Buck三电平变换器中滑模控制应用研究

滑模变结构控制具有鲁棒性强,动态品质好等优点。文中以Buck三电平为例论述利用滑模变结构的理论分析,设计了Buck三电平变换器的方法,详细讨论了滑模面的选取对系统性能的影响,并进行了等效控制、稳定性和存在性的证明。最后将滑模控制buck三电平与传统的PWM控制Buck三电平变换器进行了仿真分析和比较。研究结果验证了滑模变结构控制策略可以大大提高变换器的鲁棒性和动态品质。     

Boost变换器的滑模变结构控制方法研究

本文提出了一种Boost变换器的滑模变结构控制方法。这种方法基于Boost变换器的开关模型。在控制器中引入滞环环节，使系统可以获得固定的开关频率，并分析了开关频率与滞环宽度的关系，给出了控制器参数的渊节方法。所设计的控制器响应速度快，对负载变化和电压波动鲁棒性强，易于实现。     

基于滑模变结构控制的Buck变换器

为了实现对Buck变换器直流输出电压的精确控制,优化变换器的性能,提出了一种基于双滑模面控制的控制策略,建立了数学模型,并推导了变换器滑模面的存在条件。通过仿真实验表明,采用双滑模面控制滑模变结构控制的Buck变换器具有滑模控制快速响应、鲁棒性强等特点。     

基于滑模变结构的间接矩阵变换器—异步电机控制系统研究

传统的交直交变频调速系统由于带有中间直流环节大电容或大电感,使得它体积大。间接矩阵变换器中间直流环节没有大储能元件,增加了它的紧凑性,而且间接矩阵变换器正弦电流传入,正弦电压输出,该变换器整流级与逆变级协调控制,可以实现零电流换流。滑模变结构是一种非线性的控制方法,将其应用到矢量控制系统中,可以减少对系统参数的依赖性。仿真结果表明基于变结构的间接矩阵变换器驱动异步电机矢量控制系统能够获得良好的动静态性能。     

滑模变结构控制对象研究

从滑模变结构的控制领域着手,分析了不同控制对象的状态方程,通过数字仿真对比了滑模变结构和PID对不同阶数、不同时间常数对象在快速性、参数整定及搞干扰上不同的特性表现.在此基础上,总结了滑模变结构控制不同对象的优劣.由此,提出了滑模变结构控制的最佳适用性.     

DC/DC开关变换器滑模变结构控制的新方案

本文在滑模等价控制的基础上,考虑实际控制中的非理想切换条件,提出了一种适合PWM型DC/DC开关变换器的滑模变结构控制算法简单的新方案.该控制算法依开关工作周期,动态地对滑模误差进行修正,从而动态地补偿控制量的大小,将有利于近似地保证系统沿着切换面运动,并可以减少系统稳态误差,达到削弱乃至消除高频抖动的目的.以Boost变换器为例的仿真结果表明,本文的控制方案可以减少系统超调,缩短过渡过程时间,改善系统的动态品质,并有效地解决滑模控制中的高频抖动问题.     

滑模变结构控制在平流层飞艇姿态控制中的应用

为了较好地控制平流层飞艇的姿态,将滑模变结构控制方法和PID控制方法应用于平流层飞艇的姿态控制设计中,该飞艇模型具有参数静不稳定性。首先,以平流层飞艇平台为研究对象,建立了飞艇的六自由度线性动力学方程。然后,结合滑模变结构控制律和经典控制方法,设计了飞艇姿态控制的滑模控制器和PID控制器。最后,通过数据仿真,得出了较好的姿态控制效果,并对两种控制方法进行了对比分析。仿真结果表明,滑模变结构控制可以作为平流层飞艇平台姿态控制的研究方法,能够较好地控制飞艇的姿态。     

滑模变结构在AUV航向控制中的应用

针对自主式水下机器人的控制特点,建立了机器人的动力学数学模型。利用运动解耦的方法完成了水下机器人完备控制量的构建。在滑模变结构控制理论的基础上,设计了水下机器人的分布式滑模控制系统,并在Simulink下完成滑模控制器的建模。预先设定了仿真过程中机器人的运动轨迹跟踪,结果表明,滑模控制能有效地控制AUV的航向,对外部扰动具有较强的鲁棒性。     

航空发动机模糊滑模变结构控制研究

针对航空发动机是一个具有时变不确定性的非线性系统,结合模糊控制和滑模变结构控制的特点,提出了一种基于模糊滑模变结构控制的航空发动机控制方法.采用线性滑模面和指数趋近律设计变结构控制器,应用模糊逻辑系统自适应调节切换增益,避免了传统滑模变结构控制系统在到达阶段对不确定性的敏感性,消除了滑模控制中的抖振.通过数字仿真,结果表明所设计的模糊滑模变结构控制器对系统的参数摄动和外部干扰具有不变性,使被控系统在整个控制阶段都具有较强的鲁棒性.     

隔离三电平零电压直流变换器

介绍了一种隔离三电平零电压直流变换器。其主开关管的电压应力均为输入电压的一半。由于采用了交错ZVSPWM控制并利用输出滤波电感中的能量,因此能够在宽负载范围内实现开关管的ZVS。分析了该变换器的工作原理和工作特性,并通过一个480W（输出48V／10A）的原理样机进行了验证,最后给出了实验结果。     

六开关三相Boost型整流器的电压滑模控制

三相PWM整流器功率因数校正实现的关键在于如何得到与输入电压同相位的输入电流,同时要保证当负载变化时,输出电压能够迅速地跟踪参考值并且稳定下来。首先根据六开关三相boost型整流器的物理模型,分别建立了以电感电流和电容电压为状态向量的数学方程,然后把静止三相坐标转换到旋转d-q坐标下进行电流内环的滞环控制,电压外环的滑模控制。通过仿真,表明该控制方法具有较强的鲁棒性和良好的动态特性,输入电流谐波较小。     

基于观测器的滑模制导律

为考虑拦截导弹控制回路动态,所设计的滑模制导律在实际应用中往往涉及到不可量测的反馈状态变量和不确定性的内部参数等问题。采用自适应控制和观测方法,给出了一种基于观测器的自适应滑模制导律,观测器主要用于实现对系统状态,如视线角速度的高阶导数和有界不确定项,如相对运动速度的高阶导数等的在线估计,从而满足实际情形下的可执行性要求。制导律推导中考虑到了拦截导弹具有一阶机动动态的情形,且该方法也可以推广到具有高阶机动动态下的设计。非线性系统仿真表明,相比于传统的比例导引和滑模制导律,该制导律在足够的机动性能下,不仅可以实现对机动目标的碰撞拦截,且具有较强的机动性能和拦截性能优势,同时仿真结果也表明了所设计的观测器的有效性。     

基于滤波器的机器人滑模控制

变结构控制系统是一类特殊的非线性控制系统,滑模控制就是其中的一种控制策略。滑模控制对系统参数及扰动的变化反应迟钝,具有很强的鲁棒性,该控制方法特别适合机器人系统的控制。抖振是滑模变结构控制中不容回避的问题。文中采用了后滤波器用于消除对象输出的噪声干扰,从仿真结果看,有效削弱了单纯滑模变结构控制系统的抖振。     

模糊滑模变结构控制技术的应用研究

针对包含非线性和不确定性的坦克炮控系统,提出了一种基于模糊控制的滑模变结构控制器的设计方法。首先采用极点配置的方法确定了等效控制,再通过应用带有切换增益的鲁棒反馈控制来保证滑模到达条件,然后,利用模糊调节策略来加速到达滑动模态区并削弱抖振。本文所提出的模糊逻辑的应用是一种可计算的智能方法,针对工程问题,具有精确表达式的调整过程,使得控制策略的调整变得更加容易实现。通过仿真结果可以看出,系统得到了更好的性能指标,并且削弱了抖振。系统响应的快速性和鲁棒性都得到了提高。     

基于滑模变结构控制的数字化软开关电源

基于滑模变结构控制技术,采用FLEX10KAFPGA（EPF10K30AQC208）数字控制芯片研制开发了容量为180W的有源箝位正激软开关电源;并且详细分析了该电源的控制时序及滑模变结构的数字化控制方案,最后给出了系统的实验结果。从实验结果可以看出滑模变结构控制鲁棒性强,系统的稳定性能好,动态响应速度快,而且主回路的开关管实现了零电压软开关。     

基于改进型滑模变结构的TCR型SVC控制策略研究

本文以TCR型SVC为研究对象,应用先进的非线性控制理论来进行控制器设计,以充分挖掘SVC的工作潜能。详细分析了滑模变结构控制的原理、优缺点,并应用趋近率的设计方法推导出基于指数趋近率的控制率,在与PID控制的跟踪效果对比中,显示出优良的快速性和跟踪精度。另外针对滑模变结构控制所固有的抖振现象,本文提出一种改进的滑模变结构控制系统。最后使用Matlab/simulink环境对所使用的方法进行了仿真验证。     

Boost变换器的PID型滑模控制

以实现Boost变换器良好的动静态控制特性为目的,研究了变换器的PID型滑模控制策略。给出了PID型滑模电压控制状态表达式,并建立了该滑模控制变换器系统模型;设计了滑模切换面函数形式,推导出系统等效控制表达式;采用光滑函数方法降低滑模控制系统的抖振现象,得出了增加去抖振措施的控制表达式;给出了滑模切换面参数的选择方法。通过仿真与实验,验证了基于PID型滑模控制的Boost变换器系统理想的启动和扰动调节特性。     

DC-DC变换器的大信号建模及鲁棒控制方法

本文从工程实践的要求出发,将建模和控制器的设计紧密结合,提出了一种新型DC-DC变换器大信号建模方法,基于这一模型,将线性时变不确定系统的鲁棒控制方法应用于DC-DC变换器的控制器设计.本文所提出的建模和控制器设计方法适用于全部四种基本PWM型DC-DC变换器.计算机仿真和实验证明,本文设计的控制器对输入电源电压扰动和线性负载电阻扰动具有良好的鲁棒性,且实现方案简单易行.