滑模变结构

摘要： 针对履带车辆在行驶过程中,由于路面条件非线性变化导致的车速和转向角速度跟踪存在时滞和不稳定的问题,基于履带车辆转向运动学和动力学分析,提出了一种基于滑模变结构的转向控制方法,并将履带车辆的控制系统进行解耦,分别控制车速及转向角速度.采用积分滑模控制算法,设计了能够适应路面变化的车速控制器;引入模糊控制柔化控制信号,降低滑模抖振,并结合自适应调节设计了能够适应转向阻力非线性不确定的转向角速度控制器.运用MATLAB/Simulink软件对系统进行转向控制仿真分析,与传统比例-积分-微分(PID)控制相比较,车辆行驶速度与转向角速度跟踪响应速度分别提高了1.9 s和0.5 s,转向角速度跟踪精度提高了4％.仿真结果表明:所提出的算法具备响应速度快、抗扰动能力强的优点,能够实现履带车的稳定转向.

摘要： 超磁致伸缩作动器(GMA)有应变大、能量密度高和响应速度快的特点,在主动隔振领域具有广阔的应用前景,但是其自身材料的磁滞非线性导致其位移控制精度大大降低。为提高其控制精度,方便在实际工程中应用,提出一种前馈逆补偿和反馈控制相结合的位移追踪控制策略。首先,采用自由能磁滞模型表示GMA的磁滞非线性特性;然后,通过变步长的LMS自适应滤波器逼近自由能磁滞模型的逆算子,实现前馈逆补偿,反馈控制方面则采用离散自适应滑模变结构控制器来实现;再次,考虑到实际应用中的过程噪声和测量噪声的干扰,采用Kalman滤波器进行滤波,消除了位移跟踪控制中变结构控制量的抖振;最后,仿真试验分析了控制器的跟踪性能以及抗噪声干扰能力,验证了该控制策略的有效性和可靠性。

摘要： 针对主从式结构飞行器协同编队控制问题,以侧滑转弯飞行器为研究对象,采用制导控制一体化(Integrated guidance and control,IGC)方法设计编队控制器。首先在惯性坐标系中定义相对运动坐标系,建立相对运动模型,结合飞行器动力学模型,得到全状态制导控制一体化模型;然后采用反演方法,结合滑模变结构与神经网络自适应理论设计了编队控制器,并证明了控制系统稳定性;最后在高速情况下进行了六自由度数值仿真,对比了IGC设计方法与分离设计方法的控制性能。仿真结果表明所设计的IGC控制器能够快速精确地对期望编队队形进行构建与保持,并且较分离设计方法具有优越性。

摘要： 根据汽车电动助力转向系统(electrical power steering,EPS)测试性能安全性与高精度的发展趋势,研发一套基于LabVIEW开发的汽车EPS性能测试系统,测试系统降低试验难度,缩短试验周期。采用以滑膜变结构反馈控制为控制策略的伺服加载方式,模拟实际不同路况汽车转向所受的转向阻力。对某型汽车的转向轴式电动助力系统进行性能测试,测试结果的扭矩波动量、曲线对称性均满足预期要求,验证所设计EPS性能测试台的可靠性与稳定性。

摘要： 面对当前使用的基于黎卡提微分方程、综合位姿误差控制优化仿真方法受到不确定性因素干扰,导致控制误差较大的问题,提出了基于滑模变结构的轮式机器人运动误差控制器设计;使用双框架陀螺仪,为控制器提供电力;采用FB900C/E角位变送器,将交流信号转换为角位移输出;使用TMS320F2812的DSP控制器,负责控制整个控制器的数据传输以及电平转换;充分考虑相变量输入的n阶线形数据,设计滑模变结构控制律,计算滑模变结构控制滑动面;在滑模变结构模态控制阶段,构建滑模变结构模态控制阶段的运动方程矩阵;对滑模切换面强制状态点运动,通过控制目标实现稳定控制;对DSP程序控制流程进行设计,将基于滑模变结构的误差控制结果传递到电位器上,并将运行数据发送到主机,由此完成轮式机器人运动误差控制;由实验结果可知,该控制器通过自适应调整参数后,滑模抖振得到明显消除,且最大控制误差为0.01 rad,具有精准控制效果。

摘要： 设计了一种基于滑模变结构的高速动能弹制导控制算法,并结合高速动能弹自身的弹体特性及作战目标需求,对算法中相关参数进行了设计整定。针对滑模变结构固有抖振问题,设计相应算法抑制抖振,通过建模仿真证实了算法的正确性和可行性。根据仿真结果分析,滑模变结构制导控制算法能够使高速动能弹命中目标,且经处理后的滑模抖振问题也能得到相应的抑制。

摘要： 根据拖拉机进行犁耕作业时的工作环境,结合现有拖拉机电液悬挂系统,提出了一种基于滑模变结构控制的阻力-位置-滑转率三参数调节的耕深控制方式;充分结合拖拉机的实际犁耕条件,阐明了力-位-滑转率综合控制的工作原理,并设计出控制性能良好的滑模变结构控制器。根据需求选择合适的田间试验产地进行试验,结果表明:基于滑模变结构控制的阻力-位置-滑转率三参数调节的耕深控制方法合理可行,能够在一定程度上适应复杂的耕作环境,满足实际犁耕作业的需求,同时兼顾耕作质量及发动机负荷,为更精确的控制方法研究提供了参考。

摘要： 永磁同步电机(PMSM)传统的模型参考自适应系统(MRAS)存在负载扰动、响应速度慢、跟踪精度差等问题。针对上述问题,提出了一种双滑模变结构的MRAS方法。通过把传统MRAS观测器中的PI环节和PI速度调节器用滑模变结构控制器代替,提高了系统的抗干扰能力,采用Sigmoid连续函数代替滑模变结构控制中的符号函数,削弱了滑模控制引起的系统震荡。仿真结果表明,双滑模变结构MRAS方法可以改善PMSM控制系统的动静态性能,具有更强的鲁棒性。

摘要： 根据煤矿采煤机牵引部变频调速的要求,采用中高压供电对于提高采煤机的效率具有重要意义。在充分考虑了煤矿环境的高功率密度和安装空间的有限性基础上,本文首先对矿用中压背靠背式变频调速系统的前级整流部分进行了拓扑选型。在电压外环控制系统的设计上采用滑模变结构控制代替传统的PI控制,来实现直流端电压的稳定输出。最后在Matlab/Simulink平台下搭建模型进行仿真,仿真结果表明,此矿用能量回馈型三电平整流器不但可以为变频器的后级逆变部分提供稳定的直流电压,而且能够实现四象限运行。

摘要： 为了提高某破障武器随动系统响应的快速性和准确性,对其进行神经网络滑模控制研究。结合伺服系统的模型,引入脊波递归神经网络(RRNN)对模型动态自适应逼近,可有效提高响应速度和鲁棒性。通过脊波递归神经网络滑模控制器(RRNN-SMC),有效地抑制了扰动、参数变化等非线性因素的影响。最后,采用粒子群优化算法对脊波参数和链接权值进行优化,可以有效降低滑模抖振的影响。通过仿真实验发现,该方法能够保证随动系统的稳定性,加快动态实时响应的速度,提高随动控制的精度。

摘要： 针对高超声速飞行器纵向模型的不确定性控制问题,为其设计了基于变结构理论的飞行控制系统.利用滑模变结构控制来保证系统全局稳定性以及抑制不确定参数的扰动,并采用自适应估计算法来估计不确定参数.仿真研究表明,所采用的控制方法可以解决高超声速飞行器纵向模型的不确定性控制问题,并确保了高超声速飞行器的纵向稳定性,改善其飞行品质.

摘要： 鱼雷是海战中使用最多,杀伤力最大的水中兵器,由于其隐蔽性强、爆炸威力大,以及能自主追踪、攻击目标等特点,始终是各国海战的主要武器.该文采用Matlab/Simulink语言,使用滑模变结构控制方法,并对比传统PID控制方法对鱼雷侧向运动进行仿真研究.在滑模变结构控制中使用饱和切换函数和等效控制方法,从控制的稳态精度、调节时间等方面出发,设计出一种精度高、响应快的控制方法,从而提高鱼雷控制系统的动态品质.

摘要： 磁悬浮技术是依靠电磁力,无机械接触地将导磁物体悬浮起米的一种新型高新技术,实现了零摩擦驱动控制,有效的延长了设备的使用寿命,提高了设备的控制精度.针对磁悬浮系统的开环不稳定及高度非线性问题,结合滑模控制和神经网络的优点,提出了一种神经滑模跟踪控制方法.首先根据所建立的单自由度磁悬浮系统的动态数学模型,设计滑模变结构控制系统.其次,采用神经网络实现对磁悬浮系统的非线性部分、不确定部分和未知外加干扰的在线估计,实现基于神经网络的等效控制,减弱滑模变结构控制所带来的抖振现象,最终得到神经滑模变结构跟踪控制器.仿真结果表明所设计的控制器不仅能使被控对象较好的跟踪给定信号,而且对系统的扰动具有完全的鲁棒性.

摘要： 为了满足微小卫星高精度姿态控制的需求,提高微动量轮转速控制精度和转速变化响应特性,开展基于滑模变结构算法的微动量轮控制研究,图1所示为整体控制框图.在此基础上,对微动量轮动力学模型进行了分析,结合理想模型引入纹波电压、摩擦系数不确定性、扰动力矩等干扰因素,完善了微动量轮动力学模型.

摘要： 高超声速飞行器的强耦合性、模型阶数高、气动参数摄动的特点,使得一般控制器很难达到理想的控制效果.自抗扰串联技术能够很好的满足高阶模型控制的要求.自抗扰主要特点就是可以在有限的条件下观测到系统的干扰总和并加以补偿.同时利用滑模变结构技术对参数摄动的不敏感性,加强系统抗扰能力.仿真结果显示控制效果很好.

摘要： 随着风力发电机组容量的不断增大,传统的定桨距控制已经不能满足机组要求.为了提高风机的运行效率和系统稳定性,变桨距控制已经成为世界的主要发展趋势.变桨伺服系统要求精确的转子位置和速度信号,通常由位置传感器获得,但是位置传感器易受外部环境影响,降低系统可靠性,尤其在风力发电这一复杂环境下,无位置传感器控制技术更为重要.本文在传统的三闭环(位置/速度/电流环)变桨距伺服系统基础上引入改进的模型参考自适应(SM-MRAS)的无位置传感器技术,用滑模变结构来替代传统MRAS中的PI调节从而增加了系统的稳定性并降低了成本.并对该方案进行了仿真验证,结果显示此方案可以准确估测永磁同步伺服电机转子的位置,对风机主控系统给出的桨距角实现快速响应并跟随,在变桨伺服系统中引入无位置传感器技术是完全可行的.

摘要： 针对采用常规PI控制对系统参数变化较为敏感的弊端,本文在详细分析Vienna整流器的直接功率控制数学模型的基础上,设计一种基于滑模变结构的直接功率控制策略,详细推导该控制方案,给出具体设计过程.最后利用MATLAB/SIMULINK和实验平台进行仿真及实验,结果表明:基于直接功率控制的滑模控制策略简单易行,而且具有较好的鲁棒性和动态性能.

摘要： 水下航行器在水下的空间机动性是航行器操纵控制系统的重要指标,目前水下航行器控制系统,指令响应时间长,存在超调量.为此,该文针对航行器在水下的强非线性、强耦合性的三维空间运动,对空间运动方程进行合理简化;采用滑动模态控制方法,设计非线性控制器,使用饱和函数作为非线性切换函数,抑制控制器的抖振;仿真结果表明,该控制器可以精确快速地跟踪指令,实现航向和深度的良好控制,并且对参数不确定性和未建模动态都具有良好的鲁棒性.

摘要： 出于增大毁伤效果的目的,末段导引律在设计时不仅要求飞行器能够准确击中目标,还要求对飞行器的落速和落角进行更加精确的控制.针对这一情况,本文首先结合飞行器飞行末段飞行器-目标运动方程,同时考虑打击精度、落角以及落速等约束条件,采用滑模变结构理论设计了末段导引律,接下来运用序列二次规划算法对导引律参数进行了在线优化,最后进行了数学仿真验证.仿真结果表明:基于序列二次规划算法的滑模变结构末段导引律打击精度高,且同时满足落速、落角约束.

摘要： 由于开关电源系统是一个复杂时变的系统,传统的控制策略已不能满足系统的需求.本文通过分析Buck型开关电源的工作原理,建立了基于Buck型开关电源的数学状态空间模型,并引用滑模控制策略代替传统的控制策略,得出满足滑模控制器的有效条件,进一步验证了利用滑模控制策略能更好地解决开关电源系统的非线性.

摘要： 本发明公开了一种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法，首先根据检测到的单相并网逆变器系统的逆变侧滤波电感的电流i

摘要： 本发明公开了一种基于滑模变结构的多轴伺服变比例协同控制方法，涉及多轴同步控制设备领域，包括以下步骤：步骤S1：根据传统的环形耦合控制结构，设计适用于多轴转速存在比例的改进型环形耦合控制结构；步骤S2：根据基于旋转坐标系下永磁同步伺服电机的数学模型，建立电机的状态方程；步骤S3：结合滑模变结构控制算法的优点设计多电机同步控制器，本发明提出的基于滑模变结构的多轴伺服变比例协同控制方法，有效的克服了复杂系统中参数时变，多变量，非线性和强耦合等问题，使系统具有较快的动态响应，收敛速度快，鲁棒性强，可靠性高等特点，很好的实现了系统各电机转速满足变比例的复杂工况要求，可有效发挥多电机的协同控制性能。

摘要： 本发明公开了永磁同步电机的变指数系数趋近律滑模变结构控制方法。针对高性能永磁同步电机控制系统的要求，在常规指数趋近律的基础上，引入变指数函数项将系统状态变量的一阶范数作为指数函数的指数，根据系统距离滑模面的远近，自适应调节变指数项的趋近速度和变速项的趋近速度，有利于增加系统的动态响应速度。以系统状态变量的一阶范数作为函数的指数，关联了系统状态变量；为进一步抑制系统抖振，引入s函数代替符号函数。从而提出了一种变指数系数趋近律的永磁同步电机滑模变结构控制方法。与积分型滑模变结构控制方法相比，该方法有效地提高了系统的动态特性和稳态特性，并增加了系统的鲁棒性。

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： 本发明涉及一种三自由度腕部结构的滑模变结构控制方法。该方法包括五个步骤：（1）针对三自由度腕部结构分析与动力学建模。（2）设计关于各个关节快速终端滑模面和多幂次快速趋近律，从而得出快速终端滑模控制率。（3）对系统的不确定项用模糊自适应方法进行逼近。（4）系统稳定性分析。（5）仿真验证算法有效性。该控制方法能够使实际轨迹快速并稳定的趋近于期望轨迹，通过模糊自适应项的引入，能够在保证稳定性的同时很好的减小输入抖动现象。

摘要： 本发明公开了一种单相并网逆变器的基于多谐振滑模面的滑模变结构控制方法，首先根据检测到的单相并网逆变器系统的逆变侧滤波电感的电流i

摘要： 本发明公开了一种基于滑模变结构的多轴伺服变比例协同控制方法，涉及多轴同步控制设备领域，包括以下步骤：步骤S1：根据传统的环形耦合控制结构，设计适用于多轴转速存在比例的改进型环形耦合控制结构；步骤S2：根据基于旋转坐标系下永磁同步伺服电机的数学模型，建立电机的状态方程；步骤S3：结合滑模变结构控制算法的优点设计多电机同步控制器，本发明提出的基于滑模变结构的多轴伺服变比例协同控制方法，有效的克服了复杂系统中参数时变，多变量，非线性和强耦合等问题，使系统具有较快的动态响应，收敛速度快，鲁棒性强，可靠性高等特点，很好的实现了系统各电机转速满足变比例的复杂工况要求，可有效发挥多电机的协同控制性能。

摘要： 本发明公开了永磁同步电机的变指数系数趋近律滑模变结构控制方法。针对高性能永磁同步电机控制系统的要求，在常规指数趋近律的基础上，引入变指数函数项将系统状态变量的一阶范数作为指数函数的指数，根据系统距离滑模面的远近，自适应调节变指数项的趋近速度和变速项的趋近速度，有利于增加系统的动态响应速度。以系统状态变量的一阶范数作为函数的指数，关联了系统状态变量；为进一步抑制系统抖振，引入s函数代替符号函数。从而提出了一种变指数系数趋近律的永磁同步电机滑模变结构控制方法。与积分型滑模变结构控制方法相比，该方法有效地提高了系统的动态特性和稳态特性，并增加了系统的鲁棒性。

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： 本发明涉及一种三自由度腕部结构的滑模变结构控制方法。该方法包括五个步骤：（1）针对三自由度腕部结构分析与动力学建模。（2）设计关于各个关节快速终端滑模面和多幂次快速趋近律，从而得出快速终端滑模控制率。（3）对系统的不确定项用模糊自适应方法进行逼近。（4）系统稳定性分析。（5）仿真验证算法有效性。该控制方法能够使实际轨迹快速并稳定的趋近于期望轨迹，通过模糊自适应项的引入，能够在保证稳定性的同时很好的减小输入抖动现象。