基于TC控制的坦克火炮系统的非线性研究

针对坦克炮控系统中同时存在齿圈间隙摩擦力矩和参数漂移等多种非线性因素,造成系统驱动延时换向振荡和低速＂爬行＂等问题,从分析系统的各种非线性特性及其影响入手,建立了包含多种非线性在内的炮控系统数学模型上,引入TC控制,实现了系统的非线性补偿控制仿真表明,所设计的控制器能够同时有效地抑制了各种非线性因素的影响,很好的改善了系统性能。     

基于双观测器的四旋翼无人机驱动电机矢量控制技术研究

无人机在飞行过程中,磁场增强型永磁同步电机容易受到多重低次凸极性谐波的影响以及负载扰动转矩干扰的问题。针对上述问题,文章提出一种高频脉振谐波注入转子位置观测器结合负载扰动转矩分段函数滑模观测器的双观测器无人机电机矢量控制策略。文章通过高频脉振谐波注入转子位置观测器,可以有效抑制无人机电机系统中存在的多重低次凸极性谐波的影响,改善电机转子位置和转速的估算精度,通过负载扰动转矩观测器可以消除电机负载扰动转矩的干扰。     

基于SMDO的非线性预测射击线稳定控制

针对一款海上武器随动系统的非线性、干扰未知性的难题,提出基于滑模干扰观测器(SMDO)的非线性预测控制策略,该复合控制策略利用滑模干扰观测器,对海浪波动、负载变化和系统不确定性等进行逼近,并依据观测器的输出进行前馈补偿和预测控制的模型修正,使得预测控制的滚动优化能够时刻保持在贴近实际系统的基础之上,从而实现提高整个控制策略性能的目的.在设计基于滑模干扰观测器的非线性预测控制器时,采用基于连续时间的非线性系统预测控制方法,与基于滑模干扰观测器相结合,最终设计出海上武器射击线稳定控制的复合控制律.仿真结果表明,该控制策略可以有效提高海上武器射击线稳定控制的抗干扰能力、打击目标精度以及海上武器动态稳定瞄准性能.     

基于滑模控制的永磁同步电机直接转矩控制研究

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)存在较大的电磁转矩脉动、磁链脉动、低速性能不理想等问题,文中引入滑模控制策略对永磁同步电机进行直接转矩控制。通过建立PMSM的矢量数学模型,设计基于滑模控制的直接转矩控制器,利用MATLAB/Simulink进行建模仿真分析。结果表明,与传统DTC相比,基于滑模控制策略的永磁同步电机直接转矩控制系统中电磁转矩脉动幅值更低,且具有更好的动态性能和抗扰动能力,可以更加有效地改善系统特性,满足实际电机控制的需要。     

采用新型负载转矩观测器和INFORM/EMF组合式模型的永磁同步电机在全速度范围内的无速度传感器控制研究

为了使永磁同步电机的无速度传感器控制在全速度范围内稳定运行,本文提出了一种与改进型电压模型有关的机械观测器结构。本文根据不同的速度范围采用了两种不同的反馈结构,并对低速范围时的结构和稳定性进行了分析。机械观测器对转子转速、转子角度位置和负载转矩进行了估测,并用INFORM测量方式使其稳定。观测器的输出使反电动势(EMF)模型在静止和低速时稳定,因此该观测器保证了当由低速运动到高速时,较高的动态性能。进一步,观测器估测所得的负载转矩被作为速度控制器的输出端的扰动补偿量,因此,速度控制器可以被看作一个在负载下没有静态误差的普通比例系数。     

四旋翼飞行器姿态的非奇异快速终端滑模控制

针对四旋翼飞行器姿态控制问题中系统存在模型参数不确定和外界未知干扰的情况,提出一种基于有限时间干扰观测器的非奇异快速终端滑模控制策略。首先,设计有限时间干扰观测器实时观测系统中的模型参数不确定和外界未知干扰,并将观测值与非奇异快速终端滑模控制器的设计相结合,不仅实现了对系统中模型参数不确定和外界未知干扰的抑制,而且提高了系统的跟踪速度和控制精度。基于Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性,最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。     

模糊滑模变结构控制技术的应用研究

针对包含非线性和不确定性的坦克炮控系统，提出了一种基于模糊控制的滑模变结构控制器的设计方法。首先采用极点配置的方法确定了等效控制，再通过应用带有切换增益的鲁棒反馈控制来保证滑模到达条件，然后，利用模糊调节策略来加速到达滑动模态区并削弱抖振。本文所提出的模糊逻辑的应用是一种可计算的智能方法，针对工程问题，具有精确表达式的调整过程，使得控制策略的调整变得更加容易实现。通过仿真结果可以看出，系统得到了更好的性能指标，并且削弱了抖振。系统响应的快速性和鲁棒性都得到了提高。     

滑模变结构控制在三电平变换器中的应用研究

滑模变结构控制策略具有鲁棒性强、算法简单、动态品质好等优点，为此，本文首次将滑模变结构控制策略引入到三电平变换器中。首先介绍了直接滑模控制策略，然后给出了三电平变换器直接滑模控制策略的设计方法，最后对滑模控制三电平变换器进行仿真分析，并和PWM控制三电平变换器做比较，仿真结果验证了滑模变结构控制策略可以大大提高变换器鲁棒性和动态品质。     

基于滑模变结构电流环的PMSM矢量控制

永磁同步电机具有转矩脉动小、效率高、结构简单、转矩/惯量比大等优点,广泛应用于交流调速系统。针对参数时变、负载扰动等引起的调速系统干扰问题,提出了一种基于滑模变结构控制理论的电流环鲁棒控制器,取代传统的电流PI控制器。采用电流转速双闭环和基于转子磁链定向的SVPWM矢量控制策略,使得系统动态响应更快、稳定性和抗干扰能力更强,鲁棒性大幅提高。通过MATLAB/Simulink仿真验证了该控制器设计的正确性。     

基于非线性干扰观测器不确定系统的终端滑模控制

针对一类存在非匹配干扰和建模误差的高阶非线性系统,结合滤波反步控制方法,设计一种基于非线性干扰观测器的自适应反步非奇异终端滑模控制方案。首先,设计一种有限时间稳定的非线性干扰观测器,以此对非匹配干扰进行估计和补偿。采用反步控制处理高阶不确定非线性系统,结合动态面控制设计虚拟控制律,避免传统反步设计中存在的"微分爆炸"问题;第n步结合自适应控制和非线性干扰观测器,设计非奇异终端滑模控制律,消除建模误差和非匹配干扰对系统的影响。基于Lyapunov理论证明跟踪误差一致最终有界。仿真结果验证了所设计控制方案的有效性。     

基于滑模扩张干扰观测器的固定翼无人机动态逆控制

为解决存在模型不确定性与外部干扰时的固定翼无人机控制问题,设计了一种非线性滑模扩张干扰观测器与快速响应动态逆相结合的控制律。在扩张干扰观测器设计的基础上,引入滑模原理设计了一种非线性滑模扩张干扰观测器,对干扰及其变化率进行实时估计;将无人机姿态运动方程分为姿态角慢回路与姿态角速率快回路,依此分别设计动态逆控制律,并基于干扰估计量对未知扰动进行补偿,同时在快回路控制器中加入由快速跟踪微分器(TD)估计的指令值微分量,以提高控制器的响应速度,最后证明了复合控制器的稳定性。仿真实验表明,设计的复合控制器能够对无人机姿态运动进行高效控制。     

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.     

新型无速度传感器直接转矩控制系统

为了消除对于大多数观测器来说比较关键的转速反馈信息,磁链观测器的构建采用了双参考坐标系,即在静止坐标系下建立定子方程,在旋转坐标系下建立转子方程。由于该观测器不包含转速自适应量,消除了不准确的转速信息对磁链观测器的影响,提高了磁链观测器的精度和鲁棒性。运用MATLAB/Simulink仿真软件对无速度传感器直接转矩控制系统进行了仿真。仿真结果表明新型滑模观测器有效地提高了低速下定子磁链和转速的观测精度,并提高了系统的鲁棒性,拓宽了无速度传感器直接转矩控制系统的调速范围,最终保证了控制系统在全速范围内的高性能运行。     

新型终端滑模在光电稳定平台中的应用

为了提高光电伺服稳定平台的跟踪精度,针对系统中干扰的影响提出一种新型终端滑模控制算法。首先,提出一种新型终端滑模干扰观测器的设计方法,实现对系统中干扰的快速估计和实时补偿。其次,设计新型终端滑模控制器来提高系统的跟踪精度,结合有限时间收敛和自适应控制的思想,对切换增益进行在线调整,有效地抑制了滑模控制中的抖振问题,使系统状态能够在有限时间内快速地收敛到所设计的滑模面上,并对未估计干扰进行精细化补偿。最后利用Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。实验结果表明:该控制策略保证了光电跟踪系统视轴对运动目标的跟踪精度,在0.05 Hz时误差小于0.002,在2 Hz时误差小于0.034,增强了系统的鲁棒性。     

基于滑模变结构的高速同步电机直接转矩控制

针对高速同步电机,文章研究了基于滑模变结构的无传感器直接转矩控制。该控制方式将滑模变结构和直接转矩控制相结合,用以改善电机定子磁链和电磁转矩的脉动。本文对基于滑模变结构的无传感器高速同步电机直接转矩控制和传统直接转矩控制系统性能中的定子电流、电磁转矩和定子磁链轨迹分别进行了仿真对比分析。仿真结果表明,采用基于滑模变结构的无传感器直接转矩控制方式可以减小定子电流和电磁转矩的脉动,定子磁链频带宽度变化较小,适合对高速同步电机控制。     

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。     

基于改进滑模策略永磁同步电机SVM-DTC控制

传统的永磁同步电机直接转矩控制采用双滞环结构,因而电机转矩和磁链脉动较大。SVM控制方法通过合成最合理的电压矢量对转矩和磁链作精确补偿,能够一定程度上降低二者的脉动,但传统SVM控制方法包含了转速和转矩两个PI调节器,两个调节器的参数设计比较复杂,且直接影响了电机性能。提出用快速终端滑模（FTSM）控制器来代替传统PI转速调节器,为了克服滑模带来的抖振,设计负载转矩观测器,并将观测值反馈至滑模控制器。仿真和实验结果表明所提控制方法改善了系统的动静态性能,抗干扰能力增强,同时SMC固有抖振现象得到有效抑制。     

应用于Buck电路的滑模算法研究

将滑模控制算法应用于Buck转换器的控制中,获得了快的收敛速度和良好的鲁棒性。这种控制策略可在FPGA上实现。为实现滑模控制算法,提出了一种基于拓扑结构的观测器,解决了传统观测器中传感器成本较高的问题,适用于多种开关电源结构。实验结果表明,应用滑模控制算法的Buck转换器在出现负载变化时具有很强的稳定性。     

具有噪声扰动的统一混沌系统的同步控制

研究了一类具有噪声扰动的统一混沌系统的同步控制问题。基于滑模变结构控制理论,提出了利用不确定性观测器估计扰动噪声,用噪声的观测值来设计控制器的新方法,而且适当选取观测器反馈增益可以使观测误差充分的小,从而可得到几乎没有受到扰动时的控制效果。和常规滑模变结构控制方法相比,所设计的控制器既能有效地抑制抖振,又能降低控制器参数设计的保守性。最后,基于Matlab 6.5软件对Lorenz混沌系统进行分析和数值模拟,验证了该滑模控制方法在混沌同步中的优良性能。     

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。