非线性系统的模型到达变结构控制

本文对一般非线性控制系统,提出了一种模型到达控制的概念,作为模型跟踪控制的推广,为此,当模型与系统为同阶时,引入了动态补偿器,然后采用变结构控制(VSC)策略,来实现模型到达控制的目的,文中还研究了控制受限情况下的VSC,所提出的控制策略此时有很大的简化,最后讨论了滑动模态对摄动的自适应性,文中引用的趋近律为多输入情况提供简单的计算方法,也解决了VSC全过程的品质问题。     

常用电机微控制器之比较

在介绍几种典型电机微控制器8XC196MC、TMS320C240和ADMC311结构的基础上,着重对这些芯片如何实现PWM控制等交流电机控制系统所必需的性能进行了分析比较,以便为交流感应电机(ACIM)、步进电机(SM)等电机控制系统的数字设计提供参考.     

基于FPGA的机载PWM信号转换器仿真与实现

无人机系统常采用脉冲宽度调制信号(PWM)控制舵机执行机构,在进行飞行控制系统闭环半物理仿真中,需要实时采集舵机控制信号作为无人机模型的控制输入,进而构成闭环仿真.提出并实现了一种以FPGA为核心的PWM信号转换器的设计,给出了PWM信号转换器各部分模块的详细设计,并用Verilog在FPGA中实现了其全部功能.在对FPGA设计的PWM信号转换器模块功能仿真和时序仿真正确后,下载到Altera开发板中进行验证.测试结果表明,利用FPGA设计的PWM信号转换器模块具有测量精度高、简单高效的特点,满足了实时仿真的要求.     

基于单片机PID和PWM液体流量控制系统研究

本文介绍了一种PWM结合数字PID算法在液体流量变量控制系统中的应用方案,系统以AVR单片机atmega32为核心,以比例电磁阀为控制对象,利用atmega32的PWM功能,采用数字PID调节实现液体流速闭环控制.仿真结果表明采用PWM和数字PID控制液体流速具有良好的动态、稳态性,从而证明了这种设计的合理性和优越性.     

控制信号叠加技术在无刷直流电机控制系统中的应用

在无刷直流电机(BLDC)控制系统中,其关键技术是设计线圈换相控制信号和PWM调压控制信号,这两种信号分别通过各自的驱动元件来控制B L D C的线圈电流方向和电机线圈两端的电压。"控制信号叠加技术"将两种信号叠加,通过一个功率驱动管来实现上述两个功能,这种技术取得了较好的实际应用效果。     

基于VSC7389的16端口10/100/1000 Mbps自适应以太网交换机的设计*

大型分布式通信设备的各个功能模块可单独完成一定的工作,但各模块之间仍需要进行高速内部通信以使设备协调工作.以3TNet核心设备--大规模汇聚接入路由器(ACR)的内部组网模块为例,介绍了一种基于VSC7389和VSC8538芯片的16端口10/100/1000 Mbps自适应以太网交换机的设计.     

基于DSP的磁流变阀流量控制系统设计

本文设计了一种以DSP为核心的磁流变阀流量控制系统,介绍了系统的硬件和软件结构、功能和具体的实施方法.通过DSP与计算机通讯,实现远距离的自动控制.电流源驱动磁流变阀提高了瞬态响应速度.由于磁流变阀的非线性,采用模糊控制,并利用DSP的PWM模块输出控制波形,通过调节PWM波形的占空比实现了对磁流变阀流量的快速有效控制.控制系统经使用效果良好.     

利用单片机定时器实现信号采样和PWM控制

一种利用单片机MSP430F413的定时器Time_A实现采样和脉冲宽度调节(PWM)的方法,并应用于精密温度控制系统。该系统采用时间量采样的模数转换方法,并设计了完全采用软件实现的PID调节程序,用PWM方式完成对精密温度的控制。     

PWM控制方式的精度分析

<正> 在数字控制系统中,电机的脉宽调制(PWM)控制方式多数由下面三种方法来实现:1)CTC 定时控制方式,2)计数比较控制方式,3)D/A 控制方式,下面我们对这三种方法控制精度进行分析。     

常用电机微控制器之比较

在介绍几种典型电机微控制器8XC196MC、TMS320C240和ADMC311结构的基础上,着重对这些芯片如何实现PWM控制等交流电机控制系统所必需的性能进行了分析比较,以便为交流感应电机(ACIM)、步进电机(SM)等电机控制系统的数字设计提供参考。     

基于ROM的FPGA多通道PWM调速策略研究

针对目前机电一体化系统中PWM信号通道多和难同步的问题,提出一种基于ROM的FPGA多通道PWM发生器的设计方法。利用FPGA内部ROM资源,通过软件的方法根据需要产生多路PWM信号。多路PWM发生器通过采用同一时基,可实现PWM信号的严格同步和不同调制策略。采用的FPGA数据采集速度达到1 MB/s,独有的NiosII核软处理器可以实现DSP的功能,可以完成复杂的数据处理。设计方法在机械臂控制系统中进行了实际的应用,初步设计了硬件电路并利用quartus II和modelsim给出了仿真结果。实验结果表明设计方案能很好满足系统功能和性能要求,同时设计又具有开放性,可以在此基础上进行扩展。     

离散变结构控制基于扰动动态补偿的理想趋近律

研究了带有系统内部参数摄动和外部干扰的离散时间系统变结构控制综合问题。给出了非匹配不确定离散时间系统带有扰动动态补偿的理想趋近律,消除了常规变结构控制中不确定项必须有界和满足匹配条件的限制。所设计的变结构控制器在有限时间内可达切换面,有效地削弱了系统抖振,减小了切换带带宽,改善了系统动态品质。仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。     

Analysis of pulse width modulation controlled systems based on a piecewise affine description

The problem of assuring the asymptotic stability of a pulse width modulation (PMW) control scheme is a classical topic in control engineering, where a continuous‐time control signal is approximated by a piecewise constant signal. This paper proposes a general framework that either shows the local asymptotic stability of the closed‐loop PWM system or proves the convergence of the state to an invariant set, which is the case in the presence of limit cycles. The proposed method is based on a piecewise affine representation of the closed‐loop system in discrete time, and it uses semidefinite programming both to find a Lyapunov‐like function and to determine an estimate of the region of attraction. This is an important feature since the desired continuous‐time control action at some instants may be larger than the magnitude of the PWM signals, leading to saturation of the applied control action, a well‐known source of performance degradation and even instability. Two academic examples of applications are shown, in the domain of spacecraft positioning control and electric direct current (DC) motor servoing.     

直流PWM伺服系统的模糊变结构控制的研究

以直流PWM伺服系统为对象,在建立数学模型基础上,从变结构控制理论出发,结合模糊控制的优点,设计了一种新型模糊变结构控制器,即在误差较大时采用滑模变结构控制,充分利用其响应速度快的特点,在误差较小时改用增量式模糊控制,并进行分级处理,以减弱抖振,提高控制精度,改善系统的动态性能。理论分析与仿真结果证明,该系统响应快、抖振小、鲁棒性较强,能够获得良好的控制效果。     

基于STC15的5G电动农业机械遥控系统设计

为解决当前航模遥控系统遥控距离不足以及控制精度无法满足控制要求的问题,设计了基于STC15的5G电动农业机械遥控系统。该遥控系统以STC15W4K32S4作为主控芯片,由5G模块、霍尔操纵杆、滤波电路等电路组成。电动农业机械遥控系统通过操纵杆控制脉冲宽度调制(PWM)输出信号,经5G模块进行远距离数据传输,经过比例积分微分(PID)算法调节,实现大部分农业机械运动的控制。试验结果表明:电动农业机械遥控系统可通过5G通信实现远距离PWM输出信号控制电动农业机械运动。5G电动农业机械遥控系统将PWM遥控系统与5G技术相结合,增加遥控控制范围。5G通信的高传输速度使得控制精确性与系统灵敏度大幅提高。该方式可实现对农机运动的精细化控制。     

基于神经元自适应变结构控制的主动队列管理算法

针对网络TCP模型的非线性以及回路延时和负载波动等不确定性因素,提出一种基于神经元自适应变结构控制(VSC)的主动队列管理(AQM)算法。通过非线性变结构控制以保证路由器队列响应的快速性和鲁棒性;同时考虑到滑模控制中存在的抖振会引起队列波动和控制精度降低等问题,引入神经元在线调整控制器参数以减弱抖振,从而减小队列延时和模型不确定性的影响,提高AQM系统的鲁棒性和性能。最后通过NS-2仿真实验验证了算法的有效性。     

An approach to polynomial NARX/NARMAX systems identification in a closed-loop with variable structure control

Many physical processes have nonlinear behavior which can be well represented by a polynomial NARX or NARMAX model. The identification of such models has been widely explored in literature. The majority of these approaches are for the open-loop identification. However, for reasons such as safety and production restrictions, open-loop identification cannot always be done. In such cases, closed-loop identification is necessary. This paper presents a two-step approach to closed-loop identification of the polynomial NARX/NARMAX systems with variable structure control （VSC）. First, a genetic algorithm （GA） is used to maximize the similarity of VSC signal to white noise by tuning the switching function parameters. Second, the system is simulated again and its parameters are estimated by an algorithm of the least square （LS） family. Finally, simulation examples are given to show the validity of the proposed approach.     

变结构预测控制

在变结构滑模控制的基础上，引入参数辨识和状态预估，形成了一种新的控制技术－变结构预测控制，变结构预测控制增强了变结构没模控制的鲁棒性，使之对具有大滞后和变参数的对象也能进行有效的控制，有较强的自适应能力。一般自适应控制技术闭环参数不完全辨识问题，在变结构预测控制中获得了解决，这就使控制更为精确和有效。本文探讨和研究了变结构预测控制技术的实同及其控制特性，并由仿真和实验结果加以验证。     

基于FPGA的多功能多路舵机控制器的实现

利用现场可编程门阵列(FPGA)构建了一个可编程片上系统(SOPC)实现能同时控制多个伺服舵机的控制器,用于遥控/自控飞艇的控制。该片上系统的硬件部分主要由串口通信模块、NIOS-IICPU模块、脉宽调制(PWM)信号发生模块、PWM信号脉宽计数模块以及多路开关模块组成。软件部分主要是串口通信软件。其中,PWM信号发生模块可通过串口通信灵活地设置每路PWM信号的占空比。仿真和实验结果表明,该控制器可根据串口通信数据,可靠地对每个伺服舵机进行独立控制,且舵机运行平稳无颤振。     

Adaptive controller design for uncertain fuzzy systems using variable structure control approach

Based on the variable structure control (VSC) theory, we develop an adaptive fuzzy control system design method for uncertain Takagi-Sugeno fuzzy models with norm-bounded uncertainties. We relax the restrictive assumptions that each nominal local system model shares the same input channel and the norm bound of the uncertainty is known, which are usually invoked in the traditional VSC-based fuzzy control design methods. As the local controller we use a VSC law with a switching feedback control term and an adaptation law to account for the norm-bounded uncertainties. In terms of LMIs, we derive a sufficient condition for the existence of linear sliding surfaces guaranteeing the asymptotic stability. We present an LMI characterization of such sliding surfaces. We also give an LMI-based design algorithm, together with a numerical design example.