模糊滑模控制

摘要： 为了避免汽车在低附着路面上高速转弯或者紧急避障时易发生不稳定现象,设计了基于模糊理论和滑模理论的模糊滑模控制策略。建立车辆二自由度理想模型,选择横摆角速度和质心侧偏角作为控制变量,对其理想值进行计算;基于车辆运动参数对失稳状态做出分析;并对失稳状态下的车辆进行横摆力矩控制。基于等效控制法设计了积分滑模控制器,对横摆角速度和质心侧偏角的偏差采用质心侧偏角协调加权法调节比例权重,并通过模糊控制规则调节滑模控制器切换系统的切换增益大小,建立模糊滑模控制器。在MATLAB/Simulink中对控制策略进行仿真分析,仿真结果表明:在阶跃工况下,横摆角速度的稳态值与理想值仅差0.005 rad/s,质心侧偏角与理想值几乎重合,仅差0.003 rad;正弦工况下,横摆角速度超调值与理想值仅差0.04 rad/s,质心侧偏角也仅差0.008 rad。与参数自整定模糊比例-积分(proportional-integral,PI)控制策略相比,模糊滑模控制响应速度更快,能够较好地跟踪理想曲线,达到稳态效果更好;同时能产生更大的横摆力矩,更好地控制汽车的稳定性,验证了控制模型的正确性。

摘要： 为解决双丝杠进给系统同步控制误差过大的问题,建立了双丝杠进给系统的机电耦合仿真模型,并基于模糊控制与滑模控制理论,设计了单轴模糊滑模跟踪控制器,以减小滑模控制产生的抖振现象,同时提高单轴跟踪精度以及响应速度;为解决双丝杠运行时存在的参数不匹配和耦合问题,采用模糊PID交叉耦合控制算法进行两轴间的协调控制,以提高两轴同步性,减小同步误差;最后进行了MATLAB/Simulink建模与仿真分析,仿真结果表明,在理论上能够提高单丝杠的信号跟踪精度87.09%,并且减小双丝杠两轴之间的同步运动误差86.79%。

摘要： 为方便监测水质与水下鱼群活动,本研究设计了一款面向全水域实时监测的水产养殖机器鱼,并搭建了机器鱼控制系统,开展了机器鱼三维路径跟踪控制研究。在Serret-Frenet坐标系下建立了机器鱼三维空间路径跟踪误差模型,并基于LOS制导律和李雅普诺夫理论设计了一种模糊滑模控制器,最后利用Matlab仿真对本研究提出的控制算法的有效性进行验证。仿真结果表明:所设计的控制器能使机器鱼在模型参数不确定性、外部干扰未知的情况下实现三维路径跟踪控制,其控制精度和鲁棒性明显优于常规PID与滑模控制器。

摘要： [目的]针对执行器输出能力受限的水下滑翔机(AUG)垂直面运动控制问题,提出一种基于T-S模糊逻辑的模糊滑模控制器。[方法]该模糊滑模控制器使用模糊切换率代替固定时间控制器中的切换率,用来有效抑制滑模控制器中存在的抖振,其中模糊切换率通过T-S模糊规则拟合固定时间控制器中的切换率得到。基于水下滑翔机执行器能力有限的问题,设计一种饱和辅助系统,以改善执行器饱和带来的影响。最后,通过Lyapunov稳定性分析和数值仿真对系统性能进行验证。[结果]结果显示,在使用模糊滑模控制器和饱和辅助系统的情况下,水下滑翔机系统能够在有限的时间内收敛,模糊滑模控制器和饱和辅助系统是有效的。[结论]研究表明,所提出的模糊滑模控制器在与固定时间控制器控制性能接近,同时模糊滑模控制器的抖振更小。

摘要： 为优化悬架减振性能和馈能性能,提出了一种馈能磁流变减振器结构,并设计了相应的半主动悬架模糊滑模控制策略。建立了磁流变减振器力学模型和馈能模型,以及相应的二自由度半主动悬架系统数学模型。针对半主动悬架系统的不确定性,基于混合天地棚阻尼控制系统,设计了滑模变结构控制器。使用饱和函数缓解系统抖振,并运用模糊控制优化滑模控制器。用谐波叠加法生成路面激励输入,分别对被动悬架、基于混合天地棚阻尼控制的半主动悬架以及基于模糊滑模控制的半主动悬架进行对比仿真。结果表明:基于模糊滑模控制的半主动悬架减振性能更好,能耗更小,且有良好的馈能性能,验证了馈能磁流变减振器结构的可行性和模糊滑模控制策略的有效性。

摘要： 随着风电机组并网容量不断增大,通过风电机组功率调节能力抑制区域间低频振荡成为研究热点。通过运用暂态能量函数法解释双馈风电机组阻尼区域间低频振荡的原理,在此基础上,引入模糊滑模控制,在双馈风电机组的转子侧变流器上设计了抑制系统振荡的模糊滑模阻尼控制器。该控制器采用区域电力系统的振荡信号作为反馈输入,在系统振荡过程中,通过改变双馈风电机组的有功功率为系统提供阻尼,进而起到抑制系统振荡的作用。最后,在Matlab软件上进行三相短路故障、机端扰动和负荷突变扰动三种工况仿真分析,证明控制器在抑制系统振荡方面具有一定的鲁棒性。

摘要： 针对某单叶片吊具旋转驱动装置的电液伺服系统在外界干扰作用下控制精度低的问题,提出了一种模糊滑模控制方法,采用模糊控制实时调整饱和函数中的边界层厚度。利用Simulink软件仿真分析,验证了所设计的模糊滑模控制方法较PID控制具有更高的控制精度和抗干扰能力,能有效地抑制常规滑模控制存在的抖振。

摘要： 针对不确定混沌系统的控制问题,提出了一种模糊自适应滑模控制的方法。分析了微机电谐振系统的混沌动力学特性,给出了系统的混沌相图、时间历程图、庞加莱截面图和李雅普诺夫指数图。利用模糊逼近理论,对不确定的微机电谐振混沌系统进行模糊近似建模,在此基础上结合模糊与滑模控制,提出了一种模糊自适应滑模控制策略。自适应控制法能够在线估计系统中的参数,并结合模糊滑模控制快速将系统控制到目标轨迹。仿真结果验证了该策略的有效性和鲁棒性。

摘要： 针对传统双横臂悬架建模时直接使用悬架参数,所引起的模型准确率低不能完整反应悬架动态特性的问题,对双横臂悬架进行了机构动力学建模,计算了悬架阻尼系数和弹簧刚度的等效系数.为进一步优化控制效果,设计了带模糊切换增益调节的滑模控制器,把理想的天棚阻尼系统作为参考模型,将实际被控系统与参考模型之间的误差动力学方程作为模糊滑模控制器的控制对象,为了降低滑模控制中的抖振,对切换增益K(t)进行模糊化处理,通过MATLAB/simulink仿真验证并与PID、被动悬架进行对比.研究结果表明:模糊滑模控制器能有效降低车身的加速度,提高车辆的平顺性.

摘要： 针对两轴伺服系统轮廓误差控制问题,提出一种基于模糊滑模的交叉耦合轮廓误差控制方法.设计了单轴模糊滑模跟踪控制器,用于消除干扰作用.将模糊控制器用于自适应调节滑模控制器切换增益,减小滑模控制的抖振现象.采用交叉耦合控制算法进行两轴间的协调控制,解决轴间参数不匹配的问题,保证轮廓控制精度.仿真结果表明:该方法能有效提高跟踪精度和轮廓精度.

摘要： 针对高精度永磁直线同步电动机(PMLSM)易受参数变化、外部扰动、摩擦力等不确定性因素影响的问题,提出一种模糊滑模控制方法.建立了含有不确定性的直线伺服运动系统动态模型,其中滑模变结构控制可以保证系统跟踪误差的收敛性,抑制系统不确定性,但控制过程中会产生抖振现象.为解决这一问题,采用模糊控制逼近滑模控制器的输出,将控制目标从跟踪误差变为滑模函数,从而减轻滑模控制的抖振现象.仿真结果表明,所提出的模糊滑模控制与传统滑模变结构控制相比,可明显提高伺服系统的跟踪性能和鲁棒性能.

摘要： 模糊滑模控制的关键在于控制规则的获取.本文提出基于动态模糊神经网络(DFNN)的模糊滑模控制,即利用DFNN对模糊滑模控制进行模糊建模和规则提取,实现对地震作用下结构振动的模糊滑模控制.通过对顶层设置AMD控制装置的五层钢框架结构模型进行基于DFNN的主动模糊滑模控制仿真分析,验证了所提算法的有效性和鲁棒性。

摘要： 永磁同步直线电机(PMLSM)直接驱动XY平台数控系统在加工零件时负载扰动以及系统参数的变化会使其产生轮廓误差,而且任意轨迹轮廓误差为非线性函数不易进行建模.本文采用适用于任意轨迹建模的等效误差法建立XY平台非线性误差模型并采用模糊滑模控制设计轮廓控制器,通过其逼近能力使误差量在有限时间内趋近于零,以满足XY平台数控系统的高精度加工要求.仿真结果表明,所设计控制系统能有效提高XY平台的轮廓加工精度.

摘要： 为了解决Buck交换器非线性特征在控制器设计中带来的困难,在电感电流连续模式下,构建了Buck变换器的T-S模糊模型;同时考虑到系统参数摄动和外部扰动等因素,在T-S模糊模型的基础上,利用Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式(LMI)方法构造全局模糊滑模面,并设计模糊滑模控制器.仿真结果表明:应用模糊滑模控制器的Buck变换器的上升时间和调节时间均在15ms左右,跟踪效果好,抗扰性强,具有良好的动态性能。

摘要： 基于区分服务网络,根据非线性流体流模型和整体动态拥塞控制(IDCC)结构,提出一种模糊滑模控制方法,该控制策略针对3种服务类型(奖赏服务、确保服务和尽力而为服务)分别进行阐述.算法中模糊控制的加入,缩短了到达时间,改善了滑模控制的抖振现象,使得控制信号更平滑并能保证系统具有良好的抗干扰性.仿真结果表明,该方法可使缓冲器队列长度快速跟踪设定值,同时使队列振荡最小,获得良好的控制效果.

摘要： 再入飞行器飞行环境复杂，具有大空域、强非线性、强耦合的再入飞行特性，基于小扰动原理的经典线性控制理论难以适应再入控制系统的要求，提出了一种新的将模糊滑模控制与动态逆控制相结合的鲁棒控制方法，首先采用内外环动态逆将非线性飞行器对象近似解耦成一阶线性系统，再由模糊滑模变结构控制给出动态逆的输入信号，以消除由动态逆建模和系统干扰带来的跟踪误差，从而使得系统对姿态进行高精度跟踪。最后，在Matlab/Simulink中进行了仿真验证。仿真结果表明，此控制系统对姿态指令输入有很好的跟踪效果，且具有较强的鲁棒性。

摘要： 利用新的滑模控制方法研究了一类不确定模糊时滞系统的控制问题。所研究系统中的时滞项和参数不确定项分别为有界时变和非匹配的。基于线性矩阵不等式，构造相应的到达条件。最后给出仿真算例证明了利用所设计的控制器使得系统状态可以达到指数稳定。

摘要： 讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下，自由漂浮柔性空间机械臂的模糊滑模变结构控制和实时抑振问题。利用拉格朗日方程和模态综合法建立了柔性空间机械臂的动力学模型，以此为基础，利用增广变量法，设计了轨迹跟踪控制的滑模变结构控制方案。为了既减小抖振又保证系统响应的快速性，设计了模糊控制器，根据系统输出动态调节系统变结构等速趋近率的系数。并根据柔性子系统的动力学特性，设计了一个基于反馈的快速实时抑振方案对实时操作中柔性杆的振动进行抑制。系统的数值仿真，证实了所设计方法的有效性。

摘要： 提出了一种反舰导弹针对水面机动目标的航向平面控制导引一体化设计方案.建立了航向平面的一体化控制导引模型,然后基于模糊切换增益调节和滑模控制的思想进行了控制导引律的设计,采用积分的方法对增益的上界进行估计.为了验证该一体化设计导引律的有效性和正确性,基于某型导弹进行了仿真计算.仿真结果表明,针对高机动的水面目标命中精度很高.

摘要： 针对可重复使用飞行器再入过程所跨空域广、气动参数变化范围大,外界干扰严重,对象不确定性强等特点,提出了一种模糊滑模姿态控制系统。将滑模控制和模糊控制结合起来,提出一种模糊滑模面设计方法,即保留了滑模控制的快速性和鲁棒性,又很好地抑制了抖振。内环控制中用滑模观测器来估计外部干扰和不确定性,增强控制器的鲁棒性。最后,六自由度非线性仿真验证了所设计控制系统的性能。

摘要： 本发明属于无人艇技术领域，公开了一种基于模糊逻辑和滑模控制策略的无人艇、无人机混合编队控制方法。步骤为：1）对无人艇、无人机混合编队的任务区域进行分解，将任务区域分解成多个子任务区域；2）建立子任务区域分配指标，根据分配指标规划混合编队中每个成员的期望航迹路线，并将期望航迹路线发送给每个成员的控制器；3）无人艇成员的控制器接收到期望航迹路线后，采用模糊逻辑逼近算法和滑模控制算法控制无人艇跟踪期望航迹路线进行航行；无人机成员的控制器接收到期望航迹路线后，采用反步滑模控制算法控制无人机跟踪期望航迹路线进行航行。该方法具有很强的抗干扰作用，能保证混合编队按照期望轨迹航行，提升了混合编队系统的鲁棒性。

摘要： 本发明公开了一种基于整数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法，首先，建立三相并联型有源电力滤波器的数学模型，在设计控制器时，先利用整数阶高阶滑模控制方法设计动态滑模面，再利用自适应模糊控制逼近，使系统保持稳定状态，通过仿真结果验证了此方法的有效性。该方法大大增强了系统的补偿性能和鲁棒性能，达到快速有效消除谐波的目的。

摘要： 本发明公开了一种基于分数阶高阶滑模模糊控制的有源电力滤波器控制方法。首先，建立三相并联型有源电力滤波器的数学模型，在设计控制器时，先利用分数阶高阶滑模控制方法设计动态滑模面，再利用自适应模糊控制逼近，使系统保持稳定状态。该方法大大增强了系统的补偿性能和鲁棒性能，达到快速有效消除谐波的目的。

摘要： 本发明属于无人艇技术领域，公开了一种基于模糊逻辑和滑模控制策略的无人艇、无人机混合编队控制方法。步骤为：1）对无人艇、无人机混合编队的任务区域进行分解，将任务区域分解成多个子任务区域；2）建立子任务区域分配指标，根据分配指标规划混合编队中每个成员的期望航迹路线，并将期望航迹路线发送给每个成员的控制器；3）无人艇成员的控制器接收到期望航迹路线后，采用模糊逻辑逼近算法和滑模控制算法控制无人艇跟踪期望航迹路线进行航行；无人机成员的控制器接收到期望航迹路线后，采用反步滑模控制算法控制无人机跟踪期望航迹路线进行航行。该方法具有很强的抗干扰作用，能保证混合编队按照期望轨迹航行，提升了混合编队系统的鲁棒性。

摘要： 一种基于滑模模糊控制的纱线张力控制方法，设计滑模模糊控制器包括滑模控制器和模糊控制器，并以纱线张力控制系统的收卷电动机为控制对象，通过采集张力误差e及其变化率作为滑模控制器输入变量，得到作用于所述收卷电动机的纱线张力控制律输出u；于此同时，根据纱线张力控制系统的数学模型，设计滑模控制器的滑模面s以及其变化率作为模糊控制器的输入变量，通过模糊规则，实时调节模糊控制器的输出变量趋近律参数Δγ作用于滑模控制器，提高控制系统启动过程的速度和稳定性。

摘要： 本发明请求保护一种四轮驱动AFS(Active Front Steering,主动前轮转向)/DYC(Direct Yaw‑moment Control,直接横摆力矩控制)集成控制系统的模糊‑滑模复合控制方法，该复合控制方法由模糊控制基于滑移率为控制目标和基于滑膜变结构控制AFS(主动前轮转角)和DYC(直接横摆力矩)控制器获取附加值构成。利用该方法基于四轮驱动电动汽车模型设计AFS/DYC集成控制器，进而分配各控制器权重，实现各控制器之间的切换，最后根据动态载荷分配各轮驱动力矩。在相同工况下与未集成控制方法相比，能够有效地改善四轮驱动汽车在高速行驶工况下的横摆稳定性能，当车辆失稳时，通过附加前轮转角以及横摆力矩能使车辆恢复至稳定状态，使实际的横摆角速度更好的跟踪其理想值，能有效的提高车辆在极限工况下的横向稳定性。

摘要： 本发明的有源电力滤波器自适应模糊滑模控制方法，涉及有源电力滤波器的控制系统，具体地说属于自适应模糊滑模控制方法在有源电力滤波器控制上的应用。这种控制系统不依赖于被控对象的精确模型，动静态性能很好，具有很好的自适应性和鲁棒性，并能保证系统全局的稳定性。本系统主要是基于模糊控制、滑模控制、自适应控制和李雅普诺夫稳定性理论设计的，能提高系统对于非线性负载变化和系统参数不匹配的鲁棒性和适应性，从而使系统具有在复杂电网环境下实现谐波补偿的能力。另外本系统还将控制器的切换项进行模糊逼近，设计了一个新的自适应模糊控制器，从而有效降低抖振。

摘要： 本发明提供了基于模糊滑模控制的无人机自主抗风智能控制方法，属于飞行器地面仿真领域。本发明智能控制方法为：建立引入风速因子的无人机动力学公式；滑模变结构控制器的设计：通过设计一个滑动模态面s，以误差e和误差变化率为滑模面的变量，由李雅普诺夫定理验证滑模面的收敛性，保证无人机状态变量收敛到目标处；采用RBF神经网络对无人机模型中的近似项实现逼近；将角度θ、角速度作为神经网络的输入，并实时调整神经网络权值函数；通过模糊控制降低滑膜控制器的抖振。本发明利用神经网络的学习能力，实现对无人机模型中的近似项的动态跟踪，提高了准确性；针对控制器中的抖振现象，引入模糊控制提高了符号函数系数的线性化程度，提升了稳定性。

摘要： 本发明公开一种比例积分滑模面的数控机床用模糊滑模位置控制方法，首先，对机械数控机床非线性系统进行分析，提取实际反馈值θ，得到期望值θd的位置误差e(t)；然后设计比例积分滑模面切换函数，将滑模控制中的切换函数s(t)作为模糊系统的输入；进一步地对模糊控制器进行设计，采用重心算法，将系统进行反模糊化，得到模糊控制器输出u(t)；最后将机械数控机床位置控制器的位置输出信号u(t)输入数控系统，机械数控机床系统输出的位置角度反馈至输入端。本发明将基于比例积分滑模面的模糊滑模控制替代传统的PID伺服控制系统，提高了对位置的跟踪精度和响应性能，满足运动控制系统中高速、高精度、输出功率大的控制要求。

摘要： 本发明的有源电力滤波器自适应模糊滑模控制方法，涉及有源电力滤波器的控制系统，具体地说属于自适应模糊滑模控制方法在有源电力滤波器控制上的应用。这种控制系统不依赖于被控对象的精确模型，动静态性能很好，具有很好的自适应性和鲁棒性，并能保证系统全局的稳定性。本系统主要是基于模糊控制、滑模控制、自适应控制和李雅普诺夫稳定性理论设计的，能提高系统对于非线性负载变化和系统参数不匹配的鲁棒性和适应性，从而使系统具有在复杂电网环境下实现谐波补偿的能力。另外本系统还将控制器的切换项进行模糊逼近，设计了一个新的自适应模糊控制器，从而有效降低抖振。