快速收敛的机器人滑模变结构控制

针对滑模变结构控制的收敛速度问题,提出了一种新的非线性滑模面．系统到达该滑模面上任一位置 后,都能够以高于线性滑模和终端滑模的速度收敛到平衡点．同时,提出了一种新的双幂次趋近律,使得系统状态 在趋近滑模面的全过程中,也能够拥有较高的速度,并消除了传统滑模变结构控制所固有的抖振．最后将该方法用 于仿真机器人的路径跟踪控制,结果表明,系统具有较强的鲁棒性和较快的收敛速度,验证了该方案的有效性．     

一种离散变结构控制趋近律

提出一种符合高氏6个特点的离散变结构控制的趋近律.应用该趋近律设计的变结构控制系统,可保证系统在有限步到达准滑模带,系统运动最终趋于原点,并有降低抖动及保持快速趋近的品质.仿真结果说明了该方法的可行性和有效性.     

滑模变结构控制的仿真实现方案研究

使用Matlab仿真具有缩短研究周期、节省费用及不受外部环境限制等优势。控制系统在仿真过程中，根据不同情况可选择不同的仿真方案。文中给出了滑模变结构控制用Matlab仿真的各种实现方案及其仿真结果，在此基础上，总结了各种方案的适用特点。     

液压伺服驱动的并联机器人离散滑模变结构控制

本文针对液压伺服驱动并联机器人数学模型的特点,设计了一种具有变速趋近律的离散滑模变结构控制器。仿真研究结果表明,该控制方案可避免通常变结构控制避不可避免的颤动,且系统对参数摄动和外界干扰具有较强的鲁棒性。     

基于滑模变结构的无线传感器网络拥塞控制

为解决无线传感器网络逐跳节点拥塞控制问题,在节点网络层与链路层之间引入水槽流入与流出的数学模型,提出一种针对逐跳节点级链路层帧缓冲区队列长度的拥塞控制模型,并采用基于趋近律的离散滑模控制结构作为该模型的控制器,控制过程简便且易于实现。仿真结果表明,与常规的PID控制、模糊PID控制相比,该模型在响应速度、延迟时间等方面性能较好。     

磁悬浮轴承系统的模糊滑模变结构控制研究

研究主动磁悬浮轴承转子位置高性能控制问题.针对主动磁悬浮轴承因受模型摄动与外界干扰等呈现出的复杂非线性导致传统滑模控制抖振严重的问题,为提高系统转子位置控制精度以及鲁棒性,提出用模糊滑模变结构控制来提高磁悬浮轴承系统控制精度与鲁棒性.算法采用等效滑模控制器来准确跟踪磁悬浮轴承转子位置,用模糊控制改善与消除滑模抖振问题.通过对单自由度主动磁悬浮轴承的建模进行仿真测试,结果表明,所设计的模糊滑模控制器能够在外界干扰下有效提高控制系统精度,精确跟踪轴承转子位置,并且控制性能比传统滑模控制好,具有实际应用价值.     

不确定系统鲁棒自适应离散变结构控制

研究不确定系统的离散变结构控制设计问题.对离散趋近律方法进行分析, 提出一种基于鲁棒趋近律的自适应切换增益算法,能根据不确定因素对系统影响的强弱自动调整增益大小. 给出了闭环系统的鲁棒稳定性证明,并对其准滑模运动进行分析.理论分析与仿真研究结果均表明, 所提方法能有效减弱抖振,较好地改善离散变结构控制器的性能, 并解除了传统上确界方法要求不确定因素上确界可知的限制.     

基于可拓控制的离散变结构系统的组合控制

提出了一种新的离散变结构系统组合控制策略和一种改进的变速趋近律.众所周知,由于变结构控制系统中存在高频抖振,这一现象限制了变结构控制方法在各种工程设计领域中的应用.新的离散变结构系统组合控制策略的目的是使系统在最短的时间内完成正常运动从而系统的鲁棒性得以提高.对于滑动模态的到达问题,提出了基于改进的变速趋近率、指数趋近率和可拓控制的组合控制策略.这种新的控制策略能有效地削弱抖振提高系统的动态性能.最后通过将传统组合控制策略与所提出的组合控制策略仿真比较,其结果表明新的组合控制策略能够获得令人满意的结果.     

模糊滑模变结构控制在AUV纵倾控制中的应用

无人水下机器人(AUV)在潜浮运动过程中,纵倾角的控制对其在垂直面的运动状态起着关键的作用.尽管目前研究的控制方法对纵倾角有较好的控制效果,但是由于AUV不确定的非线性特性和模型参数,其控制性能并不理想.根据AUV垂直面的非线性模型,在特定的工作点对非线性模型进行了线性化,得到AUV垂直面纵倾运动的数学模型.设计了基于模糊控制理论的模糊滑模变结构控制器调整滑模控制的控制增益,并在海流干扰下用该控制器成功地对AUV进行了纵倾控制.仿真结果验证了该控制方法对运动模型不确定的AUV具有很好的控制性能,在外界干扰下,既保证了控制系统的快速性和鲁棒性,又能够有效地削弱抖振.     

陀螺稳像平台滑模变结构控制的优化设计

提出一种积分分离PID滑模控制策略.引入幂次项进行平滑设计,以减少指数趋近律引起的抖振.仿真结果表明,这种改进的稳像平台滑模控制策略在保证系统鲁棒性的同时,能够大大提高平台对载体扰动的隔离性能.     

模糊PID控制DC-DC转换器设计与仿真

在DC/DC变换器优化动态特性的研究中,应用改进的模糊控制算法将PID算法和模糊逻辑算法相结合,形成了一种新的智能控制算法,所提出的方法不同于以前的模糊控制设计方法,系统没有去模糊化模块,具有模糊控制策略的优点,解决了模糊PID控制DC-DC转换器的去模糊化过程的计算的复杂性,并且能够保证控制系统的全局稳定性,可使转换器的输出电压,在有负载和电源电压干扰时,具有优良的动态响应.通过使用一个低成本的8位微控制器对所提出模糊PID控制器仿真,实验结果证明了上述方法和结构的可行性和优越性.     

基于改进模糊PI控制的双有源桥DC-DC变换器

在直流微电网中,针对直流负载扰动的过程会造成直流电压动态响应速度缓慢;同时,负荷投切时会引起直流电压超调量大的问题。采用改进模糊PI控制,并将其应用在直流微电网中储能单元的双有源桥DC-DC变换器。首先,在现有模糊PI控制中加入预处理环节,该环节对直流电压的误差大小进行及时判断与跟踪,使直流母线电压迅速达到参考值,提高了直流电压的动态响应速度;其次,分析了现有模糊PI控制算法的规则表对参数调节过程中存在精确度不足的规则,对其进行修改得到改进模糊PI控制的规则表,以减小直流电压的超调量;最后,对所提的改进模糊PI控制进行仿真对比验证。仿真结果表明:对现有的PI控制器和模糊PI控制器而言,改进的模糊PI控制器在稳态响应速度、超调量以及抗干扰性能上得到显著提高,提高了直流母线电压质量。     

一种准Z-源DC-DC变换器的建模与控制

分析了准Z-源DC-DC变换器在稳态时的工作原理,根据状态空间平均法建立了准Z-源DC-DC网络在电流连续工作模式下(CCM)的交流小信号模型,并对模型进行分析,获得控制至输出的传递函数,实现了输出电压闭环控制。最后建立了实验样机,进行了实验验证。     

一种基于PWM控制方法的开关电容DC-DC变换器

本文介绍了一种新型的开关电容升压DC-DC变换器拓扑结构，并利用状态空间平均法进行了稳态分析，最后用PWM控制方法进行了仿真，仿真结果验证了理论分析的正确性。     

一种新型高精度数字DC-DC变换器控制方法研究

提出了一种新型的数字DC-DC变换器的控制方法,与电压模式数字控制结构相比在电流内环加入数字斜波补偿环节,该方法不依赖DPWM高分辨率来提高输出精度,有效抑制极限环震荡,而且可以降低系统时钟频率达到节约成本的目的;在开关频率300kHz下通过Matlab仿真及稳态、瞬态的分析,最后通过Buck变换器功率级和带有ADC的Xilinx Spartan IIFPGA平台实验验证了该控制结构的有效性;同时这种控制思想也可以应用到其他数字开关变换器IC控制结构设计中。     

降压式DC-DC变换器混沌控制的仿真研究

对PWM型降压式DC—DC变换器的混沌控制机理进行研究，建立了DC—DC变换器的混沌控制法的MATLAB仿真模型，仿真模型是在采样数据法仿真模型的基础上增加了离散时间反馈控制环节，利用离散时间反馈控制法中的参考信号补偿控制，达到控制混沌的目的，通过控制前后的仿真结果比较可以看出，在增加了混沌控制环节之后，获得了满意的控制效果，实现了对不稳定周期-1轨道的稳定，降低了输出电压的纹波幅值，提高了输入电压的工作范围，控制了变换器中的混沌。     

基于状态观测器的DC-DC升压变换器反演控制

相比于PI控制而言,基于模型的控制具有动态响应速度快的优点,因此被广泛运用于电力电子领域。然而,系统模型参数的不确定会影响系统的鲁棒性。对DC-DC升压变换器的模型而言,输入电压和负载等效电阻是未知的。针对参数未知的问题,Luenberger状态观测器被用来实时估计输入电压和负载等效电阻的真实值。估计出的真实值实时更新到反演法推出的控制律中,控制DC-DC升压变换器的输出跟踪参考电压。最后,Simulink仿真证明了该方法的有效性和鲁棒性。     

PWM开关电源全桥DC－DC变换器的建模与控制设计

非线性PWM开关电源的建模是设计其闭环控制系统的关键,针对PWM开关电源全桥DC－DC变换器,运用状态空间平均法建立了小信号数学模型。在此基础上设计了电流内环、电压外环双闭环反馈系统。通过Matlab对实例进行分析,验证了双闭环参数选择的合理性。     

Two Degrees of Freedom in the Control of a DC-DC Boost Converter,Fuzzy Identified Explicit Model in Feed-forward Line

We present a novel approach to the fuzzy control of a DC-DC Boost Converter. Using heuristic partitioning of the main control parameters and focusing on global knowledge of the open-loop, stable system’s equilibriums, the new method is developed based on an offline fuzzy identification of the steadystate duty cycle. The explicit and the fuzzy identified global model of the duty cycle robustly contribute to the system’s stability, even in the presence of large changes to the process parameters. In comparison with the analytically derived duty cycle using two different methods, the identified model prediction of an infinity horizon duty cycle shows better precision. These results are achieved in an analysis of the converter’s hybrid-simulation model where the assumptions made in the mathematical modelling are minor in comparison with similar assumptions in physical examples. The steady-state error compensation relies on the optimized PI controller, which is independently constructed and involved in the final Two-Degreesof-Freedom (TDOF) controller. The successful simulation results agree with the robustness and present a DC-DC converter with stable operation, even in the dynamic exchange of the DCM (Discontinuous Conduction Mode) and CCM (Continuous Conduction Mode). The method is widely applicable as it minimizes the real time of processing and avoids over-determined solutions.     

三相PWM变换器的鲁棒变结构控制

分析了三相脉冲宽度调制(Pulse width modulation, PWM)功率因数校正(Power factor correction, PFC)变换器的工作原理和数学模型. 针对现有控制方法在参数不确定及参数变化时性能变差的问题, 提出采用鲁棒变结构控制减小系统参数不确定性的影响, 同时采用渐缩滑动边界的方法减小了控制量的颤振. 仿真及实验结果表明, 与传统PI控制和反馈线性化方法相比, 本文方法不仅在标称参数时具有较好的动静态性能, 而且在系统参数发生变化时, 具有更强的鲁棒性.