新型增益调度变结构控制器的性能比较研究

为了提高变结构控制系统的控制效率,从节省控制能耗、消除颤振、快速进入滑动模态、获取稳定滑动模态等基本要求出发,将变结构控制器设计成具有增益调度控制器参数的增益调度变结构控制器,并提出了增益调度变结构控制器的设计方法.通过选择不同的调度变量、调度变量函数以及调度变量的变化范围,给出6种不同的增益调度变结构控制器,并进行了仿真研究,以比较其控制性能.     

新型增益调度变结构控制器的性能比较研究

为了提高变结构控制系统的控制效率,从节省控制能耗,消除颤振,快速进入滑动模态,获取稳定滑动模态等基本要求出发,将变结构控制器设计成具有增益调度控制器参数的增益调度变结构控制器,并提出了增益调度变结构控制器的设计方法.通过选择不同的调度变量,调度变量函数以及调度变量的变化范围,给出6种不同的增益调度变结构控制器,并进行了仿真研究,以比较其控制性能.

     

非匹配不确定和状态时滞扰动下的车道线保持

针对车道线保持控制中存在的不确定性扰动及时滞问题, 提出一种自校正滑模控制方法. 该方法利用线性矩阵不等式理论给出滑动模态存在的充分条件; 系统在滑动模态下对于存在的非匹配不确定性扰动以及状态时滞具有完全不变性. 接下来引入双极性sigmoid函数代替常规滑模控制中的符号函数并设计自校正律; 在自校正律的作用下使sigmoid函数的边界层厚度以及切换增益可根据系统状态进行自适应调节, 从而达到削弱控制器输出抖振的目的. 基于Lyapunov理论对该方法的稳定性进行了证明, 最后通过车辆的车道线保持仿真实验对该控制方法的可行性及有效性进行了验证.     

近空间飞行器变增益非线性切换控制器设计

针对变后掠翼近空间飞行器大包络、多工作模态和模型不确定的特点,研究其模态切换过程中姿态的鲁棒跟踪控制问题.首先建立含扰动项的飞行器非线性切换模型,基于反步滑模方法和非线性干扰观测器设计鲁棒控制器,通过公共Lyapunov函数理论证明所设计的控制律能够保证闭环切换系统的稳定性;采用变增益切换控制策略为不同飞行模态设计合适的控制增益,用以提高系统的动态性能.仿真结果验证了所提出方法的有效性和必要性.     

滞后抛物型控制系统的变结构控制

讨论了滞后抛物型控制系统的变结构控制问题。通过对系统进行直接分析,给出了仅由状态函数描述的变结构控制器的设计方法。所得结果削弱了文献[7,10]中对系统的某些要求,减化了变结构控制器的设计步骤,并且给出了整个切换面为滑动模态区的条件以及轨线到达滑动模态区上的时间估计。     

一种新的基于AVSC与模糊局部控制器网络的增益调度控制器

提出一种基于ＡＶＳＣ（近似变结构控制）及ＦＬＣＮ（模糊局部控制器网络）的鲁棒增益调度设计方法,利用ＡＶＳＣ,对于一般的工作点选择合适的滑动模及其趋近率,得到局部鲁棒ＡＶＳＣ控制律,使局部系统忙进入滑动模,并具期望的性能,同时能够克服一般ＶＳＣ（变结构控制）的控制信号抖动现象,当然,任意一个局部控制 般只能天其相应工作点附近的工作性能,为此,引入了模糊控制技术的隶属函数,将它当作增益调度控制器的有效     

坦克稳定器滑动模态变结构控制

该文介绍了用滑动模态变结构控制对坦克水平向稳定器进行设计。滑动模态变结构控制主要由两部分组成：求取切换函数及变结构控制。文章采用最优化方法设计切换函数，保证滑动模态稳定；用幂次趋近律确定变结构控制，使切换面以外的相轨线于有限时间到达切换面。在此基础上又进行了仿真实验。仿真结果显示系统单位阶跃响应快速无超调，稳态误差为零，斜坡输入下能平稳跟踪。该设计方法优于传统设计方法，满足各项技术指标要求，能够有效提高坦克稳定器性能，为稳定器设计提供了一种切实可行的方法。     

挠性结构一种频域形式的滑动模态控制器设计

本文提出了通过两个步骤减小滑动模态变结构控制在挠性结构应用中的抖动问题的两个措施：减小控制器输出切换的频率和幅度；通过频率形式的最优滑动模态切换面设计使在不同频率上运动具有不同的闭环衰减增益，达到抑制高频模态振动的目的。理论分析和仿真结果说明了该方法的有效性和系统性。     

一种基于系统不确定和干扰有界的准滑模控制

针对一类非线性系统,基于系统不确定性和干扰均有界的条件下,研究了采用饱和函数的边界层准滑模变结构控制器的设计,边界层外采用常规滑模控制,边界层内采用线性化反馈,并论证了滑动模态的存在和到达条件.最后通过仿真实例证明了所设计的准滑模变结构控制器的有效性,并能削弱一定的抖振.     

一类时滞线性系统的变结构控制

研究一类状态变量具有时滞的线性系统的变结构控制问题,指出传统的切换函数在时滞 系统中应当是一个切换泛函,给出了在系统谱能控条件下具有稳定滑动模态的切换泛函的设 计方法.并利用趋近律设计了相应的变结构控制器.得到了一般时滞系统能够变换为所需要 的时滞系统的条件.     

基于离散系统的滑模变结构PI调节器

本文采用离散滑模变结构控制方案，提出了一种新型PI调节器设计方案，给出了离散滑模变结构PI调节器滑模存在条件及调节器设计方案。理论分析和仿真结果表明，该调节器使对象具有良好的鲁棒性和性能指标，能消除持续恒定干扰造成的静态偏差。控制器输出切换极小，为快速的运动控制提供了一种新方案。     

神经网络滑模变结构控制研究综述

综述了近年来将人工神经网络控制和滑模变结构控制相结合的研究工作．从神经网络在滑模变结构控制中不同的应用方式出发，论述了神经网络在提高和改善滑模变结构系统性能方面的理论和方法，分析了它们各自的特点与相互之间的联系．最后展望了该领域未来的研究方向．     

电子节气门控制策略仿真研究

为缩短电子节气门控制策略的开发时间,优化内燃机汽车的动力性与排放性,建立了电子节气门系统数学模型,对其存在的非线性因素进行了分析,对比了PID控制策略、模糊控制策略及滑模变结构控制策略在电子节气门控制系统上的控制效果.利用Matlab/Simulink建立3种控制策略的仿真模型,实验结果表明,滑模变结构控制在控制精度和响应速度方面具有很好的控制性能,模糊控制的控制效果中等,PID控制效果相对较差但控制算法简单便于实现.     

不确定性多变量系统的变结构最终滑动模态控制方案

为了改善多变量变结构控制系统的瞬态性能，本文提出了一个变结构最终滑动模态控制方案。文中方案克服了由于多变量变结构控制中存在多个滑动模态，而带一的因采递阶控制方案导致控制结构复杂程序增加的缺点，有效地改善了系统进入最终滑动的动态品质，并对于参数摄动具有较强的鲁棒性。     

考虑非线性因素的飞机防滑刹车系统控制

飞机的刹车过程存在较强的非线性,目前广泛应用的速度差加压力偏调式(PBM)控制律难以实现对飞机刹车的高性能控制.本文提出了一种考虑飞机刹车过程中非线性因素的滑模控制律.首先建立考虑轮胎跑道非线性和刹车盘摩擦系数非线性的的飞机防滑刹车系统非线性模型,然后设计了滑模观测器对飞机速度进行估计,并在此基础上设计了一种滑模变结构控制律,最后基于模糊理论对滑模控制律进行优化,从而抑制控制器的抖振.仿真结果表明,基于模糊指数趋近律的滑模变结构控制律控制效果优于传统“PD+PBM”控制律,抑制控制器输出抖振效果良好,能够很好的适应刹车过程中的复杂非线性因素,刹车效率高,控制方法合理有效.     

无刷直流电动机积分反演模糊滑模控制

针对普通的无刷直流电动机控制策略受电动机本身因素影响,难以达到理想效果的问题,介绍了一种积分反演自适应滑模变结构控制和模糊控制相结合的控制器。该控制器在滑模面中加入积分项,实现了对速度信号的无静差跟踪,提高了系统的稳态精度;用模糊控制器来解决切换控制增益设定只能靠经验的问题;采用模糊控制算法对不确定性进行估计,有效地减小了滑模控制方法带来的抖振;为了进一步提高控制性能,重新设计了趋近律。仿真结果表明,该控制器能够大幅提升无刷直流电动机控制系统的性能。     

快速收敛的非线性SISO系统变结构控制设计

讨论了SISO非线性系统的两种滑模变结构控制设计.分别从线性滑模的趋近率及非线性滑模设计提出了新的方法及相应控制方案.文中设计的线性滑模趋近率,其趋近速度及滑动状态随系统状态变化而变化;非线性滑模从系统收敛速度及动静态性能综合考虑进行了设计.研究结果表明,相比于终端滑模,系统具有显著的快速性,并具有良好的动静态性能.最后通过三个仿真实例验证了该方案的有效性.     

广义系统的变结构控制

本文研究了线性广义系统的变结构控制问题，通过引进滑动模动态补偿器，得到了系统的滑动方程及关于内外部干扰的不变性条件；并给出了综合方法；最后研究了实际滑动模的近似问题。     

解耦变结构交流速度控制系统的研究

本文提出了一种新型的AC速度控制系统——解耦变结构控制系统。它利用解耦原理简化感应电动机的数学模型,然后采用变结构控制原理克服转子电阻随温度变化带来的不良影响,保证了系统的动态和静态性能。文中推导出解耦变结构速度控制系统的数学模型、滑模控制器结构,并给出仿真结果。     

Variable structure control with sliding mode prediction for discrete-time nonlinear systems

A new variable structure control algorithm based on sliding mode prediction for a class of discrete-time nonlinear systems is presented. By employing a special model to predict future sliding mode value, and combining feedback correction and receding horizon optimization methods which are extensively applied on predictive control strategy, a discrete-time variable structure control law is constructed. The closed-loop systems are proved to have robustness to uncertainties with unspecified boundaries. Numerical simulation and pendulum experiment results illustrate that the closed-loop systems possess desired performance, such as strong robustness, fast convergence and chattering elimination.