电动舵机伺服控制系统的模糊滑模控制

针对直流电动舵机伺服控制系统,提出了一种模糊滑模控制方法.该方法是将模糊控制引入到常规滑模变结构控制中,利用模糊控制器来调整滑模趋近律参数,从而有效地削弱滑模切换时产生的剧烈抖振;用李雅普诺夫理论对系统稳定性进行了证明;建立电动舵机的数学模型,在MATLAB软件下对该方法进行了仿真.结果表明,模糊滑模控制算法能够在不出现超调情况下,显著提高系统的响应速度,满足系统控制精度的要求.     

不确定参数电动舵机滑模变结构控制

针对电动舵机系统要求在有限时间内无误差跟踪目标的问题,研究了Terminal滑模控制方法.针对常规Terminal滑模控制需要知道不确性的上界且容易产生高频抖振的问题,采用模糊技术对电动舵机的不确定性进行估计,并将其与常规Terminal滑模控制结合起来,提出了模糊Ter-minal滑模控制技术.建立了电动舵机的模糊Terminal滑模控制系统结构,给出了控制器的设计方法.实验与仿真结果表明,与常规Terminal滑模控制器相比,模糊Terminal滑模控制器能有效降低抖振,改善了控制器的动态品质.     

导弹电动舵机免疫切换跟踪控制技术研究

在研究了某导弹电动舵机系统的结构特点与数学模型的基础上,结合人工免疫原理与切换控制技术,提出了免疫切换跟踪控制器,给出了控制器的设计方法.实验与仿真结果表明所设计的免疫切换跟踪控制器对导弹电动舵机系统中的饱和非线性有很强的鲁棒性,同时能有效降低常规切换控制所产生的抖振,改善动态品质,提高导弹的位置跟踪性能.     

基于FPGA的电动舵机滑模控制系统

电动舵机是现代无人机飞控系统的关键组成部分。针对传统电动舵机系统抑制干扰能力差、跟踪精度低、响应速度慢的问题,提出一种改进优化的自适应滑模控制(SMC)算法。首先,在进行系统建模和实验平台搭建时考虑了外界扰动和摩擦间隙等非线性问题,以此为基础设计了新的滑模面函数;其次,通过重新设计切换控制函数,使舵面偏转角度更加准确,有效的提高了系统的跟踪精度;最后,在系统中引入一阶低通滤波器,有效的消除了控制量抖振问题。并通过FPGA芯片实现了该算法,设计实验加以验证。实验结果表明,与传统PID算法相比,改进的滑模控制算法具有较强的抑制干扰能力和较快的动态响应速度,跟踪误差也有明显的下降。由此可见该算法在解决电动舵机的非线性问题方面具有较强的优势,基本满足舵面偏转的精准控制需求,在无人机产品的生产实践中具有较强的实际应用价值。     

一控四电动舵机控制器设计

电动舵机作为飞行器的执行机构,其体积重量的减少可提升飞行器的性能。论文分析一控四电动舵机伺服控制器结构方案和控制策略,以DSP TMS320F2812和功率芯片IR2136为核心,实现单一控制器控制四套无刷直流电动舵机相互独立工作。研究电动电机系统三闭环变参数控制技术,采用电流环、转速环和位置环全数字变参数PID控制策略,实验验证了系统设计的正确性。     

电动舵机伺服控制器控制律的优化设计

电动舵机伺服系统是一个包含位置环、速度环和电流环的多闭环系统,对舵机系统各控制环节参数的设计和优化可以使得舵机伺服系统响应更加快速,高性能的电流环是高性能伺服系统构成的基础,电流环的好坏直接会影响到矢量控制的效果,最终影响伺服系统的转矩响应。运用系统解耦辨识的方法,得到伺服系统解耦后的电流环数学模型,对控制律进行优化,使得优化所得的控制参数与实际系统所需参数非常接近,从而大大缩短软件开发的周期。     

基于VxWorks的AUV数字电动舵机控制器设计

提出了一种基于VxWorks实时操作系统和AT91RM9200的自主水下航行器电动舵机控制器的设计,给出了整体框架、硬件电路图和软件模块设计。采用高精度传感器,模糊PID算法以及双闭环反馈控制,该系统在测试中各项指标参数均达到预期效果,运行稳定可靠。     

基于极点配置的电动舵机控制器设计

介绍了一种极点配置控制器的设计原理和方法,建立了电动舵机位置伺服系统的数学模型,运用基于传递函数的极点配置方法设计电动舵机位置伺服系统控制器,并对系统进行仿真,在实际舵机系统也进行实验.仿真及实验结果表明：该控制系统有较好的动态跟踪性能.     

永磁无刷电动舵机的模糊滑模变结构控制研究

针对滚珠丝杠的电动舵机减速传动机构,建立基于永磁无刷直流电机的电动舵机模型,采用滑模变结构控制设计控制器。对于控制系统抖振问题,提出采用模糊算法抑制抖振的解决措施,并通过仿真验证了算法的有效性。仿真结果表明,电动舵机系统能平稳快速跟随指令变化,满足使用需求。     

电动舵机模糊自适应PID控制方法

介绍了一种模糊自适应PID控制方法,该方法用于电动舵机位置伺服控制系统,不仅克服了简单模糊控制和传统PID控制的一些缺点,而且还通过模糊规则进行推理和决策,实现PID控制器参数的实时优化。仿真及实验结果表明,此方法提高了系统的控制性能,具有良好的控制效果。     

全方位移动平台模糊滑模轨迹跟踪控制

以麦克纳姆(Mecanum)轮型全方位移动平台为研究对象,建立了运动学和动力学模型。针对全方位轮的滑移和平台的重心偏移等非线性和不确定因素对运动的影响,通过多体动力学软件RecurDyn,构建了包含各种影响因素的虚拟样机模型。采用基于等效控制的模糊滑模控制器,通过模糊切换增益减轻了输出抖振。对比模糊滑模控制和PD控制的仿真结果,表明该方法具有良好的轨迹跟踪效果,为实际全方位移动平台的运动控制提供了有效的研究方法。     

基于滑模模糊方法的变速风电系统的最大风能捕捉控制器设计

针对具有不确定参数和强干扰的变速风力发电系统,提出一种积分滑模模糊自适应控制器。该控制策略基于带积分补偿的滑模控制器,并利用自适应模糊控制方法,把滑模控制器中的不确定项进行模糊逼近,同时对其中的切换项也进行模糊自适应逼近,从而有效降低变结构控制固有的抖振现象。利用李亚普诺夫函数证明了控制器的稳定性。采用此控制策略,对变速风力发电系统的风轮转速进行跟踪控制,仿真结果显示此控制方法具有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能。     

一种广域滑模模糊HVDC附加控制器设计方法

区域间的低频振荡成为限制区域联络线输送功率大小,影响互联电网安全稳定运行的主要因素之一。为了抑制区域间低频振荡问题,提出了基于滑模控制思想的HVDC模糊附加控制器设计方法。控制器采用广域信号作为反馈输入,基于李亚普莫夫稳定性定理由实时的广域信号确定滑模切换面,从而引入滑模控制理论作为模糊推理的依据,针对典型存在区域间振荡模式的系统在不同的工况下分析了该控制器的实用效果。特征值分析表明,在不同的运行工况下,系统区域间阻尼模式的阻尼都得到很大增强。通过非线性仿真的手段,验证了在不同的工作模式下,不同故障时控制器的动态性能,结果表明控制器均能发挥良好的附加阻尼效果。     

滑模控制器对永磁同步电机的调速性能研究

对永磁同步电机（PMSM）控制系统的数学模型进行了解耦,将系统分为电气和机械两个子系统,并对子系统分别设计了利用时间变化的滑动面进行电机控制的滑模控制器,在此基础上设计了基于滑模控制器的永磁同步电机调速仿真系统。通过与脉冲宽度调制（PWM）的调速仿真系统的实验结果进行对比可知,基于滑模控制器的永磁同步电机控制系统进行调速时转矩脉动更小,电机转速的超调也更小,证明了这种调速控制系统具有更好的动态调速性能。     

交流伺服系统滑模控制器的动态设计

文章提出了一种适用于交流伺服系统的鲁棒滑模控制器的动态设计方法。该方法将线形控制理论中的动态设计方法与滑模控制有机地结合起来,形成了一套完善、系统的滑模控制器的设计方法。实验证明,这种设计方法可保证伺服系统具有无抖动、无静差、响应快且鲁棒性好,是一种很实用的工程控制方法。     

一种机器人轨迹跟踪的单输入模糊控制

提出一种利用复合结构终端滑模面作为输入的单输入模糊控制器设计方法,将这种控制方法应用于机器人跟踪控制系统,取得了满意的跟踪效果.模糊控制器中只有唯一的输入,因此,模糊控制规则数比普通模糊控制器大大减少,这样就使得模糊控制器的设计和调节更简单、更方便.同时这种模糊控制器由于具有准滑动模态的性质,体现出较好的鲁棒性,适合于机器人这种高度非线性的复杂控制系统.     

新型逆变器滑模控制方案研究

针对一种由两组独立对称的双向Buck变换器组合的新型DC/AC逆变器拓扑提出了滑模控制策略,实现信号的功率放大.给出了新型逆变电路的工作原理,对滑模控制进行了深入分析,并运用反函数变换替换参考源,在新建的相平面内改进了时不变的滑模面控制方程和控制规则.运用等效控制理论分析了滑模控制的存在和稳定条件,给出了滑模区域及动态设计和滞环控制设计依据.并且讨论了负载属性的影响以及寄生电阻对输出电压的影响.根据分析结果设计了滑模控制系数及系统参数.滑模控制方案使得滑模运动具有零阶动态特性,能有效克服系统参变量变化和外部扰动,充分发挥了快速响应和鲁棒性强的优点.实验结果证明了分析设计的正确性.     

基于前馈控制的BLDCM滑模变结构调速系统

滑模控制能够有效地提高系统的鲁棒性,但为减小滑模控制系统抖振,引入等效控制理论,在滑模控制器输出端串入一个积分器,导致系统的响应速度较慢.为了提高滑模控制器的快速性,本文将滑模控制与前馈控制相结合,构成前馈滑模控制器,不仅补偿了控制器输出端积分环节的影响、提高了系统的快速性和抗扰能力,而且保留了传统滑模控制简单、鲁棒性好等特点.Matlab仿真表明,新型滑模控制器控制下的无刷直流电机调速系统超调量小、鲁棒性好、速度响应较快.文中还利用DSP来搭建实验平台,验证了控制器的有效性.     

注入式混合有源滤波器的三重滑模变结构控制

有源滤波器(Active Power Filter,简称APF)电流跟踪控制方法的优劣直接影响其谐波治理效果.首先建立了一种新型注入式混合有源滤波器(Hybrid Active Power Filter,简称HAPF)的数学模型,同时针对控制参考信号为周期量这一特征,结合传统滑模变结构控制算法快速性好和递推积分PI控制算法无稳态误差的优点,引入递推积分PI控制算法的控制量作为离散滑模变结构控制器的等效控制,提出了一种三重滑模变结构控制算法.通过仿真,从算法的跟踪速度和控制精度方面,将三重滑模变结构控制算法与传统滑模变结构控制算法以及单一的递推积分PI控制算法进行了比较分析.实验结果证明了该算法的正确性和有效性.