基于扩张状态观测器的永磁同步电机滑模变结构位置伺服控制

针对带有未知摩擦力矩和模型不确定的永磁同步电机位置伺服系统,提出两种基于扩张状态观测器的滑模变结构位置伺服控制策略。在系统存在状态未知和非线性特性有界的情况下,设计扩张状态观测器来观测系统的未知状态和非线性不确定项,并根据观测值设计降阶线性滑模控制和无抖振全阶滑模控制两种控制方法。仿真结果表明,降阶滑模控制方法控制精度较高且鲁棒性较强,而全阶滑模控制方法可以有效消除滑模控制中的抖振问题,便于实际应用。     

电液伺服系统的微分与积分滑模变结构控制

针对电液系统的非线性特性及其参数不确定性,在电液伺服系统的速度跟踪控制中,提出了一种非线性微分与积分滑模变结构控制(DI-SVSC)策略。在滑模控制中引入积分控制项,消除了传统滑模变结构控制需要被跟踪信号导数已知的假设,利用一非线性微分控制消除了系统的抖振现象。在积分滑模控制与非线性微分控制中,分别给出了切换函数、非线性微分系数及控制器的设计方法。仿真结果显示,该控制方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪性能。     

基于多目标竞争遗传算法的模糊变结构控制的研究

基于多目标竞争遗传优化算法,结合变结构控制和模糊逻辑技术的特点,提出一种优化模糊变结构控制方法.以滑模开关函数及其变化量作为模糊调节器的输入量,滑模面边界层宽度作为输出量,设计了一个二维模糊调节器,同时,引入了多目标竞争遗传优化算法,优化了边界层宽度模糊调节.液压伺服系统的位置控制实验结果表明,所提出的模糊变结构控制稳态控制精度高,同时削弱了抖振,在系统鲁棒性与稳态控制性能之间较好地实现了综合平衡.     

新型变倾斜参数S型函数的积分滑模水下机器人控制方法研究

研究了水下机器人轨迹的滑模跟踪控制。针对滑模抖动对系统稳定性的影响,设计了一种基于变倾斜参数sigmoid函数的积分滑模切换函数。基于这个函数设计的控制器在避免抖振现象的同时,保持了高控制精度,且能抑制传统积分滑模控制器常见的超调现象。该控制方法有效性已通过理论证明和仿真实验得到了验证。     

自适应模糊滑模控制裹包机PMSM交流伺服系统

针对接缝式裹包机的交流伺服系统控制精度差的问题,提出了采用自适应模糊滑模控制器,控制具有高效率的永磁铁同步电机(PMSM)伺服驱动系统.仿真和实验结果表明,系统对于参数变化和外面负载扰动的鲁棒性大大提高,而且控制力大为降低.     

光电平台伺服系统自抗扰滑模控制

提出一种基于参考模型的自抗扰滑模控制器,它包括一个自抗扰控制器和一个全局滑模控制器.根据参考模型,利用跟踪微分器设计自抗扰控制器,控制参考模型的输出精确跟踪指令输入信号.全局滑模控制器控制伺服系统被控对象的输出高精度跟踪参考模型的输出.光电平台伺服系统的实验结果证明该新型控制器能有效补偿系统的参数不确定性和非线性扰动,提高了伺服系统的跟踪精度.系统具有全局鲁棒性.     

双模模糊滑模控制裹包机交流转矩系统

针对接缝式裹包机交流伺服系统控制精度差的问题,采用了双模模糊滑模变结构控制器,仿真结果表明该方案有效地消除了抖动问题,具有优良的动静态性能,证明了双模模糊滑模变控制方法的合理和优越。     

红外目标模拟器中分离镜的滑模变结构控制

针对红外目标模拟器中分离镜伺服系统的抗干扰控制问题,本文利用变结构控制响应快速,对系统参数变化和外部扰动不灵敏的特点设计了一个滑模变结构控制器.采用指数趋近律与饱和函数相结合的方法对滑模控制器的抖振进行了有效抑制.采用机理分析方法建立了分离镜系统的数学模型.在仿真过程中,利用S函数描述摩擦模型,简化了仿真建模,提高了仿真速度.通过数字仿真并与传统PID控制方法相比较,证明滑模控制器对于分离镜伺服系统的参数摄动和外部干扰具有良好的鲁棒性,可以保证和提高整个红外制导仿真实验系统的仿真精度和实验结果的置信度.     

存在输入时滞的不确定系统的滑模控制

考虑存在输入时滞情况下不确定系统的滑模控制问题,其中被控系统存在状态不确定和控制输入不确定性.通过设计一种新的积分型滑模切换面,不仅可以保证系统状态轨迹从初始状态开始就位于指定的切换面上,而且能够适应系统参数的摄动.给出了保证闭环系统渐近稳定的充分条件.仿真实验结果验证了本文算法的有效性.     

High-order terminal sliding mode control for induction motors based on current decoupling

为提高感应电机转速控制系统的性能,提出了速度环、电流环的高阶非奇异终端滑模控制方案.该方案通过设计非奇异终端滑模面来提高系统的响应速度和控制精度;通过设计高阶滑模控制律以直接获得平滑的控制信号,有效削弱常规滑模的抖振现象;对速度环,考虑了系统负载转矩和转动惯量的变化,所设计的高阶滑模控制律使系统具有良好的鲁棒性;对电流环,利用电压补偿实现交、直轴电流完全解耦,提高电流控制器的动态性能.仿真结果表明,该方案有效地消除了常规滑模存在的抖振现象,并且跟踪精度高,对负载扰动及转动惯量变化具有较强的鲁棒性.     

基于改进干扰观测器的虚拟轴机床滑模控制研究

圆弧齿轮加工用虚拟轴机床伺服系统存在的不确定性会影响系统的性能,从而降低圆弧齿轮的加工精度;同时,滑模控制中抖动现象会影响控制的精度和稳定性.为提高虚拟轴机床的加工精度和抑制滑模控制中的抖动现象,提出了基于改进观测器的滑模变结构控制算法来控制虚拟轴机床的伺服电机,算法中采用该干扰观测器对系统中的不确定性进行观测,利用饱和函数代替符号函数来抑制滑模控制中的抖动现象.推导了基于改进观测器的滑模变结构控制律,并证明了所设计控制器的稳定性;为验证算法的有效性,在MATLAB中进行了仿真,仿真结果表明:所提出的算法能够有效地观测系统中存在的不确定性因素,并抑制滑模控制中的抖动现象,系统具有较强的位置跟踪性能和抗干扰能力.     

空间站大柔性太阳电池翼驱动装置的滑模伺服控制

针对空间站大柔性太阳电池翼高稳定对日跟踪驱动控制问题,提出了一种带运动规划和振动抑制的非线性快速终端滑模伺服控制方案。推导了太阳电池翼驱动状态方程、永磁同步电机动力学模型,同时考虑驱动装置传动间隙、静/动摩擦力矩切换等非线性传动特性,在动力学建模基础上设计高次样条运动规划、位置环积分分离调节器、速度环快速终端滑模变结构调节器的组合控制系统。通过对太阳电池翼对日跟踪过程的仿真校验,表明设计的控制方案可实现大惯量、超低频太阳电池翼较高的驱动速度稳定度和较好的跟踪精度。     

实时子结构实验的滑动模态控制

首先介绍了实时子结构实验技术的基本原理、过程及关键技术问题。然后建立了液压伺服实验系统的传递函数形式和状态空间形式的线性数值模型,并将滑动模态控制应用于实时子结构实验。最后对采用PID控制和滑动模态控制的实时子结构实验进行了数值仿真分析。在ElCentro地震波激励下的数值仿真结果表明:(1)滑动模态控制的控制精度和鲁棒性明显高于PID控制,(2)系统的动力特性对实验结果有较大影响,这种影响与计算时间间隔、试件的刚度、阻尼有关。     

立体停车位液压系统控制策略及节能控制技术研究

针对目前立体停车位均采用阀控液压动力系统,存在系统效率低、能耗大等问题,将伺服电机直驱定量泵的节能技术应用于立体停车位的液压系统中.采用滑模变结构算法与模糊控制算法相结合的模糊滑模控制算法作为立体停车位各个工况切换的控制策略,相比于工业中常用的模糊PID控制算法,模糊滑模变结构控制能够对系统设定流量需求进行快速响应,在多个工况切换时,波动小、稳定速度快.同时对使用节能技术的立体停车位运行时的功率、能耗及系统效率进行测试,结果表明使用伺服电机直驱定量泵的液压节能系统与使用传统阀控液压系统相比,能耗降低了31.2%,系统效率提高了33.2%,具有较好的节能效果.     

基于滑模控制的低压铸造模具冷却控制系统设计

目的 为了准确控制模具的温度,提高铸件品质和效率.方法 设计基于滑模控制的模具冷却控制系统.首先,以低压铸造模具冷却工艺为基础,分析不同模具温度对铸件品质的影响,明确模具温度控制的重要性.基于浇注温度、冷却水温度以及模具温度,对模具冷却过程进行建模,获取冷却水和模具的热传递函数.然后,采用三向(左、右、底部)冷却方法,...     

永磁同步电机全速范围内无传感控制策略研究

目的 为了提高自动化包装生产线的产品效率和质量,改善永磁同步电机无速度传感器矢量控制系统的性能,针对电机运行于低速时反电动势不易检测以及高速位置精度较低的问题,设计一种基于高频方波注入法和改进滑模观测器的复合观测器。方法 在低速时采用高频方波信号注入法来实现对转子位置信息的估计,在中高速时采用改进的滑模观测器来估计转子位置,通过引入双边界层切换函数和可变滑模增益来加快收敛速度和减小抖振,同时设计基于单神经元PI的锁相环用来解析转子信息,进而提高速度和位置,估计精度。结果 通过与单一的算法进行对比分析,发现复合观测器的位置估算精度得到了提高。结论 Matlab/Simulink仿真实验以及实物验证结果表明,和传统的算法相比,该算法具有位置估计精度高、鲁棒性好等优点。