汽车ABS自适应灰色滑模控制算法的研究

汽车防抱死制动系统的控制过程具有明显的非线性和不确定性,滑模控制和灰色预测相结合的控制方法,可以有效地改善汽车制动效能。然而在控制算法中引入预测的同时也引入了误差,传统方法中的滑模函数不能有效适应预测误差,并且预测步长必须依靠实验法确定,缺乏通用性。为解决上述问题,提出一种ABS自适应灰色滑模控制方法,可以依据预测精度,动态自适应预测步长,通过加权比例因子调节形成动态滑模控制。仿真结果表明,自适应灰色滑控方法可以有效地提高ABS系统的快速性、稳定性及鲁棒性。     

基于LQR直升机模糊滑模跟踪控制

研究直升机系统稳定性优化问题,由于直升机系统的强耦合和非线性特性的影响,使飞行的稳定性和实时跟踪性差。为解决上述问题,对直升机原始数学模型进行近似线性化和解耦处理,采用模糊滑模控制方法实现直升机姿态角度的跟踪控制。首先,在滑模面的设计中引入最优线性二次型调节器,构建一种积分型切换面。其次,以切换面及导数的乘积和滑模切换增益的变化量为模糊系统的变量,实时调整变结构控制项的切换增益。仿真结果表明,通过控制器设计能够实现直升机姿态角度跟踪的稳定性,对外界不确定干扰具有强鲁棒性且控制器输出抖振问题得到明显改善。     

撤销发表《含扩展状态观测器的双馈风机事件触发滑模控制》一文的声明

2021年3月11日,本刊编辑部收到四川大学电气工程学院作者向勇、杨晓梅来函,针对发表于本刊2020年第47卷第5期39-46+74页的《含扩展状态观测器的双馈风机事件触发滑模控制》一文,因“存在较大的质量问题”,申请撤销发表。编辑部同意向勇、杨晓梅作者撤销发表该文的申请,并已将撤销发表情况告知收录本刊的各数据库。     

基于无源性与滑模变结构的独立直流微电网控制

针对独立直流微电网稳定性问题,提出了一种基于滑模变结构的电流无源双闭环控制策略,提高了系统的响应速度和抗干扰能力.首先,建立独立直流微电网系统数学模型,针对该模型应用无源性理论设计系统的控制输入,得到系统的端口受控耗散Hamilton(port-controlled hamiltonian with dissipation,PCH-D)模型.然后,针对系统的直流母线电压的稳定性问题,应用滑模变结构方法,当系统用电负荷、分布式能源和参数突变时,母线电压仍能稳定在其期望值上,并得到燃料电池电流的参考值.最后,通过Matlab仿真进行验证,对比本文控制策略与传统单一的无源控制策略,说明所提出的控制方法具有更好的动态特性和稳态特性.     

基于Super-Twisting算法的内燃机车永磁同步发电系统策略研究

为了使内燃机车永磁同步发电系统在内燃机全速范围内和突变性负载条件下均能稳定控制中间直流环节电压且减小电压的脉振,采用Super-Twisting高阶滑模算法对电压外环进行控制得到给定转矩,与传统PI外环控制相比,中间直流环节电压开始的超调减小,且电压跟随性、稳定性得到提升。同时,为了提高发电系统变流器容量利用率,在矢量控制的基础上,提出改进的功率因数控制策略对电机进行控制。仿真试验表明,所提发电系统在内燃机宽转速范围、突变性负载条件下,可以得到平稳且能够快速恢复的中间直流电压。同时,发电系统在切换转矩内无功功率基本能稳定在零附近,超过切换转矩后无功功率依旧保持较低水平,提高了变流器容量利用率。     

基于改进快速幂次趋近律的永磁同步电机滑模控制

针对永磁同步电机(PMSM)滑模控制指数趋近律中趋近速度与抖振之间的矛盾问题,基于快速幂次趋近律提出一种幂次项系数自适应调节的新型趋近律。所提趋近律将系统状态引入幂次项系数中,实现了系统状态由较远处到滑模面附近的趋近过程中加入幂次项的作用,在保证幂次项特点的前提下,动态响应过程的收敛速度大大提高。负载转矩是滑模速度控制器中的一个扰动项,设计了带有幂次项的滑模观测器,将观测值作为转矩前馈补偿。仿真结果表明,与快速幂次趋近律相比,所提趋近律具有更快的收敛速度,负载观测器能准确跟踪负载变化,提升了系统抗扰性能。     

采用动态滑模算法的注射机压力控制器

注射机在注射过程中,需要采用非线性控制理论解决保压过程的非线性问题。滑模变结构控制方法具有良好的鲁棒性,控制精度高,但是存在抖振现象。为了抑制传统滑模控制方法存在的抖振问题,采用动态滑模控制方法设计二阶保压压力系统的控制律,构造辅助滑模面函数,将滑模收敛过程分为两个阶段,并给出系统收敛条件下控制器参数所满足的条件。通过仿真实验验证动态滑模控制器对非线性保压压力系统控制的有效性。     

未知输入和可测噪声重构之线性矩阵不等式非线性系统观测器设计

针对一类同时具有未知输入和输出可测噪声的Lipschitz非线性系统,讨论了状态估计、未知输入与可测噪声重构的问题.首先,基于广义系统和线性矩阵不等式的方法设计滑模未知输入观测器,不仅对原系统状态进行渐近估计,而且实现了对系统输出可测噪声的重构;其次,考虑一种鲁棒滑模微分器,实现了广义系统输出向量微分的精确估计,并在此基础上,提出了一种未知信息重构方法,该方法具有避免直接使用系统输出微分信息的优点.最后,对火车牵引拖动系统模型仿真,结果表明该方法不但能够实现对系统状态的估计,而且可以有效重构未知信息.     

智能电动车辆横纵向协调与重构控制

针对具有高度非线性、强耦合和冗余特性的智能电动车辆运动控制问题,提出了一种由协调控制律和控制分配律组成的横纵向综合控制新方法.首先,建立准确表征智能电动车辆行为机理的动力学模型;其次,采用非奇异滑模控制技术,引入非线性滑动模态切换面,设计有效克服非线性及不确定特性的协调控制律,保证系统状态在有限时间内收敛至平衡点;在此基础上,考虑到轮胎存在冗余和耦合特性,提出基于内点法的控制分配算法来完成期望广义力/力矩的优化分配,实现轮胎横纵向力的协调与重构.仿真结果表明了该方法的有效性.     

四旋翼直升机姿态系统的直接自修复控制

当四旋翼直升机执行器突发故障或突受干扰时,利用直接自修复控制技术,设计一种基于直接自适应滑模控制的四旋翼直升机姿控系统,使其在故障或干扰信息未知的情况下,仍能保持稳定并且跟踪上理想输出信号.系统的稳定性和跟踪性能是由Lyapunov稳定性定理来确保的,这体现在参数更新律的设计过程中.最后在3DOFhover实验平台上验证了该方法的有效性,同时将该方法与LQR方法作比较,进一步证明了所提算法的优越性.