机载光电稳定平台的强鲁棒性滑模变结构控制

为使机载光电稳定平台系统在复杂环境下仍具有强鲁棒性,建立光电稳定平台数学模型.以两轴四框架光电吊舱为研究对象,通过分析噪声干扰及本身结构参数的变化对光电稳定平台的影响,提出基于干扰观测器(disturbance observer,DOB)的滑模控制器设计方案.理论推导和仿真结果表明:滑模变结构控制(sliding mode variable structure control,SMVSC)对干扰力矩和摄动完全适应,对系统结构参数变化和外界扰动具有良好的鲁棒性;比无干扰观测器的控制系统,拥有更高的稳定精度和更快的动态响应,能增强光电稳定平台的抗扰动能力.     

基于扰动观测器的机载光电稳定平台自适应指数时变滑模控制

针对考虑载机干扰、摩擦力矩和参数不确定性等扰动因素影响的机载光电稳定平台高精度控制问题,提出了一种基于非线性扰动观测器的自适应指数时变滑模控制方法。该方法利用非线性扰动观测器观测系统的聚合不确定性,用来抵消外界扰动和参数不确定性对系统的干扰。在此基础上,设计自适应指数时变滑模控制器,实现了光电稳定平台伺服系统在残余聚合扰动影响下的期望角位置转动的全局鲁棒控制,该方法不需要确定聚合不确定性的上界信息,同时避免了普通自适应滑模的切换增益过度自适应问题,最终通过李雅普诺夫稳定性定理证明了闭环系统的全局渐近稳定性,系统角位置最终渐近收敛到期望角位置。数值仿真和样机测试结果表明,在外界扰动和参数不确定性的影响下,该方法能够实现系统的高精度角位置控制。     

基于最优化的导弹伺服机构滑模变结构控制研究

针对导弹伺服机构,研究了基于最优化的滑模变结构控制方案.首先建立了导弹伺服机构模型,并用优化方式确定切换函数,用到达条件确定滑模变结构控制律.仿真表明:基于最优化方法设计的滑模变结构控制系统,对外部干扰和参数不确定性具有强的鲁棒性,优于传统控制方案.     

基于最优化的导弹伺服机构滑模变结构控制研究

针对导弹伺服机构，研究了基于最优化的滑模变结构控制方案。首先建立了导弹伺服机构模型，并用优化方式确定切换函数，用到达条件确定滑模变结构控制律。仿真表明：基于最优化方法设计的滑模变结构控制系统，对外部干扰和参数不确定性具有强的鲁棒性，优于传统控制方案。     

低速摩擦伺服系统的滑模变结构控制研究

针对低速摩擦伺服系统,提出采用指数趋近率的滑模控制方法,以保证运动点在有限时间到达平衡点,缩短了趋近时间.并且通过引入饱和函数以削弱抖振.最后运用Matlab/Simulink软件平台仿真,验证了该方法具有良好的跟踪特性和较强的鲁棒性.     

陀螺稳定平台伺服回路的变结构控制

针对陀螺稳定平台伺服回路模型, 设计了基于角加速度信号反馈的变结构控制器.理论及仿真研究结果表明, 变结构控制系统对平台受到的扰动力矩及参数变化具有完全的自适应性, 并可有效地克服变结构控制器的抖动性对系统的不利影响.由于系统设计从实际对象模型出发, 且控制算法简单、易实现, 可望获得工程应用.     

火箭炮交流位置伺服系统滑模变结构控制策略

对多管火箭炮负载特性，转动惯量变化规律及其燃气流冲击力矩作用规律进行了定量分析，基于此设计了多管火箭炮交流位置伺服系统结构并提出了滑模变结构控制策略，对其具体控制结构的形式进行了分析，提出了统一滑模变结构控制和串级滑模变结构控制两种方案。最后给出了两种滑模变结构控制结构的计算机仿真结果，结果表明该控制策略具有较强的抗负载扰动能力和参数鲁棒性，可以适应多管火箭炮的负载干扰力矩以及转动惯量的变化。     

陀螺稳定平台的滑膜变结构控制实验研究

针对高精度陀螺稳定平台快速隔离扰动、稳定视轴的要求,设计了以挠性陀螺为惯性传感器的双轴陀螺稳定平台.介绍了该平台的结构,分析了影响平台稳定精度的因素,并针对速率陀螺反馈加传统PID控制不能实现稳定角度无静差的问题,尝试了一种滑膜变结构控制策略.试验结果表明,采用滑膜变结构控制方法后,陀螺稳定平台精度可提高50％以上.     

基于滑模变结构控制的PMSM建模仿真

基于滑模变结构控制建立了永磁同步电机(PMSM)的数学模型,分析了在d轴电流等于零情况下的控制方法,并运用Simulink进行仿真,这对应用永磁同步电机作为动源的伺服系统的设计、制造和使用有一定的参考价值。     

基于LuGre模型的伺服转台自适应反演滑模控制

为降低摩擦力矩对机电伺服转台控制精度的影响,提出了自适应反演滑模控制方法;分析了伺服系统的原理,并应用LuGre模型对摩擦力矩进行了建模;在此基础上结合滑模控制和反演法,提出了自适应反演滑模控制(ABSM)算法;将ABSM控制器与原有的PID控制器进行了仿真对比实验。结果表明:所设计的控制器增强了系统的鲁棒性,大幅提高了控制精度。     

基于滑模变结构控制的移动系统滑转率控制

月球车移动系统在行驶过程中其行驶参数经常发生变化,采用传统的控制方法往往不能保证在任何情况下都能得到最佳的控制效果,鲁棒性较差。滑模变结构是一类特殊的非线性控制方法,它对系统参数摄动具有很强的抑制能力,因此鲁棒性很强,并且具有算法简单易于实现等特点。根据移动系统的动力学模型及滑模变结构控制理论,建立基于滑模变结构控制的月球车移动系统滑转率控制的控制逻辑和控制算法,将其应用于月球车移动系统的滑转率控制中,并通过仿真结果分析证明该种控制方法具有较好的控制效果。分析了变结构控制系统的控制特性,为月球车滑转率控制系统的设计提供理论参考依据。     

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。     

基于非线性指数趋近律的离散滑模变结构控制

基于非线性函数提出了一种新型离散非线性指数趋近律,实现切换项系数随系统运动点到切换面的距离由大到小非线性变化,使系统运动点到达过程由快到慢的变速控制;设计了基于离散非线性指数趋近律的控制器,研究了几种离散趋近律存在的差异和问题,通过与几种离散趋近律在到达时间和抖振幅度的比较,证明非线性指数趋近律不仅缩短了到达时间,加快了趋近过程,间接增强了系统鲁棒性,而且进一步降低了系统抖振,改善了控制品质。     

坦克稳定器滑动模态变结构控制

介绍了用滑动模态变结构控制对坦克水平稳定器进行设计的方法。滑动模态变结构控制主要由求取切换函数及变结构控制两部分组成。采用最优化方法设计的切换函数,保证滑动模态稳定,用幂次趋近律确定变结构控制,使切换面以外的相轨线于有限时间到达切换面。在此基础上又进行了仿真实验,仿真结果显示,系统单位阶跃响应快速无超调,稳态误差为零,斜坡输入下能平稳跟踪。     

舵机加载系统的最优滑模变结构控制

研究了舵机加载系统的变结构控制问题。针对系统中存在的未建模部分、参数时变等不确定因素,在前馈控制补偿舵机运动扰动的基础上,引入伺服系统中广泛应用的积分策略增广系统,利用带期望衰减度的二次最优化方法产生滑模面,采用具有良好动态品质的趋近律,构造系统的最优滑模变结构控制。仿真表明,复合控制下系统具有良好的动态和稳态性能,对干扰具有较强的鲁棒性。