模糊滑模变结构控制技术的应用研究

针对包含非线性和不确定性的坦克炮控系统,提出了一种基于模糊控制的滑模变结构控制器的设计方法。首先采用极点配置的方法确定了等效控制,再通过应用带有切换增益的鲁棒反馈控制来保证滑模到达条件,然后,利用模糊调节策略来加速到达滑动模态区并削弱抖振。本文所提出的模糊逻辑的应用是一种可计算的智能方法,针对工程问题,具有精确表达式的调整过程,使得控制策略的调整变得更加容易实现。通过仿真结果可以看出,系统得到了更好的性能指标,并且削弱了抖振。系统响应的快速性和鲁棒性都得到了提高。     

磁悬挂天平的变结构控制

鉴于磁悬挂天平系统强烈的非线性特性及存在的多种不确定性，针对非匹配不确定性情况设计了变结构控制器。根据对悬浮时模型受力图的分析，及其模型两端电磁力、电流和电压的平衡关系，并以y轴方向受力为例，讨论了磁悬挂天平的非线性变结构设计过程。该设计的目的是使镇定误差趋近于0，其设计步骤包括期望性能到期望力的传递、满足滑动模态可达条件的控制力到控制电压的传递、控制电压的求解。同时对设计的结果进行了仿真分析，仿真结果表明磁悬挂天平的变结构控制系统具有良好的动态性能。     

控制受限滑模控制Buck变换器优化设计

 该文针对传统滑模控制开关变换器的滑模系数选取困难的问题,分析了控制受限的传统滑模控制Buck变换器的滑动模态区与滑模系数的关系.根据电感电流为零时系统在相平面的运动规律与滑模区的关系,给出了选取最优滑模系数的方法,以确保开关变换器系统在负载变动范围内快速进入滑动模态区,避免输出电压振荡现象.可根据负载变化范围直接采用公式计算最优滑模系数.仿真研究和实验结果验证了优化设计方法的正确性和有效性.     

网络遥操作机器人系统模糊变结构控制研究

针对网络遥操作机器人系统在实际应用中存在时延可能导致系统不稳定且难以控制的问题,通过对系统动力学建模和时延下系统理想性能分析,设计了一种新型的模糊滑模控制方案,在该方案中主机械手采用阻抗控制而从机械手采用模糊变结构控制。仿真结果表明,该控制方案能有效地抑制变结构控制中的抖振,系统能较好地实现位置比例跟踪和力比例跟踪。     

基于滑模与控制分配的六旋翼飞行器容错控制

针对六旋翼飞行器的执行机构失效故障, 提出一种基于滑模和控制分配方法的容错控制方案; 采用了分层设计结构, 将基本控制律设计与控制分配律分为两个独立的部分, 针对系统建模不确定性与外界干扰, 设计滑模控制律, 提高了系统的鲁棒性, 运用控制分配方法, 在飞行器发生失效故障甚至卡死故障时, 在线调解控制分配矩阵, 减小故障机构对整体飞行性能的影响。仿真结果验证了所提容错控制的正确性和有效性。     

新型三相三线制并联有源滤波器的滑模控制方法

为了提高有源滤波器的谐波补偿效果,设计了一种新型滑模控制器,用于三相三线制并联有源滤波器的参考电流跟踪控制.谐波电流检测方法采用基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法,能快速、准确的检测出负载电流中的谐波分量.直流侧电压控制方法采用PI控制方法实现.Simulink仿真结果显示,与传统的滞环比较控制方法相比,所设计的新型滑模控制方法能够有效的降低跟踪误差,提高有源滤波器的谐波补偿效果.     

基于滑模变结构控制的Buck变换器

为了实现对Buck变换器直流输出电压的精确控制,优化变换器的性能,提出了一种基于双滑模面控制的控制策略,建立了数学模型,并推导了变换器滑模面的存在条件。通过仿真实验表明,采用双滑模面控制滑模变结构控制的Buck变换器具有滑模控制快速响应、鲁棒性强等特点。     

基于自治水下机器人纵向运动的滑模定深控制

针对自治水下机器人(AUV)的控制特点,建立了AUV纵向运动的动力模型,采用高阶滑模非线性控制的方法,并运用计算机仿真的手段进行了验证,仿真结果显示了该系统具有良好的控制性能,有效地消除了滑模控制的抖振,对外部扰动具有较强的鲁棒性。     

基于滑模变结构控制的数字化软开关电源

基于滑模变结构控制技术,采用FLEX10KAFPGA（EPF10K30AQC208）数字控制芯片研制开发了容量为180W的有源箝位正激软开关电源;并且详细分析了该电源的控制时序及滑模变结构的数字化控制方案,最后给出了系统的实验结果。从实验结果可以看出滑模变结构控制鲁棒性强,系统的稳定性能好,动态响应速度快,而且主回路的开关管实现了零电压软开关。     

滑模变结构在AUV航向控制中的应用

针对自主式水下机器人的控制特点,建立了机器人的动力学数学模型。利用运动解耦的方法完成了水下机器人完备控制量的构建。在滑模变结构控制理论的基础上,设计了水下机器人的分布式滑模控制系统,并在Simulink下完成滑模控制器的建模。预先设定了仿真过程中机器人的运动轨迹跟踪,结果表明,滑模控制能有效地控制AUV的航向,对外部扰动具有较强的鲁棒性。     

基于改进型滑模变结构的TCR型SVC控制策略研究

本文以TCR型SVC为研究对象,应用先进的非线性控制理论来进行控制器设计,以充分挖掘SVC的工作潜能。详细分析了滑模变结构控制的原理、优缺点,并应用趋近率的设计方法推导出基于指数趋近率的控制率,在与PID控制的跟踪效果对比中,显示出优良的快速性和跟踪精度。另外针对滑模变结构控制所固有的抖振现象,本文提出一种改进的滑模变结构控制系统。最后使用Matlab/simulink环境对所使用的方法进行了仿真验证。     

动中通多子阵天线自适应PID滑模稳定控制

动中通在载体运动中进行卫星通信时,天线受到各类扰动的影响而不能准确对准卫星,降低了通信质量。为了解决此问题,设计了一种自适应滑模天线姿态稳定控制器。首先建立了动中通天线系统的动力学模型;基于此模型,采用PID滑模面设计了天线的滑模姿态控制器;通过对扰动的自适应估计,在扰动上界未知情况下获得了平滑的滑模控制输入;将PID方法引入控制器设计,提高了系统的动态响应速度。仿真结果表明,所设计控制器具有良好的动态响应特性和控制精度,且控制电压输出无抖振。     

带有干扰观测器的分数阶滑模控制

针对一类带有匹配不确定性的系统,结合分数阶理论设计分数阶滑模控制器,在保证控制精度的同时,更好地削弱系统中存在的抖振;针对系统中存在的不确定量,利用干扰观测器来估计;最后对系统稳定性进行分析。通过仿真验证可以看出,所用方法不仅能很好地估计不确定量,而且能极大降低系统抖振。     

基于Buck-Boost逆变器的离散滑模控制仿真研究

为了获得比较理想的正弦输出电压，优化逆变器的动态性能，文中基于Buck—Boost逆变器．采用了离散滑模变结构的控制策略。Buck—Boost逆变器可以获得比直流输入电源高或低的交流输出电压，文中阐述了其工作原理．并结合状态方程，推导出滑模面的存在条件、到达条件和稳定条件，然后对电路参数、控制系数以及控制算法进行了设计。仿真结果表明采用离散滑模控制的Buck—Boost逆变器对系统扰动和负载变化具有很强的鲁棒性，系统具有良好的动态响应。     

移动机器人全局轨迹跟踪的自适应滑模控制

讨论了两驱动后轮角速度为控制输入的移动机器人轨迹跟踪问题，针对含有未知参数的非完整移动机器人运动学模型．基于反演（backstepping）控制算法的思想设计了变结构控制的切换函数，并由此构造了具有全局渐近稳定的白适应滑模轨迹跟踪控制器。该方法设计过程简单并具有直观的稳定性分析，适用于移动机器人的全局轨迹跟踪控制。仿真结果表明了该方法的有效性和正确性。     

参数不确定移动机器人全局轨迹跟踪的自适应滑模控制

通过对一类质心和几何中心不重合情况下移动机器人轨迹跟踪问题的研究,得到了两独立驱动轮角速度为控制输入的机器人运动学模型.对于车轮半径和两驱动轮之间距离参数已知的情况,基于反演控制的思想设计了变结构控制的切换函数,构造了具有全局渐近稳定的滑模轨迹跟踪控制律,并针对这两个参数未知时,通过自适应方法对其进行参数估计,给出了自适应滑模轨迹跟踪控制律的设计方法.该方法设计过程简单且具有直观的稳定性分析,适用于移动机器人的全局轨迹跟踪控制.仿真算例验证了所提控制律的有效性和正确性.     

基于模型参考的直线伺服系统离散滑模控制

针对永磁直线同步电机伺服系统存在的诸多不确定性问题,设计了模型参考离散滑模（MRDSMC）位置跟踪控制器。将伺服问题转化为调节问题,为了保证跟踪的快速性,在传统DSMC滑模面的基础上,引入遗忘因子。并采用一步延迟扰动近似来补偿未知扰动。此外,为了抑制由高频未建模动态引起的抖振,在MRDSMC设计中加入低通滤波器。仿真结果表明,该方案能有效地抑制系统未建模动特性的影响,具有很强的鲁棒跟踪性能。     

基于滑模控制的DC-DC降压变换器实验平台

为了实现DC-DC降压变换器的高精度控制,设计了一种基于滑模控制的输出电压调节器。首先根据DC-DC降压变换器的工作原理建立了系统的动态模型;接着利用转换后的受扰动态模型设计了滑模控制器,同时基于李雅普诺夫函数证明了闭环系统的稳定性;最后使用Matlab/Simulink软件和DC-DC降压变换器硬件电路搭建了实验测试平台。测试结果表明与传统的PID控制方法相比,DC-DC降压变换器系统在所设计的滑模控制器的作用下可以获得更快的动态性能与更强的扰动抑制能力。该实验平台不仅有利于大学生理解和掌握滑模控制理论,还可以提高大学生的工程应用能力。     

一类离散时间系统的间接自适应模糊滑模控制

提出了适用于一类不确定离散时间系统的间接自适应模糊滑模控制策略。首先,根据指数趋近律得到离散滑模控制的理想控制律,然后,用两个模糊系统近似其中的未知函数,用第三个模糊系统近似切换控制。模糊系统的参数向量由带参数投影的自适应律在线调整。证明了该控制算法可以保证闭环系统状态有界,且跟踪误差收敛到原点的小邻域内。仿真结果在表明算法有效性的同时具备减轻振颤的能力。