模糊滑模控制在轮对试验台中的应用

针对液压伺服系统参数不确定性及外部干扰大等特点,提出一种模糊滑模变结构控制方法。以本轮对实验台液压伺服系统为例建立数学模型,使用趋近律设计方法改善系统趋近运动时的动态品质。将模糊控制理论与滑模变结构控制理论相结合,设计基于等效控制和准滑动模态的模糊滑模变结构控制器削弱系统的抖振。理论分析和仿真结果表明:与常规PID等经典控制及传统滑模变机构控制相比,模糊滑模变结构控制器跟踪精度高、响应速度快、鲁棒性强、抖振小,能够达到满意的控制效果。     

无刷直流电动机的模糊积分变结构控制

分析了无刷直流电动机(BLDCM)的数学模型,设计了一种新型高性能的模糊积分变结构位置控制器.该控制器兼有模糊控制和积分变结构控制的优点,解决了积分变结构控制需要事先测定扰动量范围的问题,降低了系统的抖振,在保证系统稳定性的同时加快了系统响应速度,并且保持了积分变结构控制对参数变化及扰动不灵敏的特性.最后通过Matlab进行了仿真.仿真结果表明,该控制器较积分变结构控制器具有更好的动、静态特性,并具有较高的精度和鲁棒性.     

基于幂次函数的自平衡双轮电动车分层滑模控制

针对倒立摆原理的自平衡系统,提出一种基于幂次函数法的分层滑模变结构控制方法。为解决滑模控制在本质上的不连续开关特性而引起系统抖振的问题,采用了在切换函数中运用幂次函数的非线性特性来设计非线性控制器,同时与传统的分层滑模控制方法进行了仿真对比。仿真结果表明了该方法的有效性,并且控制器超调量小,很好地抑制了抖振现象,被控系统表现出了良好的动态品质。     

不确定加工过程的模糊变结构控制

针对加工过程的不确定性和非线性影响控制系统的鲁棒性和稳定性，设计了模糊变结构控制器（FVSC）以及自适应调节切换函数的参数，有效地削弱了不确定加工过程系统的抖振，并保持了变蛄构控制（VSC）的强鲁棒性能。仿真结果表明，这类混合控制器对不确定加工过程的控制效果是明显的。     

干式离合器台架执行机构模糊滑模控制

基于五速干式DCT,搭建了干式离合器台架执行机构,考虑其非线性时变特征,设计了滑模变结构控制器,并利用模糊控制器实时补偿负载转矩同时调整滑模趋近律参数,以提高控制精度同时削弱滑模变结构控制稳态的抖振现象。结合双离合器式自动变速器(DCT)的起步与换挡过程,进行了硬件在环仿真试验。     

一种基于模糊边界层的转台伺服系统滑模控制器设计

针对飞行模拟转台位置伺服系统中存在的非线性摩擦环节,设计了一种补偿摩擦的模糊边界层滑模变结构控制器.在常规的准滑模变结构控制中引入模糊控制,利用模糊控制器来动态调整滑模边界层的厚度.通过MATLAB仿真,结果表明该控制器较好地协调了常规固定边界层滑模控制鲁棒性与平滑控制抖振之间的矛盾,有效地抑制了摩擦力矩的影响,保证了系统的快速性和鲁棒性,实现了高精度的位置跟踪.     

基于滑模变结构的交流永磁同步电机伺服系统

传统的交流永磁同步电机(PMSM)伺服系统采用PI矢量控制器来控制速度,存在鲁棒性不强的缺点,而滑模变结构控制(SMC)虽具有很强的鲁棒性,但引发了抖动现象。文章介绍了一种自适应模糊滑模控制(AFSMC),是一种结合了模糊控制及自适应控制的新型滑模变结构控制器,具有对系统模型依赖小、对控制信号系统抖振小、能够随着系统状态的变化不断调整相关参数等优点。     

RBF神经网络滑模变结构控制在并联机器人中的应用

并联机器人系统结构复杂,具有强耦合、非线性等特点。滑模变结构控制对参数不确定性和外部扰动具有强鲁棒性,不需要被控对象精确数学模型且基于该方法的控制器设计过程是自然解耦过程,适用于并联机器人控制,但是滑模控制普遍存在抖振问题。鉴于此,该文提出RBF神经网络与滑模控制相结合的控制方法,利用RBF神经网络对滑模控制器切换项的增益进行调节,可以有效地降低滑模控制的抖振,获得较好的控制效果。仿真结果表明,该控制方法跟踪性能好,系统误差小,具有较强的鲁棒性,可以满足并联机器人的控制要求。     

磁悬浮系统的变速趋近律滑模控制

为了抑制常规滑模控制在磁悬浮系统控制中的抖振问题,应用一种变速趋近律方法设计磁悬浮系统滑模控制器.控制器将系统的状态范数引入滑模控制律,以自动调整变结构切换控制项的增益,控制信号抖振幅值能够逐步衰减,并引导系统渐近稳定到原点;利用Lyapunov稳定性理论验证了系统的稳定性,并给出了控制器参数设计的依据;仿真实验结果表明,基于变速趋近律的磁悬浮系统滑模控制策略具有良好的动、静态性能和较强的鲁棒性.     

滑模变结构中抖振消除方法研究

针对滑模变结构的"通病"——抖振展开分析和研究,利用数学分析和离散控制相关理论对趋近律进行分析和整合,发现滑模变结构抖振在不同的控制系统中有相似的控制结果。在离散系统中,变结构表现出很好的控制效果和鲁棒性,主要是因为对干扰不敏感,对扰动有很好的过滤效果。最后对变结构控制的应用进行了展望。     

基于熵测度的几种变结构控制抖振强度比较

提出了借鉴切削力的控制目标值与实测值的互熵来衡量变结构控制抖振强度的方式,通过计算机仿真实验,针对铣削加工过程控制,给出了多种变结构控制方法控制性能的比较结果.     

带观测器的最优滑动模态变结构控制在火炮直流伺服系统中的应用研究

提出基于观测器设计的大功率PWM伺服系统最优化滑动模态变结构控制方法,消除了变结构控制中存在的颤振问题,通过计算机仿真与台架试验标明了该方法的有效性。该方法结构简单、实时性强,具有一定的工程实用价值。     

VARIABLE STRUCTURE CONTROL APPLIED IN ELECTRO-HYDRAULIC SERVO SYSTEM WITH ANN

The variable structure control (VSC) theory is applied to the electro-hydraulic servo system here. The VSC control law is achieved using Lyapunov method and pole placement. To eliminate the chattering phenomena, a saturation function is adopted. The proposed VSC approach is fairly robust to load disturbance and system parameter variation. Since the distortion including phase lag and amplitude attenuation occurs in the system sinusoid response, the amplitude and phase control (APC) algorithm, based on Adaline neural network and using LMS algorithm, is developed for distortion cancellation. The APC controller is simple and can on-line adjust, thus it gives accurate tracking.     

线性不确定性电液位置伺服系统的前馈补偿滑模鲁棒跟踪控制研究

针对线性不确定性系统的鲁棒跟踪控制问题,提出了一种前馈补偿滑模鲁棒跟踪控制方法,并证明了采用该方法所构成的闭环系统是李亚普诺夫意义下渐近稳定的,将该控制器设计方法应用于某结构疲劳试验机电液位置伺服控制系统,验证了所设计控制器的有效性。仿真和实时控制结果均证明：对存在不确定性的结构疲劳试验机电液位置伺服系统,应用该研究所提出的具有前馈补偿的滑模鲁棒跟踪控制器,能较有效地削弱常规VSC所固有的抖振现象,在不同的负载条件下跟踪不同频率的正弦信号均能获得良好的跟踪精度,控制器对系统的不确定性呈现较强的鲁棒性。     

人工心脏泵磁悬浮转子非线性特性及控制方法研究

引入滑动模态变结构控制，对转子转速大于6000r／min时转子产生的颤振及转子在强干扰下产生的新的平衡位置等非线性效应进行控制。以轴向为例取切换函数，滑动模态按指数律趋向原点，推导出了等效控制方程。用电锤给轴向磁悬浮转子施加冲击干扰，观察变结构控制的结果，发现系统在短暂调整后即恢复平衡位置，渐近稳定，说明采用变结构控制的适应性较好。利用变结构控制对内部参数变动和外部扰动作用不变这一显著特点，可有利于控制血液应力及粘弹性等非线性因素造成的转子扰动，从而使得系统数学模型的不准确性、实际系统的不确定性及镇定的复杂性得以解决。     

Side slip angle based control threshold of vehicle stability control system

Vehicle Stability Control (VSC) system prevents vehicle from spinning or drifting out mainly by braking intervention. Although a control threshold of conventional VSC is designed by vehicle characteristics and centered on average drivers, it can be a redundancy to expert drivers in critical driving conditions. In this study, a manual adaptation of VSC is investigated by changing the control threshold. A control threshold can be determined by phase plane analysis of side slip angle and angular velocity which is established with various vehicle speeds and steering angles. Since vehicle side slip angle is impossible to be obtained by commercially available sensors, a side slip angle is designed and evaluated with test results. By using the estimated value, phase plane analysis is applied to determine control threshold. To evaluate an effect of control threshold, we applied a 23-DOF vehicle nonlinear model with a vehicle planar motion model based sliding controller. Controller gains are tuned as the control threshold changed. A VSC with various control thresholds makes VSC more flexible with respect to individual driver characteristics.     

变结构控制方法在电控离合器中的应用研究

针对系统的强非线性特点设计了变结构控制器，以改善自动离合器的控制特性，应用变结构控制方法，选取适当的初换函数，构造切换平面，使整个系统沿切换平面滑行直至平衡点，计算机仿真结果显示，该控制器跟踪指令信号性能良好，且具有较强的稳定性。     

The effect of off-end tip distance on the nanomanipulation based on rectangular and V-shape cantilevered AFMs

The AFM system, which is used as a nanomanipulator, includes a probe consistent of a cantilever and a tapered tip. In cantilevers, the tip can be located in different distances from the cantilever free end. This causes to change in stiffness of the cantilever and therefore changing in pushing force of the nanomanipulation. In this paper, the effect of the tip distance on the cantilever stiffness is studied using the equations of Hazel, and Neumeister and Ducker (ND), and a new equation to correct the torsional stiffness of V-shaped cantilevers (VSC) is proposed, which is based on the ND equation. Then, the effect of distance on pushing force of AFM-based nanomanipulations with rectangular cantilevered (RC) and VSC AFMs is simulated. The obtained results using proposed equation show that increasing of distance causes to non-linear increment of torsional stiffness of VSC. Error of the proposed equation is achieved less than 3% in comparison with result of torsional stiffness equation of ND. Moreover, it is observed that the torsional stiffness of VSC predicted by Hazel’s equation is considerably inaccurate. In nanomanipulation studies, the necessary pushing forces of nanoparticle motion are increased by increment of distance, for both types of cantilevers (RC and VSC). Moreover, critical time for RC AFM increases, but in the case of VSC AFM, the critical time decreases at first, then it is almost constant at a limited range of d, and finally it starts to increase by increasing the distance.     

滑模变结构在有源电力滤波器的控制中的应用

变结构控制以其独特的鲁棒性及对匹配不确定性和外部千扰的完全自适应性等特点，使其在解决不确定非线性系统的控制问题上显示出了巨大的生命力。本文在掌握变结构控制国内外研究现状的基础上，系统地研究了非线性系统（有源电力滤波器）的变结构控制方法。     

A robust, discrete, near time-optimal controller for hard disk drives

This paper presents a robust, discrete, near time-optimal control algorithm for hard disk drives. Building on the continuous-time control law of Newman [Trans. Automatic Control 35 (7) (1990) 841] and Newman and Souccar [J. Dynamic Syst. Measure. Control 113 (1991) 363], the chattering phenomenon for continuous-time systems is first examined, and it is shown how additional chattering can occur in the discrete-time case. A criterion for the selection of control parameters to prevent chattering in the discrete-time case while assuring controller stability is then suggested. The controller developed is applied to a commercial hard disk drive. Compared to the more commonly used PTOS, the proposed controller significantly reduces chattering while maintaining comparable seek time to reach the destination track.