三并联倒立摆多变量耦合控制器的设计

系统作滑模运动时,其模态几乎与外界扰动和参数摄动无关,而且在很大程度上与交耦参数也无关运用滑模变结构控制理论,并以MATLAB语言以及SIMULINK仿真工具为辅助设计工具,在计算机上对三并联耦合倒立摆控制器进行分析与设计.仿真试验结果表明三并联耦合倒立摆滑模变结构控制系统有很强的鲁棒性和自适应能力.     

非线性滑模控制在远程制导炮弹控制器中的应用

将微分几何理论与滑模变结构控制相结合,给出了一种基于反馈线性化的变结构控制设计方法,将该方法应用到某远程制导炮弹控制器的设计中.该方法可以设计具有较强非线性的系统,且设计出的系统具有很强的鲁棒性.仿真结果表明,该方法是有效的,能有效处理非线性较强的制导炮弹控制系统,对工程应用有一定的参考价值.     

二阶Terminal滑模控制规律及其Windup效应的研究

文中提出的二阶Terminal滑模变结构控制方法有效消除传统滑模变结构产生的抖振,该方法既具有传统滑模变结构的特点,又能有效地消除传统滑模变结构所产生的抖振.同时,考虑了带有积分项的二阶Terminal滑模控制在控制受限的情况下的Windup效应.将一种Anti-Windup补偿器应用于该控制系统.将此方法用在非线性的多输入多输出微喷十字梁试验系统,仿真结果表明,该方法确实有效地消除了抖振,而且鲁棒性也很强.     

导弹高度控制变结构设计中Lyapunov方法应用

基于Lyapunov方法的变结构系统中运动分为正常运动及滑模运动.正常运动不具有对参数摄动及外界干扰的鲁棒性,故期望其运动稳定且快速地趋近滑模面,而这主要受Lyapunov矩阵Q及变结构控制参数k的影响;滑模运动具有鲁棒性,而滑模面的大小及滑动性能受制于Q.为了达到期望的性能指标.需要选择适当的Q和k.通过理论推导,分析了Q和k对运动性能的影响,得出了参数间的具体耦合作用,建立了相应的优化模型.通过某巡航导弹高度控制仿真,证明了按照理论分析所采取的优化能满足各项设计指标,且抖振得到较好削弱;通过弹体参数扰动仿真分析证明了变结构控制的鲁棒性优势.     

半捷联导引头稳定平台的双环滑模变结构控制

为了使半捷联导引头系统在多种扰动和不确定性因素的环境下仍然具有很强的鲁棒性,建立了导引头半捷联稳定平台数学模型,通过分析干扰力矩和弹体扰动及本身结构参数的变化对半捷联稳定平台的影响,提出了双环滑模变结构控制器设计方案。理论推导和仿真结果表明:双环变结构控制对弹体扰动和干扰力矩具有很强的鲁棒性,对系统结构参数具有较好的自适应性,在有精确角位置传感器硬件保障和优良的微分算法条件下可望在半捷联导引头稳定平台伺服回路中获得应用。     

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。     

模糊滑模控制在某型发射装置伺服系统中的应用

针对复杂作战环境下某型发射装置伺服系统控制问题,设计模糊滑模变结构控制器。通过模糊控制对系统的不确定性进行在线估计,实现滑模控制中切换增益的自适应调整,在保证控制鲁棒性的同时增强控制的连续性。仿真结果表明:设计的模糊滑模变结构控制器对伺服系统参数不确定性和外界干扰等具有较强的鲁棒性,提高了系统的运行品质,同时滑模变结构控制的抖振也得到了明显抑制。     

模糊自适应调整趋近律的导弹姿态滑模控制系统设计

将模糊控制理论与滑模变结构控制相结合,给出一种在模糊自适应调整下的滑模变结构控制方法。该方法在保持常规滑模变结构控制鲁棒性和自适应性的同时,有效削弱了滑模变结构控制产生的抖振。在给定参数设置的情况下,将该方法应用到某导弹俯仰通道姿态控制系统进行仿真,仿真结果表明系统具有较快的响应速度和较强的鲁棒性,同时有效削弱了滑动模态切换引起的抖振,验证了该方法的有效性。     

基于变结构控制理论的反鱼雷鱼雷纵向运动控制建模与仿真

研究了变结构控制技术在反鱼雷鱼雷（ATT）纵向运动控制中的应用,建立了鱼雷航行纵向运动数学模型与变结构控制模型。仿真分析可知,该控制系统具有很好的动态特性,对模型参数具有高鲁棒性、系统稳定性及很强的抗干扰能力。研究结果表明,采用变结构控制方法能解决反鱼雷鱼雷纵向运动控制中存在的参数不确定和抗干扰问题。     

鱼雷电驱动系统VSS-DTC控制应用及仿真

针对鱼雷直流驱动系统结构复杂、电机转速和容量受限的问题,提出了采用直接转矩控制的永磁同步电机鱼雷电驱动系统。为了解决转矩控制中,电机存在磁链和转矩脉动较大,逆变器开关频率不恒定的问题,本文将滑模变结构控制策略引入永磁同步电机直接转矩控制中,仿真结果显示VSS-DTC控制能有效的改善系统的动、静态运行性能。     

回转式弹仓的自适应近似变结构控制

为提高回转式自动化弹仓的定位控制精度及降低弹仓在运动过程中的振动,针对回转式自动化弹仓在运动过程中齿轮多边形效应明显、非线性摩擦难以准确测得、冲击振动大等造成的定位控制精度低的问题,提出了一种基于自适应算法的近似变结构控制方法。通过改进传统滑模超平面并将其与自适应算法结合,使超平面能够依据系统误差自适应改变; 对回转式弹仓系统的转动惯量与阻尼系数进行了自适应估计。基于Simulink仿真,得出弹仓在不同载荷条件下的控制误差,并与PID控制、传统滑模变结构控制效果对比。分析结果表明:在同等扰动及同等载荷条件下,改进自适应近似变结构控制能够更有效地提高回转式自动化弹仓的定位控制精度,且能够有效降低弹仓运动过程中的振动。     

地面重力条件模拟月面载人月球车直线加速的驱动算法

宇航员驾驶载人月球车行驶于月面松软地形,为了预先熟悉其驾驶特性,需要对宇航员在地面进行相关的驾驶训练和实验。当使用地面模拟车对月面载人月球车直线加速行驶进行模拟时,地面与月面的重力差异会导致相同车轮驱动方式产生不同的整车直线加速度。针对上述问题,基于地面力学理论和被动滑转原理,建立载人月球车整车直线加速的牵引力模型,分析月面载人月球车与地面模拟车产生相同直线加速度的条件,推导了地面车轮力矩控制月面载人月球车整车直线加速模拟算法。使用相同质量和相同载荷两种不同形式的地面模拟车,验证了直线加速模拟算法的可行性。计算结果表明：在上述两种形式条件下,使用直线加速模拟算法力矩驱动的地面模拟车,均可与月面载人月球车保持相同的整车直线加速度模拟,而不使用直线加速模拟算法的地面模拟车无法获得与月面载人月球车相同的直线加速度。     

Attitude Control Algorithm for Reusable Launch Vehicle in Reentry Flight Phase

An attitude control algorithm for reusable launch vehicle （RLV） in reentry phase is proposed based on sliding mode variable structure control technique. The aerodynamic characteristics of RLV vary rapidly, and the serious uncertainties and nonlinearities exist in the reentry flight phase. As an example, American X-34 technology demonstrator is investigated. The chattering brought by the variable structure control technique is eliminated efficiently by choosing a suitable reaching law and a sign function. A control mode of reaction control system is presented based on the RCS scheme of X-34 vehicle. As two different attitude control effectors, aerosurfaces and RCS, are employed in the reentry flight phase, a composite control strategy based on the dynamic pressure variety is presented. Also, an actuator model and a RCS thruster model are built. Analysis and nonlinear simulation results show that the sliding mode variable structure controller achieves better performance, the overshoot and steady-state error are only 0.7% and 0.04° respectively.     

BTT无人机非线性控制系统设计

基于动态逆和变结构控制理论设计了BTT无人机控制系统。首先详细推导了适合BTT无人机控制的精度较高的数学模型，然后应用时间尺度分离的方法把整个BTT控制系统分为快变量控制和慢变量控制两个子系统，再对每个子系统应用动态逆和变结构控制理论进行控制律设计，应用变结构控制克服了单纯应用动态逆鲁棒性较差的缺点。最后通过数字仿真分析得出：应用动态逆和变结构控制的非线性控制方法设计BTT无人机控制系统是有效的。     

变结构控制在空空导弹控制系统中的应用研究

对空空导弹控制系统建立了数学模型,并在此基础上设计了变结构控制律。仿真结果表明,变结构控制鲁棒性强、抗干扰能力好。     

基于滑模变结构控制的光电稳定平台控制策略研究

光电跟踪系统在载体运动的过程中会受到各种扰动,对系统的跟踪性能产生不利影响。滑模控制拥有较好的鲁棒性,在工程上容易实现,可考虑运用在这类系统中。使用摩擦反馈并将速度环滑模控制与跟踪环PID控制相结合,可得到一种应用于光电跟踪系统的滑模变结构控制策略,它提升了光电稳定平台的稳定精度,同时具有一定的鲁棒性,能使运行中的系统在外界环境变化时对变化的扰动有一定的适应能力。以二维伺服转台为被控对象设计了滑模控制器,进行仿真实验并与现有基于PID方法的控制方案对比。对比结果表明：在给定扰动下,基于滑模变结构控制策略的光电稳定平台将速度环稳定误差从72″/s降低到了12″/s,均方根从37.0″/s降低到了1.46″/s,提出的滑模变结构控制器对提升光电稳定平台的稳定精度有一定作用。     

基于模糊自学习的导弹电液伺服机构滑模跟踪控制

针对导弹电液伺服机构的跟踪控制问题,设计了一种基于模糊自学习的滑模控制方案.在常规的滑模变结构控制中引入模糊自学习方法,有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振.同时系统具有良好的跟踪性能,提高了电液伺服机构的跟踪精度.仿真比较结果验证了该控制方案的有效性.     

激光制导炸弹滚转通道的滑模变结构控制

针对激光制导炸弹的滚转控制通道的时变特性，设计了一种滑模变结构控制器，利用系统在骨动模态上的一致鲁棒性使弹体在各工作点上都具有良好的特性。该控制器具有线性部分用以控制趋近段的动态特性，用滑动模太来保证系统在终态的特性。仿真结果表明该控制器具有良好的性能。