船桨综合负载下基于USV的一种PMSM推进系统滑模变结构控制

以无人水面艇(USV)的永磁同步推进电机(PMSM)及其螺旋桨负载特性为研究对象,在PMSM推进系统中引入滑模变结构控制以进一步提高USV推进系统的动态性能.MATLAB/Simulink仿真分析验证了设计的滑模变结构控制USV推进系统方案的正确性和有效性.仿真实验结果表明,在船桨综合负载下的PMSM推进系统中,采用滑模变结构控制器不仅克服了传统PI控制器中参数难以整定、动态过程中转速及转矩超调大等缺点,而且增强了USV推进系统在复杂海况下的抗干扰能力,提高了系统的动静态性能.     

永磁同步电机位置伺服系统的RBF神经网络滑模控制策略

针对永磁同步电机(PMSM)位置伺服控制系统的负载扰动、外部不确定性干扰和模型参数摄动的特点,常规PID控制策略难以达到满意的控制效果.利用滑模控制对系统扰动和参数变化不灵敏的优点,提出一种基于神经网络和滑模控制相结合的位置伺服优化控制策略.在常规滑模控制器设计的基础上,引入RBF神经网络调节滑模控制器的切换增益,削弱系统的抖振,并通过在系统中设计干扰观测器实现对扰动的补偿.仿真结果表明:与常规滑模控制和常规PID控制相比,不同参数下本文所提出的优化控制策略超调量最多降低22%,调节时间最多减少9.2 s,有效提高位置伺服系统的鲁棒性、抗干扰能力和跟踪精度,且系统抖振得到有效遏制.     

永磁同步电机的自适应反步滑模变结构的混沌控制

永磁同步电机的动力学特性表明在一定的条件下PMSM会呈现混沌特性行为.为了控制不良的混沌振动,设计了一个基于自适应反步法的滑模变结构非线性控制器.M atlab数字仿真表明,基于自适应反步法的滑模变结构控制器具有健全的控制性能,它能够消除混沌现象,并能把系统的跟踪误差和参数变化迅速地以指数规律收敛到零,使得系统具有较强的抗干扰性.     

永磁同步电机的分数阶全局快速滑模控制

针对一类高阶非线性系统,提出一种分数阶全局快速滑模控制策略。融合分数阶微积分理论与滑模变结构控制方法的优点,利用分数阶微积分算子设计滑平面,并应用于永磁同步电机(PMSM)速度控制器的设计,不仅加快了系统状态的收敛速度,削弱了系统的抖振,并且对外部干扰及参数摄动具有较强的鲁棒性。仿真结果表明,本文提出的分数阶滑模控制方法能够有效确保PMSM的鲁棒性、快速性和稳定性。     

一种新型积分滑模控制器在PMSM驱动的PEV调速系统中的应用

针对PID控制的永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)驱动的纯电动汽车(Pure Electric Vehicles,PEV)调速系统性能的不足,提出一种新型积分滑模控制算法用于PEV调速控制器。依据永磁同步电机(PMSM)的数学模型和纯电动汽车(PEV)的动力学方程,在MATLAB中搭建了PMSM驱动的PEV调速系统的仿真模型并验证新型积分滑模调速控制器的效果。仿真表明,相比于采用PID控制算法的PEV调速系统,基于该控制算法的PEV调速系统拥有更小的超调量和稳态误差,且转速追踪响应时间更短。     

带扰动观测器的RBF神经滑模控制用于PMSM伺服系统

针对永磁同步电动机（PMSM）位置伺服系统,设计了带扰动观测器的RBF神经滑模控制器,使得构建的交流伺服系统既具有较强的抗扰性和鲁棒性,又有效地防止了一般滑模变结构控制所固有的抖振．仿真试验表明系统动、静态性能优良．     

开关磁阻电机的智能滑模控制

阐述了在利用有限元法计算开关磁阻电机（SRM）磁通、转矩的基础上，得出SRM的状态方程，并针对SRM定转子铁芯的双凸极结构、磁场分布严重非线性，采用常规的线性控制方法难以达到理想的控制效果这一现实，提出在常规滑模控制器的设计中引入模糊控制，构成智能滑模控制器，并着重介绍了智能滑模控制器的设计方法，给出了SRM的智能滑模控制系统的结构框图，仿真结果表明：开关磁阻电机的智能滑模变结构控制方法简单，有良好的动态性能，较好的鲁棒性。     

基于超螺旋滑模及前馈补偿的智能车侧向运动控制

智能车路径跟踪控制受到车辆参数摄动、场景多变等干扰,影响路径跟踪精确性,甚至引起控制系统不稳定.本文设计了考虑不确定性的二阶超螺旋滑模鲁棒控制算法,证明了控制系统的收敛性,并针对干扰问题设计了前馈补偿控制器以进一步提升控制系统的精确性.通过Carsim-Simulink联合仿真环境下的双移线、正弦路径跟踪控制,以及参数摄动情况下的路径跟踪控制,与传统一阶滑模控制对比,验证了所设计的超螺旋滑模控制器路径跟踪的精确性及鲁棒性.结果表明,面对智能车辆参数不确定、驾驶场景多变等情况,采用超螺旋滑模算法比传统滑模算法具有更好的鲁棒性和跟踪精度,超螺旋算法能有效地减弱传统滑模算法产生的方向盘抖振问题.最后,利用实车平台对进行了低速大曲率场景测试,验证所设计的超螺旋滑模算法控制器具有良好的路径跟踪精度.     

基于分数阶模糊滑膜控制永磁同步电机的研究

为了提高永磁同步电机(PMSM)综合控制性能,基于传统的滑膜控制(SMC),设计了分数阶积分滑模控制器对永磁同步电机进行控制.针对传统滑膜控制存在抖振问题,应用了变结构概念的边界层方法,在分数阶滑膜控制器饱和函数前设计了模糊控制器以调整比例积分(PI)系数,从而有效地削弱抖振现象,提高了系统的综合性能.MATLAB仿真结果表明,分数阶模糊滑膜控制器可以有效地提高系统的鲁棒性,能较好地解决系统的抖振现象.     

基于模糊滑模变结构的PMSM矢量控制的仿真研究

为解决传统PMSM矢量控制系统稳定性不好,鲁棒性差以及容易受外界摄动和干扰等问题,提出一种基于模糊滑模变结构控制的PMSM矢量控制系统,以模糊滑模变结构控制方式来设计转速调节器,并在Simulink下进行仿真;仿真结果表明:基于模糊滑模变结构控制的PMSM矢量控制系统,在外界干扰下,具有良好的系统动态和稳态性能,鲁棒性更强。     

Intelligent Integrated Control of Underactuated Mechanical Systems with Second-order Nonholonomic Constraints

This paper describes an intelligent integrated control of an acrobot, which is an underactuated mechanical system with second-order nonholonomic constraints. The control combines a model-free fuzzy control, a fuzzy sliding-mode control and a modelbased fuzzy control. The model-free fuzzy controller designed for the upswing ensures that the energy of the acrobot increases with each swing. Then the fuzzy sliding-mode controller is employed to control the movement that the acrobot enters the balance area from the swing-up area. The model-based fuzzy controller, which is based on a Takagi-Sugeno fuzzy model, is used to balance the acrobot. The stability of the fuzzy control system for balance control is guaranteed by a common symmetric positive matrix, which satisfies linear matrix inequalities.     

交流传动系统新型控制策略研究

交流电机是非线性、多变量、强耦合的被控对象,在一些对控制性能要求较高的场合,传统的控制策略难以对其达到有效的控制.本文综述了预测控制、内模控制、自适应控制、鲁棒控制、智能控制以及滑模控制等交流传动系统中出现的一些新型控制策略,详细分析了它们各自的特点和应用情况.最后,对交流传动控制策略的发展前景提出了自己的观点.     

自适应滑模跟踪控制研究及其应用

对模型跟踪自适应控制进行了新的探讨，提出了自适应滑模跟踪控制策略．对模型跟踪误差建立了滑动模型，实现了滑动模态控制，保证模型跟踪误差快速趋于零．该控制策略用于机械加工过程的仿真结果表明，其对机械加工过程参数变化的扰动有较好的适应性和较强的鲁棒性．     

欠驱动船舶直线航迹的滑模控制方法

针对一类欠驱动水面船舶的直线航迹跟踪控制问题,考虑运动响应模型的建模误差和外界干扰力等非匹配不确定性影响,基于滑模控制理论和Backstepping法,提出了一种反步自适应滑模控制律.借鉴Backstepping法的设计思想,利用一种改进积分型的滑模控制方法和自适应技术,设计了直线航迹跟踪控制的滑模控制律,并证明该控制律保证了航迹跟踪系统的全局渐进稳定性.最后,仿真对比结果验证了所提出控制器的有效性.     

双足机器人的滑模控制

作者利用牛顿 欧拉法建立了12自由度双足机器人的动力学模型,并建立了双足机器人的滑模控制模型·采用比较简单的李亚普诺夫函数对滑模控制的稳定性进行了分析,并利用滑模控制方法对双足机器人的12个关节自由度进行了加速度补偿控制·通过在各关节自由度上加入给定范围的随机误差来代替双足机器人结构参数、转动惯量及摩擦力等因素对各关节自由度运动所造成的误差·仿真实验结果显示双足机器人的各关节自由度的角位移和角速度的误差都比较小,达到了预期的控制效果·仿真实验结果也证实滑模控制方法能够用于12自由度双足机器人的轨迹跟踪控制·     

永磁同步风力发电机转矩动态滑模控制器设计

考虑到永磁同步风力发电机的多变量、非线性及强耦合等特性,以及发电机的参数变化会对矢量控制性能产生影响,设计了针对风电应用的永磁同步风力发电机转矩动态滑模控制器。该一阶动态滑模控制器将常规变结构控制中的切换函数通过微分环节构成新的切换函数,有效降低了抖振。仿真验证表明,功率外环采用动态滑模控制器的永磁同步发电机矢量控制系统能够精确跟踪有功功率给定,并具有对电机参数及扰动不灵敏、鲁棒性好的优点。     

水下机器人的模糊滑模控制方法

建立了某水下机器人的水动力模型，采用模糊逻辑与滑模控制相结合的方法，通过模糊逻辑动态调整滑模控制器的指数趋近率的参数，有效地抑制了滑模控制中所存在的抖振现象，仿真试验和水池试验证明，该控制器能有效地消除滑模控制的抖振，对外部扰动具有较强的鲁棒性，而且具有良好的响应特性．     

基于混沌同步的均流电路研究

从混沌同步的角度研究了混沌开关变换器中均流电路的实现,并分别从状态观测器和滑模变结构控制两个方向给出了基于混沌同步的并联均流定义及其实现方案.最后对比扰动时两种方案的效果,可以看出基于滑模变结构的混沌同步均流对干扰信号具有较强的均流鲁棒性.     

机器人系统的自适应模糊滑模控制算法仿真

针对具有参数不确定性的机器人动力学系统,根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力,提出了一种自适应模糊滑模控制方案．控制结构中采用模糊系统去自适应补偿过程的不确定性,利用Lyapunov定理证明了闭环模糊控制系统的稳定性和跟踪误差的收敛性．仿真结果表明了所提控制策略的有效性。     

固定时间扩张状态观测器下的四旋翼飞行器滑模控制策略

针对滑模控制中系统状态接近滑模面后存在的抖颤现象,提出一种基于固定时间扩张状态观测器(FTESO)的二阶滑模控制策略.首先,设计全驱动子系统及欠驱动子系统的控制结构中的二阶滑模控制器;然后,通过FTESO对内部的参数不确定及外部扰动进行观测,在一定时间上限内收敛到观测值,利用观测值对控制器进行补偿,从而减少甚至消除抖颤现象;最后,通过李亚普诺夫函数保证设计的四旋翼飞行器系统的闭环稳定性,并进行仿真实验.结果表明：文中提出的控制策略具有优越性.