基于DSP控制的光伏电池模拟器的设计

本文提出了一种基于DSP控制的光伏电池模拟器的设计方法,建立了光伏电池的数学模型,利用DSP处理器输出不同的占空比PWM来控制BUCK变换器,使其输出符合光伏电池I-U的特性.实践证明用模拟器来代替真实的先伏电池进行各种光伏电池的特性输出实验是一种良好的方法.     

定频滑模电流控制的矩阵变换器应用研究

矩阵变换器电路拓扑复杂、开关器件众多,控制策略的研究相对困难.由于功率开关的特点,矩阵变换器本质上属于变结构系统,作为变结构控制理论中的滑模控制方法自然地适用于此类系统.它根据状态变量在状态空间中的当前位置以高频在多个结构间切换,具有稳定范围宽、动态响应快、噪声敏感度低、鲁棒性强等优点.升压矩阵变换器的三相逆变部分具有右半平面零点特性,输出相对于输入滞后,选取定频电流模式的滑模控制方法比较合理,可以实现输出电压跟踪期望电压的升降压控制.矩阵变换器滑模控制系统的控制性能会通过Matlab/Simulink仿真加以验证.     

基于STM32的电池模拟器的设计与实现

为解决电池保护板测试装置中电池测试的问题,设计了一种基于STM32的电池模拟器。该电池模拟器以STM32为主控制器,由通信模块、电压产生模块、ADC模块等几部分组成。对电池模拟器的工作原理、控制功能和方案设计给予了说明。实际测试表明,该电池模拟器具有单节电压任意可调、可模拟多串电池的串联和抗干扰能力强等特点。满足了基本的电池保护板测试系统的需要,具有良好的稳定性。     

基于自适应滑模电流控制算法的仿真研究

针对永磁同步直线电机具有的非线性,扰动敏感的特点,提出基于自适应滑模电流控制算法的滑模控制.通过在电流环引入自适应律,进行在线估计系统内部参数摄动以及模型不确定性扰动,来改善永磁同步直线电机驱动系统中的电流环响应速度、追踪性能,并将正弦饱和函数代替常规sign函数,来削弱系统抖振,提高系统的鲁棒性和稳定性.同时设计二阶扩张观测器预测系统的负载扰动,二阶扩张观测器中利用提出的新型sigfal函数,改善了传统扩张观测器的预测精度和稳定性,然后将预测值前馈到电流环对其进行补偿,来减小滑模控制增益.仿真结果证明,所提出的方法可以提高永磁同步直线电机驱动系统的抗干扰性和动态响应性能.     

潜艇垂直面滑模控制仿真研究

针对潜艇垂直面运动强非线性、耦合性和参数不确定的特点,分别基于垂直面非线性和线性模型,考虑舵的动态响应,用艏舵控制深度,艉舵控制纵倾角,采用改进型趋近律设计滑模控制器并进行了仿真研究。仿真结果表明,两类滑模控制器均具有良好的控制性能和较强的鲁棒性,且无明显抖振。     

基于过零检测的Buck变换器自适应连续滑模控制

为提高Buck变换器的输出电压品质,本文提出一种基于在线过零检测自适应机制的连续滑模控制方法,可有效抑制抖振问题,且可保证系统稳态误差收敛到给定范围.本文建立变换器的数学模型,从滑模面和控制律两方面改进传统滑模控制算法,即有目的地将系统状态的积分项引入到滑模面的设计中,并将其收敛轨迹分成两阶段,实时测量其过零点的个数;将期望的稳态误差纳入到滑模控制律的设计中,引入由系统状态过零点个数决定的自适应变增益,在收敛轨迹的约束下,分阶段推导出其变增益的连续控制律,并给出相应的稳定性分析.最后,通过与传统一阶和二阶滑模的理论和仿真性能对比,证明所提方法在抖振抑制、响应速度和控制精度方面的优越性.     

基于RBF网络自适应的Buck变换器终端滑模控制

对于Buck变换器系统,考虑到实际应用中负载变动引起系统参数的不确定性,且不确定性上界无法测量的情况,本文拟采用RBF神经网络对不确定性上界进行自适应学习。针对Buck变换器输出电压的控制问题,为了避免普通滑模控制跟踪误差渐进收敛的问题,改善其动态响应速度和稳态性能,本文拟设计一种基于RBF神经网络的上界自适应的终端滑模控制器,并通过Simulink仿真验证这种方法的可行性。     

Buck变换器的鲁棒终端滑模控制

针对Buck变换器中负载的不确定性,研究了Buck电路的鲁捧控制问题。针对Buck电路中的误差系统利用终端滑供控制的方法,可使Buck电路的输出电压快速达到期望值。最后用仿真结果验证了本文所提方法的可行性。     

微处理器VRM的滑模控制技术研究

为了改善微处理器VRM(电压调节模块)输出电压的动态响应特性和稳态纹波及精度,简化VRM滑模控制器的设计过程,通过深入研究滑模控制VRM的相关文献,全面评述了VRM的滑模控制技术应用及研究,重点分析了系统抖振削弱,稳态误差减小或消除、瞬态响应速度提高、开关频率的固定和降低、切换面的构造和滑模系数的选取方法以及滑模控制器设计方法的研究现状和取得的研究成果.实验分析结果表明,滑模控制器是最适合电压调节模块的控制器,VRM未来的工作重点是滑模控制器的设计与实现.     

基于滑模变结构控制的EHA系统仿真研究

多电飞机功率电传作动系统,采用电能取代飞机能源系统中的液压能、气压能等二次能源.典型的功率电传作动系统主要有电静液作动器(EHA)和电机械作动器(EMA)两种.根据飞机系统运行特点,以EHA为研究对象,对其工作原理与结构特点进行分析,建立了EHA系统中驱动电机、液压泵、作动筒、活塞杆负载等的Simulink线性化仿真模型.同时,针对驱动电机控制精度低的问题,由于传统PID控制的EHA存在舵面控制精度差和频域带宽过窄等问题,故采用了滑模变机构控制对传统PID控制进行改善优化,并进行对比仿真.仿真结果表明,滑模变结构控制的EHA系统的控制质量得到了明显提高.     

Higher order sliding mode control based on integral sliding mode

A higher order sliding mode control scheme for uncertain nonlinear systems is proposed in the present paper. It is shown that the problem is equivalent to the finite time stabilization of higher order input-output dynamics with bounded uncertainties (r∈N). The controller uses integral sliding mode concept and contains two parts. A part achieves finite time stabilization of the higher order input-output dynamics without uncertainties. The other part rejects bounded uncertainties throughout the entire response of the system. As a result, a higher order sliding mode is established. The advantages of the method are that its implementation is easy, the time convergence is chosen in advance and the robustness is ensured. An illustrative example of a car control shows the applicability of the method.     

网络拥塞控制的滑模控制策略

针对动态网络的拥塞问题,对TCP网络的动态不确定性进行定量分析,探讨了网络参数的摄动范围,给出TCP网络的不确定线性化系统模型。在此基础上,设计了一种基于滑模控制的主动队列管理算法,并分别在Matlab和NS2两种仿真平台上验证了算法的有效性,实验结果表明队列长度可以很好地稳定在期望值附近。     

A novel adaptive high-order sliding mode control based on integral sliding mode

This paper presents an adaptive high-order sliding mode control scheme targeting for uncertain minimum phase nonlinear single-input-single-output (SISO) systems, which can be equivalently formulated as the finite-time stabilization of high-order input-output dynamics subject to the uncertainties of parameters such as a chain of integrators. The proposed controller is derived from the concept of integral sliding mode and consists of two parts, one part of which achieves the finite-time stabilization of the high-order input-output dynamics without uncertainties by solving a finite-horizon optimal control problem with a free-final-state. The other part adopts the adaptive sliding mode control technique considering the practical bounded uncertainties, by which a modified switching gain adaptation algorithm is developed so that the on-line switching gain selection can be executed and the upper bounds of the uncertainties are not requisite in advance. As a result, a high-order sliding mode is established, ensuring the sliding variables and its high-order derivatives converge to an arbitrarily small vicinity of the origin in finite time. Therefore, the proposed controller achieves fixed convergence time and further improves strong robustness against bounded uncertainties with lower chattering and the easy implementation. Simulation results are presented in detail to verify the effectiveness and feasibility of the proposed algorithm.     

TORA系统基于自调节滑模干扰补偿器的解耦滑模控制

针对欠驱动TORA系统,提出一种基于自调节滑模干扰补偿器的解耦滑模控制方法。所提出的控制方法无需系统不确定性上界的先验信息,对于系统不确定性具有良好的适应性。该控制方法包括设计一种自调节滑模干扰补偿器和一种新型的双幂次趋近律,所设计的自调节滑模干扰补偿器能够利用切换增益自适应算法准确逼近上界未知的系统不确定性,所提出的新型双幂次趋近律能够保证系统状态的快速趋近并抑制控制器的高频抖动。采用Lyapunov稳定性理论证明闭环控制系统的稳定性,并通过数值仿真实验验证所提出的控制方法的有效性。     

High‐order sliding mode control design based on adaptive terminal sliding mode

High‐order sliding mode control techniques are proposed for uncertain nonlinear SISO systems with bounded uncertainties based on two different terminal sliding mode approaches. The tracking error of the output converges to zero in finite time by designing a terminal sliding mode controller. In addition, the adaptive control method is employed to identify bounded uncertainties for eliminating the requirement of boundaries needed in the conventional design. The controllers are derived using Lyapunov theory, so the stability of the closed‐loop system is guaranteed. In the first technique, the developed procedure removes the reaching phase of sliding mode and realizes global robustness. The proposed algorithms ensure establishment of high‐order sliding mode. An illustrative example of a car control demonstrates effectiveness of the presented designs. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

GBF-CMAC和滑模控制的柔性结构系统控制

针对一类不确定系统的跟踪控制,设计了一种将GBF-CMAC（cerebellar model articulation controller with Gauss basis function）与滑模控制相结合的控制系统。利用符号距离和分层结构减少了神经网络所需存储器的数量,并提出了一种神经网络参数的自适应学习律。将设计的控制器用于含有不确定性和欠驱动结构的高阶柔性直线结构系统的跟踪控制,并与一般滑模控制和积分滑模控制进行了比较。实验结果表明,所设计的控制器不仅具有较好的鲁棒性,而且改善了滑模控制存在的抖振问题。同时通过调整神经网络的参数对抖振进行控制,实现了抖振和跟踪性能之间的最优选择。     

基于滑模控制的刮板输送机链条张力控制

针对煤矿井下刮板输送机链条张力控制的非线性、随机性和时变性特点,提出了一种基于滑模控制的刮板输送机链条张力控制方法来改善张力控制系统的动态性能。该方法采用指数趋近律,使系统在一定特性下沿规定状态轨迹运动。仿真结果表明,采用该方法的控制系统动态特性好,鲁棒性及抗干扰能力强。     

基于高阶滑模观测器的自适应时变滑模再入姿态控制

针对再入飞行器鲁棒姿态控制问题, 提出一种基于高阶滑模观测器的自适应时变滑模控制器设计方法. 首先, 设计了一种时变滑模面, 并在此基础上推导了相应的时变滑模控制律, 其中滑模控制中切换增益通过一种自适应算法获得, 消除了控制器设计过程中对系统不确定性上界已知的要求; 然后, 利用高阶滑模观测器对控制器设计过程中用到的姿态角导数信息进行观测, 同时能够获得系统扰动估计值, 从而构造一种基于观测器的控制器形式; 最后, 通过仿真验证了所提出的控制算法在提高再入飞行器姿态控制精度以及系统鲁棒性方面的有效性.     

基于ESO 的复合滑模面非奇异terminal 滑模控制

针对传统非奇异terminal 滑模控制存在的收敛缓慢和控制输入抖振的问题, 提出采用复合滑模面函数和扩张状态观测器的控制器设计方法. 首先, 结合复合滑模面, 采用分阶段控制律提高系统收敛速度; 然后, 在此基础上使用扩张状态观测器在线估计并补偿系统的不确定量, 以有效削弱系统未建模动力学导致的抖振; 最后, 分别证明了以上两种方法的有限时间收敛特性. 仿真结果验证了所提出方法的有效性, 体现了系统的快速收敛和强鲁棒性等特点.     

基于切换滑模控制的抖振抑制方法

针对一类复合干扰有界的不确定仿射非线性系统,提出一种切换滑模控制方法.首先利用3条滑模面将系统扩展动态空间划分为3个子空间,其中两个子空间组成滑动区,通过设计合适的切换规则和滑模切换增益,可以使滑动区满足到达条件和滑动条件,同时能够减小控制律不连续出现的区域和增益大小.为了增加设计的灵活性,给出一种可行设计方法.仿真实验结果表明,切换滑模控制方法在抑制抖振的同时具有较高的控制精度.