基于Buck-Boost逆变器的离散滑模控制仿真研究

为了获得比较理想的正弦输出电压，优化逆变器的动态性能，文中基于Buck—Boost逆变器．采用了离散滑模变结构的控制策略。Buck—Boost逆变器可以获得比直流输入电源高或低的交流输出电压，文中阐述了其工作原理．并结合状态方程，推导出滑模面的存在条件、到达条件和稳定条件，然后对电路参数、控制系数以及控制算法进行了设计。仿真结果表明采用离散滑模控制的Buck—Boost逆变器对系统扰动和负载变化具有很强的鲁棒性，系统具有良好的动态响应。     

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。     

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。     

新型混联机构结合扰动观测器的滑模控制

针对一种新型混联式汽车电泳涂装输送机构,考虑其在实际控制中存在建模误差、参数不确定性、摩擦力和外部未知干扰,为削弱其对系统产生的不利影响,提高输送机构的控制性能,提出一种结合扰动观测器的滑模控制策略。运用Lyapunov稳定性理论证明了所提出控制算法的稳定性,并对滑模控制和结合扰动观测器的滑模控制进行MATLAB仿真比较。     

DC-DC降压变换器的滑模控制研究

为更快获得比较理想的直流输出电压,优化Buck变换器的动态性能,本文分析了一种滑模控制器控制的直流-直流降压变换器,推导了描述降压变换器的动态方程,并设计了滑模控制器。通过MATLAB/Simulink进行仿真,仿真结果表明,基于滑模控制的降压转换器对负载变化和输入电压变化的有效性和鲁棒性。     

PMSM调速系统的积分滑模控制方法设计

如今电机在汽车、电梯、船舶等各个领域得到了广泛的应用.PMSM(永磁同步电机)凭借其效率高、体积小等特点,在电机工业技术领域引发了广泛的关注.在这样的背景下,本文对PMSM交流调速系统的控制算法进行了研究,通过将积分型滑模变结构控制算法应用于永磁同步电机的速度控制中,实现了永磁同步电机调速系统的积分型滑模变结构控制,并进行了仿真研究.同时针对普通积分型滑模控制算法中存在的不足,提出了改进的方案即基于自适应增益的积分型滑模控制算法,并且对这种方法进行了仿真.仿真结果表明,改进方案有着很好的抗扰动性能,并且能够明显改善普通的积分型滑模控制中存在的不足.     

RDOB的复合滑模控制及其在稳定平台的应用

针对扰动对稳定平台跟踪精度的影响,提出了一种新型复合滑模控制算法.首先,针对等效干扰,使用鲁棒H∞混合灵敏度控制设计鲁棒干扰观测器(RDOB),有效地优化了干扰观测器的滤波器,对等效干扰实现了快速精确的估计与补偿,改善了系统的抗干扰能力;其次,为了提高系统的跟踪精度,结合有限时间理论,设计了新型的滑模控制器(NSMC),Lyapunov函数证明了系统在有限时间内收敛.仿真结果证明了控制策略的有效性.     

基于扩张状态观测器的管桩自动焊接机滑模控制

针对管桩自动焊接机中齿轮传动结构带来的齿隙非线性问题，文中提出一种基于扩张状态观测器的改进滑模控制器设计方法。将非线性、时变齿隙模型等价为全局线性化模型，并证明建模误差上限有界。基于该模型，考虑到输入齿隙未知以及外界干扰未知的情况，文中分别设计了滑模控制器和基于扩张状态观测器的改进滑模控制器。前者能够渐进稳定的跟踪输入信号，抗干扰能力强，但存在较大抖振；后者利用扩张状态观测器观测出未知扰动并直接补偿给控制器，在保证跟踪误差在期望精度范围的同时减少了抖振，便于工程实现。仿真实验证明了相较于传统滑模控制器，基于扩张状态观测器的改进滑模控制器系统到达滑模面的速度更快、抖振更少。     

运用DC-DC降压/升压调节器调节电压

DC-DC开关转换器的作用是将一个直流电压高效地转换成其他电压值。高效率DC-DC转换器采用三项基本拓扑结构:Buck(降压型)、Boost(升压型)和Buck/Boost(降压/升压型)。Buck(降压转换器)用于产生较低的直流输出电压,Boost(升压转换器)用于产生较高的直流输出电压,Buck/Boost(降压/升压转换器)则用于产生小于、大于或等于输入电压的输出电压。本文将重点介绍如何成功应用降压/升压DC-DC转换器。     

基于观测器的四旋翼飞行器自适应滑模姿态控制

针对存在建模不确定性和外部干扰时四旋翼飞行器的姿态控制问题,提出一种基于观测器的自适应滑模控制算法。在建立四旋翼飞行器姿态误差动力学模型的基础上,通过全局渐近收敛观测器获取系统的未知状态反馈量,利用自适应滑模控制抑制系统的不确定性和干扰,构建一种基于观测器的自适应滑模姿态控制器。基于Lyapunov的稳定性分析表明,该方法的跟踪误差是一致最终有界的。数值仿真实验结果表明,与现有滑模控制方法相比,所提方法具有更好的姿态跟踪性能和较高的抗干扰鲁棒性,能有效保证飞行器的姿态跟踪控制性能。     

Analysis and Experimental Study of Proportional-Integral Sliding Mode Control for DC／DC Converter

DC/DC converter using the proportional-integral (PI) sliding mode control (SMC)scheme is investigated, including the selection of the switching surface, the proof of the reaching condition and the existence condition of sliding motion. The sliding regime and the local stability are given. The implementation of the PI SMC is simpler than other SMC schemes and the steady-state error is eliminated. A prototype based on Buck converter is built up. The experimental results show that the dynamic performance and robustness to the parameter variations and external disturbances are improved.     

控制受限滑模控制Buck变换器优化设计

 该文针对传统滑模控制开关变换器的滑模系数选取困难的问题,分析了控制受限的传统滑模控制Buck变换器的滑动模态区与滑模系数的关系.根据电感电流为零时系统在相平面的运动规律与滑模区的关系,给出了选取最优滑模系数的方法,以确保开关变换器系统在负载变动范围内快速进入滑动模态区,避免输出电压振荡现象.可根据负载变化范围直接采用公式计算最优滑模系数.仿真研究和实验结果验证了优化设计方法的正确性和有效性.     

基于非线性控制方法的AQM算法

首先利用非线性控制方法中的积分反步法设计了一种AQM算法,接着使用非线性控制方法中的模糊滑模变结构控制方法进行AQM算法的设计.仿真结果表明,与积分反步法相比,基于模糊滑模变结构控制的AQM算法性能上优于基于积分反步法的AQM算法.与基于线性控制方法的PID控制方法相比,基于积分反步法的AQM算法性能上优于基于PID控制的AQM算法.     

Buck功率因数校正电路预测平均电流控制研究

介绍了一种Buck功率因数校正电路,采用无差拍算法的预测平均电流控制,减小了系统的延迟,提高了系统的电流环性能。使用 Matlab仿真软件对基于预测平均电流控制的Buck变换器功率因数校正电路进行了建模和仿真,仿真波形表明采用预测电流控制的功率因数校正电路具有谐波小、输入功率因数高、动态响应快等优点。     

TCP网络的自适应非奇异终端滑模控制

针对TCP网络的拥塞控制问题,采用非奇异终端滑模控制理论提出了一种新的主动队列管理算法。采用非奇异终端滑模面以克服传统终端滑模控制的奇异问题,同时确保系统能在有限时间内收敛至平衡点。考虑到UDP流干扰的情况,用Lyapunov稳定性方法给出了一个自适应律来消除UDP流干扰对系统的影响。仿真结果表明,该算法可以使队列长度快速收敛到设定值,同时维持较小的队列振荡,优于传统的滑模控制。     

Buck变换器的分数阶仿真模型与混沌分析

基于电感和电容本质上是分数阶的事实,基于分数阶微积分理论结合改进的Oustaloup分数阶微积分滤波器近似算法,在Matlab/Simulink下建立了电流连续模式下的电压控制型Buck变换器的分数阶数学仿真模型和对应的电路仿真模型,通过仿真验证了该模型的正确性。基于建立的分数阶数学仿真模型研究了很少有文献研究的以参考电压和比例放大系数作为混沌控制变量的Buck变换器的混沌行为,得到了分别以参考电压、比例放大系数为变量的Buck变换器的V-I混沌相图。此模型可以对电压控制型Buck变换器的所有能导致混沌行为的7种情况进行仿真分析,利用此模型仿真分析了Buck变换器的阶数对系统动态响应过程的影响。该模型的建立方法也适用于其他DC/DC变换器的分数阶模型的建立。     

Sliding mode control of quadruple tank process

The process investigated herein is the quadruple tank system that is stable only within a limited zone of operating parameters. The process model has been developed from fundamentals and tuned with experimental data. A controller design based on feedback linearization has been tested on this process model. Coupling feedback linearization with sliding mode algorithm provides robust control of the process and performs far superior to conventional PI control. A PC based controller interfaced to the experimental quadruple tank experimental set up has been used to implement this algorithm and test its performance. Inserting a ‘boundary layer’ around the sliding surface reduced the ‘chattering’ associated with sliding mode control. The implemented controller provides robust control and excellent set point tracking.     

基于反步滑模控制的TCP网络的主动队列管理

针对TCP网络的拥塞问题,考虑到网络本身存在参数不确定因素和非响应流的干扰,基于反步滑模控制提出了一种主动队列管理算法。在总的不确定的界已知而且不必很小的情况下,设计了一种反步滑模控制器来补偿系统不确定所带来的影响。仿真结果表明,该方法对TCP网络的复杂变化具有较好的鲁棒性和较快的系统响应。     

A second order sliding mode strategy for fault detection and fault-tolerant-control of a MEMS optical switch

Optical switches are widely used in telecommunication industry due to their many desirable characteristics. In this paper, robust fault detection and fault-tolerant-control (FTC) system for an uncertain nonlinear MEMS optical switch are presented. The design strategy is based on the second order sliding mode approach. A robust second order nonlinear sliding mode observer capable of filtering unwanted high frequencies due to unmodeled dynamics is used to generate quantities called the the residuals. The residuals are then used for the purpose of fault detection and alarm generation. Once an alarm is registered, a fault tolerant control strategy is employed. Two different fault-tolerant control strategies for the unhealthy system are considered. The first strategy is based on conventional sliding mode, while the second is based on a second order sliding mode theory. Robustness and convergence of the proposed schemes are proved using the second method of Lyapunov and the super-twisting algorithm. A comparative study is then performed to demonstrate the superior capability of second order sliding mode control strategy in fault accommodation. Finally, the effectiveness of the proposed strategy for detection of faults, and subsequent control of the MEMS optical switch is illustrated through simulation studies.