基于模型的伺服系统自适应滑模控制研究

在伺服系统优化控制设计问题的研究中,对于伺服转台控制系统,当系统进行低速跟踪时,由于摩擦力矩的存在,会使系统出现低速爬行现象.针对伺服电机运行时产生的摩擦扰动,进行理论分析与研究,提出一种补偿摩擦力矩的控制器,使系统满足高精度要求.在MATLAB仿真平台上,建立滑模自适应控制器的控制系统仿真模型,仿真结果表明滑模自适应控制器不仅对模型参数的随机性具有自适应的能力,而且对摩擦扰动和其他扰动信号具有鲁棒稳定性.采用滑模自适应控制器的伺服系统可以获得较高的跟踪精度的同时具有一定的鲁棒稳定性,且系统抖振较小.     

基于非线性参数的电液伺服系统滑模控制

针对在电液伺服系统跟踪控制中存在非线性不确定参数和外界扰动的问题,提出了一种基于积分微分器的滑模Lyapunov函数的控制方法。首先,在只有位移信号测量输出的情况下,采用高阶积分链式微分器对其速度和加速度信息进行预估。系统存在非线性不确定参数,利用微分器对状态和不确定项的实时估计,设计出积分滑模控制器,实现自适应规律以及对电液伺服系统中不确定扰动的抑制。搭建电液伺服系统AMESim模型并与Matlab构成联合仿真平台,对控制器进行仿真。仿真表明,该控制器具有良好的对非线性不确定参数变化的补偿能力和跟踪性能。     

伺服系统的滑模变结构控制器设计

伺服系统不确定性和离散指数趋近律造成系统的系统抖振,传统的PID控制方法难以实现系统对精度和稳定性的要求.为了提高控制系统的性能,提出滑模变结构控制问题.采用参数辨识法,分别获取被控对象在空载和满载模型,并将空载测试数据按二阶模型结构辨识得到被控对象近似模型,作为离散滑模控制器设计的标称模型,并采用自适应趋近律设计了离散滑模控制器,分别对被控对象的两个模型进行控制仿真.结果表明,离散滑模变结构控制器能够使伺服系统满足要求,对参数摄动和外部干扰具有较强的鲁棒性,提高了控制器性能,为设计提供了依据.     

基于模糊切换增益调节的燃气流量滑模控制

将模糊控制方法与滑模控制方法相结合,针对燃气流量调节伺服系统设计一种基于模糊切换增益调节的滑模控制器,固冲发动机流量调节伺服控制系统的不确定部分通过滑模控制器来补偿,从而可实现固冲发动机流量调节伺服系统的鲁棒控制。使用matlab对固冲发动机流量调节伺服系统进行建模仿真并与单纯使用滑模控制方法进行比较,仿真结果表明基于模糊切换增益调节的固冲发动机模糊滑模控制系统具有较好的给定适应性和抗干扰性,采用该控制方案能有效的抑制系统随机干扰对控制系统的不利影响,控制效果优于纯滑模控制方法,消弱了控制信号的抖振,为提高固冲发动机流量调节控制系统的动态性能奠定基础。     

永磁同步电机伺服系统的自适应滑模最大转矩/电流控制

为了增强永磁同步电机(PMSM)伺服系统的抗干扰能力,本文设计了一种基于最大转矩/电流(MTPA)原理的自适应滑模控制器.控制器根据MTPA控制方法确定定子直轴和交轴电流,并利用滑模控制增强了系统的抗干扰能力,但同时给系统带来抖振.为了削弱系统抖振,设计了一种改进的自适应滑模趋近律用于位置控制.为了增加控制器的实用性,MTPA控制采用函数曲线拟合法.仿真结果表明,所提出的控制器有效增强了系统的动态性能、稳态性能及鲁棒性,并有效削弱了滑模控制带给系统的抖振.     

转台伺服系统滑模变结构控制器的设计与仿真研究

摩擦阻力是转台伺服系统低速运行状态下主要的非线性干扰，该文在介绍了非线性摩擦环节的动态，静态模型及其对转台伺服系统性能的影响的基础上，设计了一个补偿摩擦的滑模变结构控制器，在转台伺服系统的输入加入一个滑模变结构控制器，来补偿非线性摩擦带来的影响，保证了系统的鲁棒性能，仿真结果表明，效果良好。     

飞行仿真转台伺服系统滑模控制器设计

针对转台位置伺服系统中存在的非线性摩擦环节．设计一种补偿摩擦的滑模控制器。该控制器把摩擦作为系统的有界扰动，利用滑模控制，在仅知道摩擦力矩上界的情况下，对摩擦进行补偿。仿真结果表明，该控制器有效地抑制摩擦力矩的影响，实现高精度的位置跟踪，鲁棒性强。     

磁悬浮球系统的神经网络辨识及变结构控制

磁悬浮球系统是一个典型的非线性的不稳定的系统,基于对其建模的复杂性和不准确性,文章利用神经网络能逼近任意非线性函数这一特性,对磁悬浮球系统进行辨识;再根据滑模变结构控制原理设计了磁悬浮球系统的变结构控制器,利用MATLAB对系统进行建模仿真,仿真结果表明,RBF网络能很好地逼近本磁悬浮球系统;滑模变结构控制对于此非线性系统有较好的控制效果,小球能很快地悬浮在平衡位置,该控制系统具有较好的稳态特性和抗干扰性.     

基于扰动观测器补偿的机械臂非奇异快速终端滑模控制

针对机械臂系统在实际应用中存在的建模误差及未知扰动问题, 设计了一种基于扰动观测器的改进型非 奇异快速终端滑模控制策略. 通过扰动观测器准确估计系统存在的总扰动, 并设计恰当的非线性增益函数使扰动观 测误差指数收敛, 实现了对控制器的前馈补偿. 考虑到终端滑模存在的奇异性问题, 结合扰动观测器设计了非奇异 快速终端滑模控制器, 在保证跟踪误差有限时间收敛的同时抑制了滑模控制固有的抖振现象. 同时在控制器设计过 程中, 用fal函数代替sig函数有利于削弱滑模控制抖振, 提高系统稳定性及跟踪精度. 最后, 利用MATLAB软件进行 实验仿真, 验证了所设计控制器的有效性.     

线控转向系统的自适应高阶滑模控制

车辆线控转向(steer-by-wire,SbW)系统存在摩擦力矩及回正力矩等不确定动态特性,难以实现精确建模与有效控制.为此,提出一种基于自适应模糊逻辑系统的自适应高阶滑模(adaptive higher-order sliding mode, AHOSM)方法,实现SbW系统的有效控制.首先,通过自适应模糊逻辑系统逼近SbW系统的未知动态,使控制器的设计不再需要摩擦力矩及回正力矩的动力学模型;其次,采用高阶滑模和自适应增益技术削弱传统滑模控制器存在的抖振现象;再次,通过构造Lyapunov函数设计增益自适应律补偿逼近误差和系统不确定项对控制精度的影响,该方案不需要系统不确定项的界已知,且能够避免增益过估计现象;最后,通过稳定性分析证明该控制器可以在有限时间内建立实际滑动模态,数字仿真和硬件在环实验进一步验证了该控制方法的有效性和优越性.