离散时间系统的变结构控制及其品质

研究了离散时间系统的变结构控制综合及动态过程品质控制；讨论了到达条件；详细研究了准滑动模态的运动特性；基于稳定性及控制的简单实现，提出了自适应离散趋近律的概念；给出了周期收缩律和变结构控制的设计方法即趋近收缩法；解决了稳态抖振问题并兼顾了全过程的运动品质     

离散时间系统的变结构控制及其品质

研究了离散时间系统的变结构控制综合动态过程品质控制，讨论了到达条件；详细研究了准滑动模态的运动特性；基于稳定性及控制的简单实现，提出了自适应离散趋趋近概念；给出了周期收缩律和变结构控制的设计方法即趋近收缩法；解决了稳态抖振问题并兼顾了全过程的运动品质。     

基于离散趋近律的变结构系统控制

探讨了离散线性系统的变结构控制问题,分析了传统趋近律方法的缺陷,提出了一种新的离散变结构趋近律。该趋近律不但能使系统滑模轨迹渐进收敛于零,而且其确定的准滑动模态区在趋近过程中能够分成为两个区域。分析了滑模轨迹在两个区域内的不同趋近特性,通过调整参数改变两个区域的宽度,尽量减少滑模轨迹穿越切换面的次数,确保系统的抖振削弱和鲁棒性。仿真结果证明,该离散趋近律方法对离散线性确定系统和离散不确定性系统都有良好的控制效果。     

二阶不确定离散系统的时变滑模面变结构控制

针对一类二阶不确定离散系统，利用离散变结构控制系统所具有的滑动模态区，提出了一种具有强鲁棒性的时变滑模面离散变结构控制方法，通过旋转和平移初始滑模面得到了一个时变的滑模面，并证明了在此滑模面条件下滑动模态的存在性，给出了滑模面旋转和平移的具体过程，同时由于滑动模态区的宽度固定，可定量地确定出滑模面在各个采样时刻的变化量，该控制方法使得闭环系统在任意的系统初始状态都处于滑动模态区内，然后通过结合旋转和平移滑模面的方法，使随后任何时刻的系统状态都处于滑动模态区内，消除了传统变结构控制方法具有的趋近稳态运动，提高了系统的鲁棒性能，最后给出了一个数值仿真算例，证明了这种控制方法的有效性。     

模糊趋近律滑模变结构的二级倒立摆系统控制仿真

运用一种模糊趋近律滑模控制策略,将模糊逻辑控制与趋近律相结合,推导设计出模糊趋近律的滑模变结构控制器,并对二级倒立摆系统进行了有效控制.仿真结果表明这种控制方法既保证了趋近运动的快速性,又保留了滑膜控制系统的鲁棒性,同时有效地抑制了系统抖振.     

双线性变结构系统的稳定性及滑动模态

在常值变结构控制律的基础上选择与状态变量成比例的变结构控制律,使用李亚普诺夫函数方法,利用李亚普诺夫稳定性定理及滑动模态的存在及到达条件,研究一类单输入双线性系统的稳定性及滑动模态,得出了这类系统稳定性及产生滑动模态的定理。     

双线性变结构控制系统的趋近律与"状态深阱"

使用坐标变换,将双线性系统中的倍增控制项和叠加控制项重新组合成与线性系统有相同形式的非线性系统。采用等价控制和趋近律方法设计变结构控制律。系统方程的函数在实数域内不连续,存在“状态深阱”。系统在“状态深阱”内将发散。通过切换面的选取可以研究“状态深阱”的性质,使象点在向原点运动时不落入“状态深阱”之内,仍然保持滑动模态的优良性能,给出了一个三阶系统数字例子的计算机仿真结果。     

基于扩展滑动模态控制的末制导律设计

对于三维目标拦截问题，提出了一种新的具有鲁棒性的扩展连续滑动模态末制导律。基于变结构控制理论的方法和零化弹目视线角速率的思想，选择一个合适的滑动区域代替传统变结构滑动模态的设计，同时将目标的机动加速度视为已知的有界扰动。设计得到了具有鲁棒性的三维扩展的连续滑动模态末制导律。该方法利用Lyapunov稳定理论严格证明了扩展的连续滑动模态末制导律在滑动区的可达性和渐近稳定性。该方法简单，易于理解，便于工程应用，数字仿真验证了所提出的制导律更适合拦截大机动目标。     

带非线性时变滑动区域的变结构控制系统设计

通过引入非线性时变(NTV)滑动区域,讨论一类可以由线性时变系统代替的非线性时变系统,也给出了变结构控制(VSC)计算方法.首先,通过状态决定的Riccati微分方程(SDDRE),设计了非线性时变滑动区域,它是状态空间的一个子集.其次,设计了一个变结构控制率,在此控制律之下,系统闭环轨迹最终进入滑动区域.     

具有时滞的不确定系统的变结构控制

针对具有输入控制时滞的不确定系统,提出一种具有滑动模态的变结构控制,设计出了系统切换函数和控制律,用切换函数使滑动模态渐近稳定,用变化的不连续控制保证滑动模态的存在和削弱抖振。     

一种新型趋近律的滑模控制在永磁同步电动机中的应用

针对永磁同步电机(PMSM)的负载转动惯量较大时,会产生很大的惯性转矩,因而对系统的控制性能产生很大的影响,本研究提出并设计了一种新型趋近律的滑模变结构控制器。这种趋近律结合了指数趋近律和幂次趋近律的优点,仿真结果表明,该控制器设计方法实现简单,对抖振有明显抑制,且具有较快的响应速度。     

一类非匹配不确定纯反馈非线性系统新型变幂次趋近律滑模控制

针对以熔化极气体保护焊（gas metal arc welding,GMAW）为代表的一类非匹配不确定纯反馈非线性系统的输出问题,提出一种基于变幂次趋近律的滑模控制方法。首先,采用滑模微分器得到含系统非匹配不确定性干扰的输出一阶导数。得益于终端滑模有限时间稳定的性能,该方法具有估计精度高、估计误差收敛速度快的优点。然后,提出一种新型的变幂次趋近律,并证明在相同增益下,其趋近速度均快于现有各种趋近律,且具有自适应调节趋近速度的能力,既保证了在全局范围内系统轨迹有限时间趋近滑模面,又避免了在滑模面附近出现抖振。最后,采用变幂次趋近律滑模变结构控制方法和传统趋近律滑模变结构控制方法分别对带有非匹配干扰的GMAW中的弧长进行控制仿真,并对比弧长跟踪效果,分析稳态误差。结果表明,变幂次趋近律滑模变结构方法能够有效的提高系统收敛的快速性,滑模控制方法对于非匹配不确定非线性系具有强鲁棒性。     

永磁同步电机混合非线性控制策略

永磁同步电机是一个非线性多变量强耦合系统,采用传统的线性控制方法难以在大范围运行中保持良好的动态性能和鲁棒性.针对永磁同步电机的特点,提出一种结合滑模控制和自抗扰控制的混合非线性控制策略,用于永磁同步电机矢量控制系统设计.根据指数趋近律算法设计滑模控制器,用于内环的电流控制.外环的速度采用自抗扰控制,速度控制器对负载扰动进行估计和补偿.仿真结果表明,提出的控制系统不仅具有良好的动态和静态性能,而且对负载及系统参数扰动具有较强的鲁棒性.     

基于改进型指数趋近率的永磁电机滑模控制研究

永磁电机(PMSM)是典型的非线性、多变量的耦合系统,其对外部干扰及内部定子电感等参数的变化十分敏感。其中,电机定子电感参数的变化情况可通过有限元分析获得。为提高PMSM驱动性能,在控制系统中引入了滑模控制策略,并在分析原趋近率的基础上,提出了一种改进型指数趋近率,对其进行了仿真分析。结果表明:由改进型指数趋近率搭建的速度控制器提升了系统动态响应性能,增强了PMSM驱动系统鲁棒性。     

一种新的基于扰动动态补偿器的离散滑模控制策略

分析了采用传统扰动动态补偿离散趋近律系统存在的缺陷,提出了一种改进的扰动动态补偿离散趋近律,应用该趋近律设计的滑模控制,系统不仅可直接平滑地预测内部参数摄动与外部扰动,而且解决了采用传统扰动动态补偿离散趋近律系统运动最终不能趋于原点的问题,并减弱了系统趋近切换面的必要条件,具有降低抖动及保持快速趋近的品质。通过仿真说明了本文方法的可行性与有效性。     

基于改进型负载转矩观测器的永磁同步电机滑模控制

为减少负载转矩扰动对永磁同步电机控制造成的影响,设计了一种改进型负载转矩观测器.以转速和负载转矩为观测对象建立负载转矩观测器,将观测的负载转矩前馈补偿至转矩电流中,并加入可变增益算法,有效抑制了滑模速度控制器输出的抖振问题;采用改进滑模速度控制器替代传统的PI控制,通过改进控制器中指数趋近律函数,提高了系统的响应速度....     

改善转台速率平稳性的混合鲁棒重复控制方法

提出了一种混合形式的鲁棒重复控制方法,来抑制转台速率系统中存在的位置相关周期性扰动.该方法综合了变结构控制和重复控制,重复控制在未知对象模型的情况下抑制周期性扰动,而变结构控制用于镇定不确定性系统和保证重复学习过程收敛.应用李亚普诺夫直接法证明了误差的渐近收敛性.计算机仿真结果表明该方法有效地改善了转台速率系统的平稳性.     

虚假数据注入攻击下基于扩张观测器的滑模控制研究

针对虚假数据注入(FDI)攻击下的信息物理系统(CPS),研究了一种基于滑模和扩张观测器的控制方法.首先对系统进行动态线性化,构造了扩张观测器并对观测误差的收敛条件进行了分析.其次,设计了积分滑模面,通过线性矩阵不等式的形式导出滑动模态系统的渐近稳定判据,求出了系统满足L₂增益性能的滑模向量.接着,基于指数趋近律,提出了用来消除量化误差和广义干扰的自适应积分滑模控制器,以使系统能到达滑模面.该方法估计精度高、响应速度快,对FDI攻击和量化参数失配具有较强的鲁棒性.最后,数值仿真验证了该方法的有效性.     

基于趋近律的机械臂滑模控制方法研究

为了满足机械臂系统高性能的控制要求,对高为炳提出的指数趋近律进行分析,并研究了机械臂的运动学特性,在此基础上对指数趋近律进行优化设计,改进了指数趋近律,并证明了其存在性。根据改进的趋近律,以机械臂为控制对象,设计了滑模控制策略,并用Matlab进行仿真。仿真结果表明,该方法不仅能满足系统的快速跟踪性,而且能有效抑制滑模变结构控制中存在的抖振问题。