束的机动目标拦截问题,结合积分滑模和全局滑模控制方法的优点,设计了一种全新的导弹滑模制导律（SMGL）。在纵向平面内建立考虑攻击角约束的弹目相对运动方程。采用一种新的非线性饱和函数来构造积分滑模面中的积分项,提出了一种新型的非线性全局积分滑模控制方法,解决了传统积分滑模控制中系统暂态性能恶化的问题,降低了系统的稳态误差,保证导弹在有限时间内以更理想的攻击角命中目标,同时使导弹在整个拦截过程中具有很强的鲁棒性。采用动态面控制方法设计了考虑攻击角约束和自动驾驶仪动态特性的导弹全局非线性积分SMGL,基于Lyapunov稳定性准则证明了闭环系统所有状态最终一致有界。与传统线性积分SMGL和偏置比例导引律进行仿真对比,仿真结果验证了全局非线性积分SMGL的有效性和优越性。     

基于积分滑模的BTT导弹鲁棒反演控制律设计

针对不确定非线性强耦合BTT导弹的控制器设计问题,将滑模控制与反演控制思想相结合,在标称模型的基础上进行反演控制器设计.针对系统所存在的模型不确定性和外界干扰,增加一个积分滑模补偿器,提高系统的鲁棒性能.该方法通过合理地设计积分滑模面,保证系统初始状态处于滑模面上,消除了滑模到达阶段,从而有效地提高了系统的鲁棒性.仿真...     

火箭炮自动操瞄系统动态滑模控制

火箭炮自动操瞄系统包含俯仰/方位子系统,两子系统联动时存在轴间耦合非线性力矩,影响到系统的控制精度,甚至使得系统发散。针对上述特性,对系统进行输入输出解耦线性化,并在此基础上引入动态滑模控制方法,设计火箭炮操瞄系统位置控制器,实现火箭炮高精度操瞄。文中仿真对比了传统滑模与动态滑模控制方法的控制特性,结果表明,动态滑模控制方法优于传统滑模控制方法,能够高精度、快速平稳的实现自动跟踪。     

大型发射装置液压起竖系统的滑模控制研究

针对大型发射装置液压起竖系统这类高阶非线性系统的控制问题,提出了一种自适应多面滑模控制方法。基于液压起竖系统的非线性模型,采用逐步递推的方法给出系统的多面滑模控制器。根据Lyapunov稳定性理论,将自适应律引入多面滑模控制器,实现对系统不确定参数和起竖过程中环境干扰的在线估计,提高系统的鲁棒性。试验结果表明,与普通的滑模控制比较,该控制方法有效地克服了系统自身参数的不确定性和外界干扰的影响,提高了起竖角度的跟踪控制精度。     

二阶Terminal滑模控制规律及其Windup效应的研究

文中提出的二阶Terminal滑模变结构控制方法有效消除传统滑模变结构产生的抖振,该方法既具有传统滑模变结构的特点,又能有效地消除传统滑模变结构所产生的抖振.同时,考虑了带有积分项的二阶Terminal滑模控制在控制受限的情况下的Windup效应.将一种Anti-Windup补偿器应用于该控制系统.将此方法用在非线性的多输入多输出微喷十字梁试验系统,仿真结果表明,该方法确实有效地消除了抖振,而且鲁棒性也很强.     

基于无源性的鱼雷非线性姿态系统滑模控制

将鱼雷纵向姿态系统的非线性模型转换为具有能量函数的广义哈密顿正则型（GHCT）,建立了控制律的设计方案。基于系统无源性分析方法设计了变结构滑模控制律,将切换函数作为输出,给出了新的滑模面设计条件,只需考虑在滑模面上的稳定性。该方法完全利用系统的非线性特性,通过无源性理论分析了滑模控制的可达性,而滑模控制能够提高鱼雷姿态系统的控制性能。仿真结果表明,实现了对鱼雷非线性姿态系统的滑模控制,且控制性能良好。     

舰炮随动系统的模糊滑模控制

为提升末端反导舰炮的射击精度,提出一种舰炮随动系统的模糊滑模控制方法。采用LuGre 模型对末端 反导舰炮随动系统中的非线性摩擦进行建模,应用滑模控制算法对摩擦力矩进行补偿,通过模糊规则对滑模控制增 益进行调节以降低抖振。仿真结果表明：该模糊滑模控制器减小了控制输入的抖振,提高了随动系统跟踪稳定性和 跟踪精度。     

基于摩擦补偿的链式弹仓自适应滑模控制

针对链式弹仓精确到位控制中出现抖振与收敛速度慢等问题,提出了一种基于摩擦补偿的自适应非线性滑模控制(ANLSMC)方法。该控制方法引入LuGre动态摩擦模型用于补偿弹仓模型,使得弹仓模型更加贴近于真实工作环境。将传统线性滑模函数改进为非线性滑模函数,与自适应算法相结合,提高了系统鲁棒性,加快收敛速度,有效削减抖振。根据仿真结果表明,提出的摩擦补偿的自适应非线性滑模控制(ANLSMC)方法使弹仓跟踪轨迹误差减小,相比于线性滑模自适应控制方法其有效削减抖振,具有较快的收敛速度。     

模糊滑模控制在磁悬浮球系统中的应用

针对磁悬浮球系统的非线性和不稳定性,将模糊控制与传统的滑模控制相结合,设计出结合二者优点的模糊滑模控制器。给出磁悬浮球系统的数学模型与模糊滑模控制器的具体设计方法。仿真结果表明,与传统的滑模控制算法及PID控制算法相比,模糊滑模控制能明显地削弱系统的抖振,并具有良好的动态性和鲁棒性,还能满足磁悬浮系统的实时性要求。