滑模变结构控制在机械臂跟踪轨迹控制中的应用

针对滑模变结构控制中存在的抖动现象,通过调整控制律设计了一种新的抑制抖动的滑模变结构控制方法.该控制方法与常规滑模变结构法、饱和函数法相比,不仅满足了平滑控制量的要求,而且较饱和函数法控制精度高.仿真实例验证了该设计方法的正确性.     

双拇指手的位置伺服控制及抑制抖动研究

以双拇指手为控制对象,讨论了数字三环控制和滑模变结构控制方法,同时讨论了抖动的影响以及抑制抖动的方法.结果表明滑模变结构控制可以改善系统的控制性能,引入饱和函数后抑制抖动效果明显.滑模变结构控制优于三环控制.     

电液伺服系统的切换饱和函数滑模变结构控制

针对电液伺服系统的参数不确定性问题,基于滑模变结构控制理论,提出了一种切换饱和函数滑模变结构控制方法来消除参数不确定性对系统控制性能的影响,并采用饱和函数平滑不连续控制法,有效地减弱了系统中的抖振现象。仿真实验结果证明,该控制策略具有很强的鲁棒性及良好的跟踪性。     

滑模变结构控制研究综述

主要介绍滑模变结构控制的研究情况.先介绍变结构控制理论,并对滑模变结构的发展现状进行了评述;然后着重从滑模面设计、滑模条件以及抖动这三个方面对已开展的研究工作进行了深入的探讨;最后介绍了滑模变结构控制的主要应用情况,同时对这一领域的研究方向进行了展望.     

滑模变结构控制研究综述

主要介绍滑模变结构控制的研究情况。先介绍变结构控制理论，并对滑模变结构的发展现状进行了评述；然后着重从滑模面设计、滑模条件以及抖动这三个方面对已开展的研究工作进行了深入的探讨；最后介绍了滑模变结构控制的主要应用情况，同时对这一领域的研究方向进行了展望。     

四旋翼飞行器滑模控制的稳定性分析

研究了四旋翼垂直飞行器稳定姿态的控制问题.针对控制对象的典型欠驱动特征,提出了变结构滑模控制方案,有效实现了系统的鲁棒控制.设计滑模控制面后,基于Lyapunov方法证明了所提控制律的稳定性,保障了系统状态的有效收敛,进一步采用饱和函数法设计边界层厚度以降低开关控制切换时带来的抖振影响.仿真分析结果表明,所提滑模控制方案可实现四旋翼直升机的平稳姿态控制.     

基于滑模原理的鲁棒交流伺服控制器

滑模变结构控制器由于具有鲁棒性好、设计实现方便等优点,已被逐步应用于电力传动控制领域, 该理论在工程应用中最大的障碍是高频开关控制带来的抖动现象．本文首先深入地分析了在交流伺服系统 中,当采用传统滑摸控制时,抖动产生的原因及特点．在此基础上提出了一种无抖动现象的新型滑模控制 器,并论证了控制参数整定的原则．实验的结果表明这种新型滑模控制器既保留了传统变结构控制的鲁棒 性,又有效地解决了抖动问题．     

变结构可重构飞控系统研究

采用滑模变结构控制理论对飞行重构控制系统进行设计，构造出了滑模变结构重构控制系统。重构策略采用跟踪控制方法，在设计重构控制律时注重考虑执行机构的幅值饱和以及速率饱和。仿真结果表明：该方法具有很高的重构精度，能够快速而有效地实现重构控制。     

变结构神经网络控制在SRD中的应用

目的为了减小开关磁阻电机驱动系统参数变化对系统性能产生的影响,解决变结构控制的不连续控制特性问题.方法在常规变结构控制的基础上,引入神经网络控制技术,将普通滑模变结构与神经网络相结合,通过变结构神经网络控制策略进行控制器设计.结果经过对新的滑模变结构控制与传统的PID控制和普通变结构控制性能的对比分析表明,新的滑模变结构控制较好地克服了负载扰动及参数变化对系统转速的影响.结论新的控制方法快速性好、鲁棒性强,减少了开关磁阻电机驱动控制系统的输出抖动.     

滑模变结构控制在时滞系统中的应用

目的研究一类线性不确定时滞系统控制器的设计问题,改善时滞系统的控制效果.方法采用滑模变结构控制策略,先用线性变换将原来的时滞系统变成一个无时滞的系统,再利用最优控制理论设计滑动平面并选择适当的滑模变结构控制规律,保证系统状态在有限的时间内到达滑动面.结果滑模变结构控制比PID控制超调量小10%,调节时间短5%,有效地抑制了系统控制器输出的抖动问题.结论滑模变结构控制方法具有更优的动态特性及鲁棒性,有效地提高了时滞系统的控制效果.     

建筑结构基于有限状态输出反馈的准滑模控制

为了较好地解决有限状态输出反馈条件下建筑结构滑模控制系统过大的抖振,提出了含饱和函数的指数趋近律形成的控制律和含继电特性连续函数的指数趋近律形成的控制律,基于这两种控制律,采用有限状态输出反馈的准滑模控制方法对地震作用下建筑结构的振动控制问题进行了研究.算例数值分析结果表明,所提出的准滑模控制方法,控制效果明显,能有效地减小结构的地震峰值响应,且控制系统的抖振很小.     

Hamilton系统的鲁棒自适应控制及在航天器中的应用

针对带有参数不确定性和受外干扰影响的多输入多输出Hamilton系统的跟踪控制问题,提出一种基于动态逆和扩张状态观测器的鲁棒自适应控制方法,保证系统具有良好的控制性能和较强的鲁棒性。首先,针对标称模型设计了基于动态逆方法的控制器,然后采用基于投影算子的自适应律和扩张状态观测器,分别对系统中的不确定参数和外干扰进行估计和补偿,同时,采取动态补偿器降低执行器饱和对控制性能的影响。最后,将控制方案应用于航天器姿态控制系统中,仿真实验结果表明了方法的有效性。     

滚珠丝杠副的增益模糊自适应双幂次趋近律滑模控制

为了提高滚珠丝杠副激光切割平台的切割速度控制性能,本文基于双幂次滑模趋近率和模糊控制原理,设计了一种增益模糊自适应双幂次滑模趋近率控制器。考虑到滚珠丝杠副存在各种轴向振动与扭转振动,采用集中参数方法建立了滚珠丝杠副运动系统的拉格朗日动力学模型,同时摩擦力的高度非线性对高精度的控制系统存在较大的影响,因此引入了Stribeck摩擦模型估计摩擦力;由于传统双幂次滑模趋近率控制器存在抖振,引入饱和函数代替符号函数,在一定程度上抑制了控制系统的抖振;针对传统双幂次滑模趋近率控制器的控制增益的动态调整性能不足,即固定增益很难保证激光切割的最佳动态控制效果,分析并建立了激光切割深度、速度与双幂次滑模趋近率控制增益之间的模糊关系,以激光切割深度作为自适应参考依据,采用基于模糊规则表的模糊控制器自适应调整控制增益,增强了系统的鲁棒性和自适应性;经过与PI控制器和传统双幂次滑模趋近率控制器进行仿真实验比较,结果表明本文所提出的控制方法不仅解决了控制系统超调问题,而且提高了系统的响应速度和鲁棒性,有效地削弱了系统的抖振;同时搭建激光切割实验室平台,通过在滚珠丝杠副激光切割平台上的激光切割实验,发现最佳的激光切割深度范围为电池片厚度的1/2-2/3,最佳的激光切割速度为200mm/s。在此基础上,采用PI控制器、传统双幂次滑模趋近率控制器和本文所提出的控制方法进行电池片激光切割,实验结果表明,通过对比分析由金相显微镜获得的切割后电池片的切缝图像,由本文所提出控制方法所得的电池片切缝平整,验证了本文所提控制方法在激光切割速度控制性能上的优越性。     

非线性不确定性系统的变结构控制策略研究

针对具有匹配和失配不确定性因素的非线性单变量时变系统，研究了一种新的变结构控制律的设计方法，提出了完全基于对象标称模型不确定性因素上下界的逻辑极值控制律形式，以保证变结构控制系统浙近稳定或最终有界。     

可重构飞控系统的鲁棒控制研究

在飞控系统发生故障时，利用可重构飞控系统实现故障重构。本将低，高增益反馈控制方法和分段线性控制技术相结合，提出一种新的可重构飞控系统鲁棒控制结构，通过对反馈控制建设，同时考虑操作面偏转速率饱和限制，从而设计出一种鲁棒重构控制系统，计算结果表明，该方法能有效地完成飞控系统故障重构。     

运用模糊控制理论的并联电容器投切方式

分析了并联电容器在实际应用中遇到的提高功率因数与改善电压质量的矛盾以及并联电容器自动投切装置出现的往复投切问题。提出了运用模糊控制理论的并联电容器模糊控制规律。仿真实验表明：该控制方式能较好地处理电压质量和功率因数的关系,解决补偿装置开关往复投切的问题,是一种较理想的控制规律。     

基于飞机总能量控制系统(TECS)的飞行航迹/速度解耦控制方法研究

对飞机航速／速度解耦控制系统进行了分析与研究。将偏差控制与基于飞机总能量控制的解耦理论结合在一起，实现了对飞行速度和飞行高度的无稳差控制。对某型飞机在低动压情况下6组典型飞行状态进行解耦控制律设计和仿真，结果显示该方法在所有6组状态下均达到飞机解耦控制标准。由于所选6组飞行状态包含飞机参数不确定信息(有油、无油状态)和干扰不确定信息(地面效应)，从而使得所设计控制律对飞机解耦控制具有一定的鲁棒稳定性。     

动态负载仿真系统中非线性因素的分析和抑制

从工程应用的角度详细地分析了动态负载仿真中非线性因素对系统静态和动态性能的影响,通过数字仿真指出了影响系统性能的主要非线性因素,从控制系统设计角度讨论了主要非线性的抑制,最后给出了试验结果。     

基于扩展滑动模态控制的末制导律设计

对于三维目标拦截问题，提出了一种新的具有鲁棒性的扩展连续滑动模态末制导律。基于变结构控制理论的方法和零化弹目视线角速率的思想，选择一个合适的滑动区域代替传统变结构滑动模态的设计，同时将目标的机动加速度视为已知的有界扰动。设计得到了具有鲁棒性的三维扩展的连续滑动模态末制导律。该方法利用Lyapunov稳定理论严格证明了扩展的连续滑动模态末制导律在滑动区的可达性和渐近稳定性。该方法简单，易于理解，便于工程应用，数字仿真验证了所提出的制导律更适合拦截大机动目标。