基于滑模变结构的张力控制系统设计

张力控制是很多控制设备的基础技术之一,它的性能直接影响产品的质量和生产的效率。针对张力控制系统存在的非线性、时变等问题,研究了张力控制系统的动态特性,建立了张力控制系统的数学模型。选择滑模变结构控制策略,结合变速趋近律的方法设计控制律。在MATLAB/SIMULINK建立张力控制系统的数学仿真模型,分析了该系统的响应特性和跟踪性能。为验证所设计的滑模控制系统的可实现性,搭建了基于EtherCAT总线的张力控制实验平台。实验结果表明所设计的滑模控制系统的有效性。     

基于变控制律方法的空调监控系统的智能控制器设计

本文介绍一种采用变控制律的厂房空调中央监控系统的新型智能控制器,以取代采用单一ＰＩＤ控制律的传统空调系统控制器。本控制器以ＰＩＤ控制为基础,结合Ｆｕｚｚｙ控制及Ｂａｎｇ－Ｂａｎｇ控制技术,构成变控制律结构。     

汽车防滑刹车系统滑模变结构控制器设计

滑模变结构控制具有较好的快速性和较强的鲁棒性,非常适合高度非线性的汽车防滑刹车控制系统。针对汽车防滑刹车系统中存在的高度非线性问题,设计了一种基于改进的指数趋近律的滑模变结构控制器,在控制策略中,以最佳滑移率为目标函数,设计了滑模控制器的滑模面,克服了"边界层法"弱鲁棒性的特点,有效的减小了滑模变结构控制算法中抖动的影响,提高了控制品质。仿真结果表明,汽车防滑刹车系统能够很好的跟踪最佳滑移率,刹车效率高,控制方法合理有效。     

基于反演设计的机器人操纵臂的变结构控制

针对由电机驱动的机器人操纵臂，研究了非线性系统的变结构控制。在一定的假设条件下。给出了变结构系统中滑动模态存在的条件及变结构控制律设计的方法。然后利用反演设计方法构造变结构控制的切换函数，以获得稳定的滑动模态。将设计方法应用于机器人操纵臂的控制律设计，并进行了仿真研究。     

电液伺服系统的滑模变结构控制仿真研究

针对典型电液伺服系统,用存在条件及到达条件确定切换函数和变结构控制律,设计了滑模控制器。仿真结果表明,基于比例切换控制方法设计的滑动模态变结构控制系统,优于传统的PID控制系统。     

并联机器人轨迹跟踪离散变结构鲁棒控制器设计

本文根据并联机器人支撑杆教学模型参数摄动较大和时变的特点,设计了一种用于并联机器人轨迹跟踪的离散滑模变结构鲁棒控制器,通过引入变速趋近律,控制系统响应速度快,对参数摄动和外界干扰具有较强的鲁棒性,仿真研究结果表明,本文的控制方案能实现较高精度的快速轨迹跟踪,同时可削弱或避免通常变结构控制中不可避免的抖振。     

基于趋近律离散滑模控制的柔性梁振动抑制

研究了基于趋近律的离散滑模控制在智能柔性悬臂梁振动控制中的应用.以压电陶瓷为作动器,电阻应变片为传感器,采用有限元方法和模态截断技术建立结构动力学模型.由于柔性结构系统受到不确定外部扰动和量测噪声的影响以及参数的不确定性,滑模变结构控制可以实现滑动模态与系统的外干扰和参数摄动无关,即滑动模态的不变性.结构振动控制在系统状态由于外部干扰的影响偏离平衡状态,在控制器作用下能使系统趋于零状态.采用趋近律离散滑模控制方法设计状态调节器.由于状态量不能直接测量,故利用离散卡尔曼滤波技术构造状态估计器.采用试验模态测试方法得到结构的前4阶固有频率和阻尼比,与有限元方法的结果比较,说明该模型的正确性.使用dSPACE实时仿真系统和MATLAB/Simulink搭建控制系统,进行了振动主动控制试验.试验结果表明,所设计的控制器能有效抑制结构的振动响应.     

基于RTW电控旋翼控制律的DSP实现

给出了一种快速实现电控旋翼控制系统桨距控制律的方法,同时使用Simulink工具箱对电控旋翼控制系统进行建模,通过Matlab的实时工作站和TI的开发工具CCS将Simulink模型转变成实时C代码,并下载到DSP沪硬件中,快速完成电控旋翼控制器的开发.最后运用生成的DSP.代码进行电控旋翼桨距控制试验,试验研究结果验证了该方法的可行性、快速性、准确性.     

一类时滞线性系统的变结构振动控制

应用自适应性和鲁棒性良好的变结构控制理论，研究时滞影响下机械和结构的振动问题，给出控制律的等速趋近律设计方法和系统稳定性与时滞量无关的判据，排除时滞带给系统稳定性分析的困扰。算例结果表明，所提出的变结构控制方法能有效地减小时滞振动系统的峰值响应，系统保持稳定。     

基于幂次指数趋近律的电子节气门变结构控制

针对电子节气门控制中使用最多的PID算法,在参数发生漂变、存在扰动时会导致控制精度下降甚至不稳定的情况,提出了基于幂次指数趋近律的变结构算法.研究了幂次指数趋近律变结构算法的优势并将其应用于节气门控制,得出了算法控制精度高的结论.提出了通过求解微分方程来研究算法的鲁棒性,并从三个阶段对新算法进行了研究,最终通过加入扰动...     

TRACKING VARIABLE STRUCTURE CONTROL LAW WITH APPLICATION TO ELECTRO－HYDRAULIC SERVO SYSTEMS

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永磁同步电机位置伺服系统改进变结构自抗扰控制

为进一步提高传统变结构自抗扰控制器的控制精度,增强永磁伺服驱动系统的抗干扰能力,提出一种改进变结构自抗 扰控制策略。 该方法在基于变结构原理设计的扩张状态观测器中引入位置、速度的观测误差以实现状态变量的无差估计,采用 基于指数趋近律设计的非线性状态误差反馈控制律实现线性控制与非线性控制的平滑过渡,并在此基础上引入位置跟踪误差, 提高伺服系统的跟踪性能。 通过实验分析比较了改进变结构自抗扰控制与传统变结构自抗扰控制两种控制策略,结果显示改 进控制策略较传统控制策略的位置跟踪误差减少了约 30% 。 当负载突变时,传统控制策略的跟踪误差约为负载突变前最大跟 踪误差的 3. 4 倍,而改进变结构自抗扰控制策略仍能准确跟踪给定信号。     

应用形状记忆合金的太阳帆板的振动控制

以挠性航天器的太阳帆板为研究对象,在建立挠性系统动力学模型的基础上,采用滑模变结构控制策略进行挠性航天器太阳帆板的振动控制,同时在帆板上植入SMA丝形成驱动器,并采用经典线性最优控制算法控制SMA驱动器。仿真结果表明,这样的控制规律有效抑制了帆板的振动。     

ADAPTIVE VARIABLE STRUCTURE CONTROLLERS AND APPLICATION TO ENGINE IDLE SPEED CONTROL SIMULATION

A neural-network-based adaptive variable structure control methodology is proposed for the tracking problem of nonlinear discrete-time input-output systems. The unknown dynamics of the system are approximated via radial basis function neural networks. The control law is based on sliding modes and simple to implement. The discrete-time adaptive law for tuning the weight of neural networks is presented using the adaptive filtering algorithm with residue upper-bound compensation. The application of the proposed controller to engine idle speed control design is discussed. The results indicate the validation and effectiveness of this approach.     

Robust integral variable structure controller and pulse-width pulse-frequency modulated input shaper design for flexible spacecraft with mismatched uncertainty/disturbance

This paper presents a dual-stage control system design method for the flexible spacecraft attitude maneuvering control by use of on–off thrusters and active vibration control by input shaper. In this design approach, attitude control system and vibration suppression were designed separately using lower order model. As a stepping stone, an integral variable structure controller with the assumption of knowing the upper bounds of the mismatched lumped perturbation has been designed which ensures exponential convergence of attitude angle and angular velocity in the presence of bounded uncertainty/disturbances. To reconstruct estimates of the system states for use in a full information variable structure control law, an asymptotic variable structure observer is also employed. In addition, the thruster output is modulated in pulse-width pulse-frequency so that the output profile is similar to the continuous control histories. For actively suppressing the induced vibration, the input shaping technique is used to modify the existing command so that less vibration will be caused by the command itself, which only requires information about the vibration frequency and damping of the closed-loop system. The rationale behind this hybrid control scheme is that the integral variable structure controller can achieve good precision pointing, even in the presence of uncertainties/disturbances, whereas the shaped input attenuator is applied to actively suppress the undesirable vibrations excited by the rapid maneuvers. Simulation results for the spacecraft model show precise attitude control and vibration suppression.     

基于DCS的离散时间系统变结构控制器实现

具有广泛应用的小型集散控制系统，其组态软件一般只能构成PID控制。实际生产过程往往具有时变性及不确定性。当被控对象参数及外干扰大范围变化时，PID控制将不能获得令人满意的控制效果。基于集散控制系统IFIX监控组态软件，通过在上位机采用VBA编程，设计并实现了对参数变化的双容对象的离散时间系统变结构控制。系统实际运行结果表明：所设计控制器快速性好，系统无超调，稳态误差小且容易实现。     

基于双曲正割函数趋近律的多轴调平滑模控制研究

为解决复合材料压机多轴调平系统的控制精度不高的问题,将滑模变结构控制算法应用到多轴调平系统中。开展了多轴调平系统的不平衡机理、调平控制策略及算法的研究,建立了多轴调平系统的数学模型。结合基于双曲正割函数改进的指数趋近律,提出了一种多输入多输出滑模变结构控制算法,给出了控制器的设计方法,并将其应用到滑块的水平控制中。通过仿真分析和试验验证相结合的方式验证了算法的有效性。研究结果表明:该控制器能削弱抖振,使多轴调平的滑块系统快速准确地进行调平,能较好地抑制干扰和未建模动态,提高了系统的鲁棒性,且控制器简单,易于实现。     

永磁直线同步电动机自适应变结构位置控制器的设计与研究

针对永磁直线电动机参数变化和外部扰动对伺服系统的影响,提出了自适应变结构位置控制设计方法。用电动机的位置误差信号及其导数构造切换函数,利用自适应律对系统不确定性扰动因数的极限进行估算。经过分析验证,与基于SVPWM的矢量控制系统相比较,自适应变结构位置控制算法明显减少了系统参数变化和外部扰动引起的推力脉动,能快速准确地跟踪给定信号,增强了整个系统的自适应性和鲁棒性。