不确定性多变量系统的全程滑态变结构控制方案设计

为改善变结构控制系统的瞬态性能及提高系统在能达阶段抗参数摄动和外界干扰的能力,本文提出了全程滑动模态变结构控制方案,文中方案使得控制系统一开始就处于所设计的滑动模态上并将其保持,解决了以往变结构控制系统中能达阶段的鲁棒性问题,所构造的控制算法具有计算简单且控制量小的优点,易于工程应用。     

基于趋近律方法的Delta算子滑模变结构控制系统

针对高速信号不确定滑模变结构控制系统的抖振问题,提出一种基于Delta算子离散化方法的不确定Delta算子系统的滑模变结构控制器。基于反正切函数给出了一种改进的Delta算子离散趋近律,将系统的不确定部分用其上、下确界代替,然后设计滑模变结构控制律。仿真结果表明了该方法的可行性和有效性,对内部参数摄动和外部干扰具有良好的完全鲁棒性。因此,基于该趋近律方法设计的滑模变结构控制系统既能在有限时间内快速趋近切换面,又最终稳定于平衡状态。     

Delta 算子不确定系统的滑模变结构控制

研究算子系统滑模变结构控制的综合问题.首先,利用线性矩阵不等式方法给出了切换面存在的充分条件,分析了算子变结构控制系统的到达条件,将连续系统和离散系统统一到算子系统.基于指数趋近律,给出滑模变结构控制一般方法.其次,给出一类算子不确定系统的滑模控制器设计,分析了准滑动模态的渐近稳定性,使得系统具有良好的动态性能.最后,用一个仿真实例说明在采样周期取值非常小的前提下,该方法设计的滑模变结构控制仍具有可行性和有效性.     

线性多变量离散系统全程滑模变结构控制

讨论线性多变量离散不确定系统滑模变结构控制问题。利用全程滑动模态的思想，通过构造切换函数，使系统的轨线一开始便落在切换面上，缩短了到达时间，增强了系统的鲁棒性；利用系统的摄动、干扰与采样时间的关系，改进了控制律的设计，使结论条件更符合物理意义。仿真实例说明了该方法的有效性。     

不确定Delta算子系统的滑模软切换控制

针对一类带有内部参数摄动和外部扰动的快速采样控制系统,基于sigmoid函数提出了一种Delta算子S-变速趋近律方法,并设计了不确定Delta算子系统的滑模软切换控制器。基于Delta算子采样原理,将连续时间系统和离散时间系统的软切换控制器设计统一到Delta算子系统。基于Delta算子S-变速趋近律方法设计的闭环快速采样滑模软切换控制器能够在限制时刻内到达切换面,削弱了系统颤振。从仿真实例可以看出,该滑模软切换控制器的稳定性和平稳性优于传统指数趋近律情形,整个动态过程具有良好的完全鲁棒性。     

变结构控制中滑模与模型选取的若干原则

在滑动模态上，变结构控制对于各种对象参数摄动和外部干扰具有不变性。然而变结构控制都不是运行在滑模态。因此，这种情况下的鲁棒性才真正反映了系统性能。对于连续与离散积分型变结构控制，分别从理论分析计算与数值仿真两种途径得到了典型惯性过程的参数可摄动范围。所得到的结果显示。滑模和标称模型的选取是直接关系鲁棒性的重要因素，而非线性控制部分主要对动态品质产生影响。由等效控制与被控对象组成闭合系统的鲁棒性直接与整个系统的鲁棒性相关联。最后给出了变结构控制中滑模与模型选取的一些设计原则。     

一类非线性系统的变结构控制

给出了类似于单变量系统的多输入非线性系统的规范型，以及系统可化为这种形式的充分必要条件。针对化为规范型的非线性系统，讨论了对其实施变结构控制问题。     

控制受限情况下变结构系统的全局稳定性

本文指出了滑动模态到达条件ｓｓ〈０的局限性，用新的方法研究了控制受限情况下变结构控制的全局稳定性，给出了变结构控制实现的新条件，并由此条件考虑了用非线性切换函数提高运动快速性的问题。     

一级倒立摆的滑模模糊变结构控制器设计

一级倒立摆是一个复杂非线性和系统。本文针对系统本身存在许多准确建模的因素,设计了基于滑模的模糊变结构控制器。仿真结果表明该控制系统对于外部扰动和参数摄动具有良好的鲁棒性。     

滑模预测离散变结构控制

研究了不确定离散时间系统的变结构控制设计问题,提出了基于滑模预测思想的离散变结构控制系统设计新思路.该方法综合考虑抖振、鲁棒性以及控制量约束等指标要求,利用当前及过去时刻的滑模信息预测未来时刻的滑模动态,实现了滚动优化求解.仿真结果表明,该方法可有效消除抖振现象,并能够保证闭环系统的鲁棒稳定性.     

Quantized sliding mode control in delta operator framework

This paper is concerned with quantized sliding mode control in the unified delta operator system framework. To solve the quantization measurement saturating problem, a dynamic quantization strategy including discrete on‐line open‐loop zooming‐out and closed‐loop zooming‐in policies is presented. By analyzing the sign relation between the traditional linear switching function and the quantized linear switching function, a novel quantized sliding mode control method is proposed, and both the amplitude of the control gain and the value of the quantization measurement saturating parameter are reduced compared with previous results. Some simulation results are presented to verify the effectiveness of the proposed method.     

牵引车–飞机系统的自适应滑模变结构控制

将自动转向技术应用于牵引车–飞机系统, 并以侧偏位移和相对横摆角作为反馈, 提出一种牵引车四轮主动转向控制策略. 重点考虑牵引车和飞机的侧向和横摆运动, 建立含铰接角在内的牵引车–飞机系统非线性动力学模型. 将牵引车和飞机的轮胎侧偏刚度视为有界的不确定性参数, 将侧向风等因素视为未知的外在扰动, 采用自适应滑模变结构控制方法设计牵引车转向角控制器. 仿真结果表明, 设计出的前、后轮转向控制器能使控制系统同时获得很好的轨迹跟踪性和操纵稳定性, 并且能够有效的克服参数摄动和外界干扰对系统操作性的影响.     

双轮自平衡机器人的滑模变结构控制研究

本文以双轮自平衡机器人为研究对象,根据经典牛顿力学建立了数学模型,针对传统极点配制方法无法克服机器人运动过程中干扰大、参数变化的问题设计了一种滑模变结构控制算法,并做出了相应的控制和仿真,有效的解决了机器人的平衡控制问题。仿真实验分析表明,滑模变结构控制算法使系统的跟踪速度更快、稳定性更高,较有较高的实际应用价值。     

非匹配不确定系统的模糊滑模控制

研究多输入不确定系统的模糊滑模控制问题，利用动态补偿器和不等式技巧设计了滑动模态，解决了非匹配不确定性的抑制问题，并给出了保守性较小的滑模稳定性条件．为克服滑模的抖振，提出了用模糊数模型和双二次函数插值构造模糊滑模控制律的方法．仿真结果表明，该方法对于参数摄动和外部扰动具有良好的鲁棒性．     

基于调节函数的一类三角结构非线性系统的自适应滑模控制

针对一类三角结构的非线性系统,基于状态参考自适应控制算法和滑模控制技术,研究了其在非匹配未知参数和不确定性干扰下的跟踪控制问题,提出了自适应滑模控制策略,实现了不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪.与一般自适应控制相比,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可行性.     

有限时间快速收敛滑模变结构控制

讨论了一类非线性系统的滑模变结构控制有限时间收敛问题.提出了一种新的收敛滑模超曲面及相应控制方案.研究结果表明,系统状态变量能以较快的收敛速度在有限时间内进入各级滑模超曲面最终到达平衡点,并具有良好的动态性能.最后仿真结果验证了该方案的有效性.     

Global tracking sliding mode control for a class of nonlinear systems via variable gain observer

A novel output‐feedback sliding mode control strategy is proposed for a class of single‐input single‐output (SISO) uncertain time‐varying nonlinear systems for which a norm state estimator can be implemented. Such a class encompasses minimum‐phase systems with nonlinearities affinely norm bounded by unmeasured states with growth rate depending nonlinearly on the measured system output and on the internal states related with the zero‐dynamics. The sliding surface is generated by using the state of a high gain observer (HGO) whereas a peaking free control amplitude is obtained via a norm observer. In contrast to the existing semi‐global sliding mode control solutions available in the literature for the class of plants considered here, the proposed scheme is free of peaking and achieves global tracking with respect to a small residual set. The key idea is to design a time‐varying HGO gain implementable from measurable signals. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.