变结构控制

摘要： 针对多输入多输出二阶不确定非线性机械系统中轨迹跟踪控制的问题,提出一种新的基于指数趋近律的滑模变结构控制方法,用于提高系统的平稳性和快速性。在滑模变结构控制器设计过程中采用一种新的指数趋近律以改进闭环系统的暂态和稳态响应性能,使系统跟踪误差收敛速度加快,特别是减少轨迹跟踪误差到达滑模面的时间,同时提高了系统轨迹跟踪过程的平稳性。通过采用边界层方法消除滑模控制输入抖振问题,避免控制过程中执行器的频繁切换,进一步提高所提出滑模控制器在实际系统中的实用性。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性和跟踪误差的收敛性。数值仿真验证了所提出的控制方法的有效性。

摘要： 针对数字式激光振镜系统易受参数变化、外部扰动等不确定性因素的影响,采用了一种基于趋近率的自适应离散滑模变结构控制方案.首先建立振镜系统的数学模型,然后基于指数趋近率建立滑模变结构控制器,并通过自适应控制在线调整趋近律中的控制增益来调节系统状态轨迹到达滑模面的趋近速度,提高了系统动态品质,最后在计算机软件中建立振镜系统及控制器模型并进行仿真实验并用相应指标进行评价.仿真结果表明受控系统具有良好的性能,能够满足实际应用条件.

摘要： 为解决变结构控制引起的三相电压型PWM整流器抖振问题,设计一种改进型滑模控制策略,加强趋近率与状态变量之间的联系,削弱抖振现象;设计调节因子,加快变结构的趋近速度.仿真结果表明,改进型趋近率相比传统指数趋近率具有更快的响应速度和较好的抖振抑制效果.

摘要： 本文提出了一种变结构控制(VSC)技术,能够在不稳定过程中获得较好的鲁棒性能。利用鲸鱼优化算法得到了可变流控系统未知参数的最优值。稳定性分析实验验证了所提出的结构对工业过程的适用性。将该控制策略应用于三种不同类型的不稳定过程,包括非最小相位和非线性系统。结果表明,本文提出的控制策略具有更好的性能,且对存在外部干扰和噪声的推车倒立摆系统具有良好的控制效果。

摘要： 针对导航卫星四斜装化学推进姿态轨道一体化控制系统,设计了两级脉冲的变结构相平面分区的姿态控制器.本文建立了相平面控制器的模型,给出了时频域下参数变化趋势的稳定性分析.创造性地将该控制系统建立为变结构控制模型,根据现代控制理论给出了系统得以稳定条件下的参数下界.通过控制器参数设计,有效地降低了开关线处的震颤,保证了控制系统的稳定,提高了轨道控制效率,并就挠性卫星推力器在最恶劣的安装偏差情况下进行了数学仿真.最终,通过卫星在轨姿态控制良好的表现,充分验证了姿态控制算法设计的正确性、有效性和鲁棒性.

摘要： 提出了一种模块化多电平电力电子变压器(MMC-PET)的控制策略,首先分析了MMC-PET拓扑结构,并建立其输入级与输出级数学模型;然后,针对电力电子变压器传统情况下基于PI控制的交叉解耦控制策略鲁棒性差、控制系统复杂等缺点,设计了一种反馈线性化与变结构控制器来实现对MMC-PET输入级和输出级的控制;最后,建立MMC-PET系统仿真模型,进行仿真验证.仿真结果表明,基于反馈线性化与变结构控制器设计的MMC-PET输入级和输出级控制策略能够有效达到控制目的,并且具有解耦速度快、解耦性强、鲁棒性强等特点.

摘要： 弹载合成孔径雷达(SAR)的方位成像能力受飞行导弹的观测角影响,其末制导段采用前侧视工作方式;因此,必需合理设计制导律使前侧视条件成立;为了保证末制导段弹目间具有合适的夹角,采用变结构控制方法设计了一种固定前置角制导律,该制导律能够解决合成孔径雷达导引头对于前置角约束的问题;在制导律设计过程中,首先建立了弹目相对运动关系模型和具有终端角度约束时的视线角变化模型;在此基础上采用变结构控制的方法设计了固定前置角制导律;进而,对该固定前置角导引律进行了性能分析,得出了其一般攻击特性;最后,通过弹道仿真论证了其正确性与有效性.

摘要： 本文研究了应用于离散变结构控制系统的一种新的趋近律方法,即一个二阶递推的趋近律方法.利用新趋近律方法设计了一个和当前时刻相关的前两个样本点的递推二阶控制器;基于Lyapunov函数法,利用提出的二阶趋近律方法证明了离散变结构控制系统的渐近稳定性和滑模的有限时间可达性;说明了此方法在不确定离散变结构控制系统中的稳定性研究中的可行性.新方法可大幅度消弱抖振,使系统运动最终趋于原点,还能使系统的准滑动模态保持步步穿越切换面,较好的改善了趋近过程.

摘要： 针对弹性水击就水轮机调节系统非线性模型的动力学特征分析及系统中存在的混沌态控制等问题在过去研究中的不足,首先从Lyapunov指数、系统初值敏感性、混沌吸引子和Poincare映射的角度分析了系统的非线性特征,并证实了水轮机调节系统中存在的混沌现象;随后在选取的比例积分滑模变结构控制方法的基础上经数学分析和论证,推导出相应的控制策略;经仿真验证,受控后的模型不仅能有效地消除系统存在的混沌态,还能控制系统严格地跟踪参考轨道到任意固定点或任意周期轨道,且过渡时间短、调节过程平稳;仿真结果表明了该方法的可行性,也为此类问题的研究提供了借鉴。

摘要： 针对百吨级矿用自卸车的交流电传动对高瞬时功率和高功率密度、快速启动、高负载爬坡的设计要求,以及非线性环节和大惯量特性,对系统进行工况分析和模型辨识,利用扩展状态观测器补偿系统中的不确定因素以及高阶变量,将系统简化为积分串联型,基于简化后的模型用幂次趋近律设计控制律,得到基于扩展状态观测器的变结构控制器.将此控制器应用于百吨级矿用自卸车的交流电传动系统.仿真结果证明:此控制器在该系统中取得了较好的控制效果及鲁棒性.

摘要： 基于位置控制的伺服系统定位精度高但动作响应慢,基于速度控制的伺服系统响应性能好但易产生位置超调定位精度差.针对采用单一控制结构难以满足经编机高速电子横移高精度和高响应双重控制要求的问题,本文提出一种变结构控制策略,即根据当前的主轴转速和垫纱数码,利用速度控制的高频响应特性启动梳栉,利用位置控制的高精度定位特性停止梳栉,将速度控制和位置控制实时组合到一次横移运动中予以动态切换,用远离槽针处电机速度的快速调整获取后续较短的定位整定时间,用动态的变结构控制来保证系统对快速响应和精确定位的同步要求.通过在DSP系统上编写算法进行测试验证,该动态变结构控制策略能很好地改善经编机高速电子横移的控制效果.

摘要： 针对吸气式高超声速飞行器超燃巡航状态下具有强烈非线性、参数不确定性、控制精度要求高等特点,建立了面向控制的模型,并利用李亚普诺夫方法分别设计了具有不同时间量程的双回路滑模控制系统.为了解决滑模控制的抖振问题,利用模糊控制与滑模变结构控制的思想相融合,研究了模糊滑模变结构控制器的设计方法.该方法不但保证了系统的稳定性, 而且还抑制了抖振.在matlab中进行了整个控制系统的仿真测试,论证了该方法的可行性.

摘要： 针对非常态交通区域周边临时停靠车辆对常态交通流的干扰问题,本文以上海市华山医院周边交通调查研究数据为基础,探讨临时停靠车辆对于非常态交通区域周边交通的影响,首先提出一种临时停靠车辆变结构控制方法及临时停靠车辆预信号控制模型,并进行了仿真试验.结果表明,在临时停靠车辆较多的情况下本文提出的模型相对不采用任何非常态交通控制方法的情形平均延误减少,运行效率提高.

摘要： 针对拦截大机动目标的导弹中制导律设计问题,本文以变结构控制理论为基础,结合弹目运动学模型设计了一种中制导律.该中制导律能够较快地零化速度前置角,并且在交班时刻过载较小,从而有效地满足了中末制导交班要求;对于大机动目标具有较强的鲁棒性;所需制导信息少,不需要进行剩余飞行时间的计算,工程上容易实现.仿真结果表明,本文所设计的中制导律能够很好地满足中末制导交班条件,从而为末制导提供一个良好的初始条件.

摘要： 文中主要完成了在特定空域执行巡逻任务的低成本自动驾驶仪的研制.通过对无人机模型的详细研究和飞行实验验证以及解耦控制,降低被控回路的个数,变多输入多输出为多输入单输出系统.采用一个双轴陀螺和一个单轴陀螺分别完成对副翼、升降舵和方向舵的自稳控制,同时采用Fuzzy-PID控制器控制方向舵回路以控制飞机的飞行航向,采用变结构控制方法来设计纵向高度回路的控制器,使其按照预定航线及定高飞行.飞行试验数据表明,飞行器在整个飞行过程中的轨迹跟踪效果好,所设计的自驾仪控制精度高,具有良好的动态特性和稳态品质,有一定的工程应用前景.

摘要： 该文针对永磁直线同步电机的伺服控制,探讨了一种基于矢量控制逆变器和光栅尺的位置、速度伺服控制方案.速度调节器采用变结构PI控制算法,在消除静差的基础上,提高永磁直线同步电机的响应速度.位置调节器采用PD控制算法,使系统具有平稳、快速、无静差的跟随性能.仿真验证了其可行性,易于实际应用.

摘要： 针对速导弹高度控制系统的非线性模型,基于变结构控制方法,设计一类简单高度控制律实现导弹俯仰通道的高度控制.而导弹俯仰通道的高度控制系统是一类非线性系统,本文通过构造Lyapunov函数方法,确保了系统的稳定性.文末仿真结果表明了该方法的有效性.同时由于该控制策略简单又有一定的鲁棒性,在导弹控制的工程应用中具有很高的实用价值.

摘要： 为了缓解交通需求的激增(如大型活动)或者设施通行能力的衰减(如施工)等造成网络交通供需的短时结构性不匹配问题,采用禁向变结构管控策略对网络交流空间通行权进行约束和调整.分析禁向变结构策略实施条件和优缺点,以此为基础在“特殊事件网络管控圈”建立禁向交叉口备选集.建立网络禁向变结构优化双层规划模型,以疏散交通在网络中总行驶时间最短为优化目标,确定具体禁向交叉口及进口道.丰富了网络交通变结构理论,为特殊需求下交通管控措施提供了科学依据.

摘要： 本发明公开了一种靶向控制铸件微观组织的变壁厚砂型结构及其制造方法，属于砂型铸造领域，通过数值模拟计算和3DP工艺设计制造出了一种变壁厚结构的整体式砂型，在保持砂型工作所需要的结构和强度的基础上，通过改变外部砂箱的结构和壁厚来改善合金凝固时的温度场，使铸造各部分冷却速度一致，避免了铸造缺陷产生，提高了铸件组织均匀性和铸件的质量；同时外砂箱变为随形设计，砂箱不再是传统的立方体结构，有效减小了砂型体积，节约原砂，降低成本。

摘要： 本发明公开了一种采用变结构PID变桨控制的风机控制系统，包括变桨距范围计算模块、阵风保护处理模块、转速偏差滤波模块、分段PID调节模块、变桨距速度非线性因数计算模块和输出控制模块。本发明通过对转速偏差的PID调节来准确地控制发电机转速，性能稳定可靠，能有效提高了风机的输出功率，它具有性能优越、安全稳定的优点。

摘要： 本发明公开了一种靶向控制铸件微观组织的变壁厚砂型结构及其制造方法，属于砂型铸造领域，通过数值模拟计算和3DP工艺设计制造出了一种变壁厚结构的整体式砂型，在保持砂型工作所需要的结构和强度的基础上，通过改变外部砂箱的结构和壁厚来改善合金凝固时的温度场，使铸造各部分冷却速度一致，避免了铸造缺陷产生，提高了铸件组织均匀性和铸件的质量；同时外砂箱变为随形设计，砂箱不再是传统的立方体结构，有效减小了砂型体积，节约原砂，降低成本。

摘要： 本发明涉及一种冰箱、变温室结构及变温室结构的控制方法，变温室结构包括变温室、温度检测件及第一指示组件，温度检测件设置于变温室内，通过温度检测件检测变温室内的温度。将第一指示组件设置于变温室内，由于第一指示组件能够显示不同的温度信息，第一指示组件与温度检测件电性连接。因此，当温度检测件检测到变温室内的温度以后，根据检测的温度控制第一指示组件在变温室内显示该温度值对应的温度信息。用户在使用变温室时，能够从变温室内有效获得第一指示组件指示的温度信息，进而判断此时变温室内的温度是否需要根据食物进行调节，有效保证变温室的使用效果。

摘要： 本发明公开了一种变容控制结构、压缩机及其变容控制方法，该结构包括：变容组件和滑片约束单元(8)；其中，所述变容组件，设置于所述变容控制结构所属压缩机的外壳(1)的外部，用于按设定顺序动作；所述滑片约束单元(8)，设置于所述压缩机的泵体的内部，用于在所述变容组件按设定顺序动作的控制下，使所述压缩机中变容缸组件处于工作状态或空转状态。本发明的方案，可以克服现有技术中抖动剧烈、易停机和管路易断裂等缺陷，实现降低抖动、不易停机和管路不易断裂的有益效果。

摘要： 本发明公开了一种采用变结构PID变桨控制的风机控制系统，包括变桨距范围计算模块、阵风保护处理模块、转速偏差滤波模块、分段PID调节模块、变桨距速度非线性因数计算模块和输出控制模块。本发明通过对转速偏差的PID调节来准确地控制发电机转速，性能稳定可靠，能有效提高了风机的输出功率，它具有性能优越、安全稳定的优点。

摘要： 本发明涉及一种变容气缸的滑片控制结构以及设置有这种滑片控制结构的变容气缸和变容压缩机，所述滑片控制结构包括：销钉，设置在所述滑片的下侧，所述销钉具有能够卡止所述滑片的第一位置和能够与所述滑片脱离的第二位置；在所述销钉的下方设置有低压通道；在所述销钉和低压通道之间设置有面密封结构，当所述销钉处于第二位置时，所述销钉的下端处形成面密封。本申请中的滑片控制结构设置有面密封结构，面密封的密封效果远远优于间隙密封，大幅降低了制冷剂的泄漏量，进而提升了变容气缸处于工作模式时压缩机的效率，优化了压缩机的性能。

摘要： 本实用新型涉及一种变容气缸的滑片控制结构以及设置有这种滑片控制结构的变容气缸和变容压缩机，所述滑片控制结构包括：销钉，设置在所述滑片的下侧，所述销钉具有能够卡止所述滑片的第一位置和能够与所述滑片脱离的第二位置；在所述销钉的下方设置有低压通道；在所述销钉和低压通道之间设置有面密封结构，当所述销钉处于第二位置时，所述销钉的下端处形成面密封。本申请中的滑片控制结构设置有面密封结构，面密封的密封效果远远优于间隙密封，大幅降低了制冷剂的泄漏量，进而提升了变容气缸处于工作模式时压缩机的效率，优化了压缩机的性能。

摘要： 本发明的基于时变滑模变结构控制和交叉耦合的双电磁悬浮系统同步控制的装置包括：时变滑模变结构控制器：根据悬浮高度误差量输出悬浮系统的控制量，使移动横梁能快速、准确的悬浮到给定高度；交叉耦合同步控制器：调节两个电磁悬浮系统的同步性能；驱动器：将时变滑模变结构控制器和交叉耦合控制器的输出信号驱动双电磁悬浮系统；信号检测器：采集电磁悬浮系统的速度和位置信号。基于时变滑模变结构和交叉耦合双电磁悬浮系统同步控制方法发明内容包括：单电磁悬浮系统采用时变滑模变结构控制方法。本发明在保持滑模变结构控制器所具有的对参数摄动和外部不确定干扰具有强鲁棒性等良好的特性下，加快了系统的响应速度。

摘要： 本发明的基于时变滑模变结构控制和交叉耦合的双电磁悬浮系统同步控制的装置包括：时变滑模变结构控制器：根据悬浮高度误差量输出悬浮系统的控制量，使移动横梁能快速、准确的悬浮到给定高度；交叉耦合同步控制器：调节两个电磁悬浮系统的同步性能；驱动器：将时变滑模变结构控制器和交叉耦合控制器的输出信号驱动双电磁悬浮系统；信号检测器：采集电磁悬浮系统的速度和位置信号。基于时变滑模变结构和交叉耦合双电磁悬浮系统同步控制方法发明内容包括：单电磁悬浮系统采用时变滑模变结构控制方法。本发明在保持滑模变结构控制器所具有的对参数摄动和外部不确定干扰具有强鲁棒性等良好的特性下，加快了系统的响应速度。