基于等效控制的模糊滑模控制研究及应用

本文针对传统滑模变结构控制中存在的三个常见问题,即稳态误差问题、到达阶段的鲁棒性问题以及系统的未知不确定性问题,提出了一种基于等效控制的模糊滑模的控制器设计方法。其中模糊控制器的控制律为等效控制,等效控制将系统状态保持在滑模面上。最后,在一种实际私服系统中应用本控制方法,通过仿真验证得出该方法有效削弱了抖振,系统鲁棒性得到提高。     

混沌电力系统的模糊滑模控制

混沌是非线性系统的固有现象,电力系统是典型的非线性系统。针对周期性负荷扰动下电力系统中出现的混沌,提出了一种模糊滑模控制方法,设计了模糊滑模控制器,从理论上证明了控制器可以快速到达切换面。在该控制器的作用下使系统输出渐进跟踪参考轨迹,用模糊控制规则来抑制常规滑模控制器中的高频抖振。仿真结果表明,所设计的模糊滑模控制器能够有效抑制电力系统的混沌振荡。     

基于滑模变结构控制的采煤机滚筒调高设计

本文主要研究了基于滑模变结构控制的采煤机滚筒调高系统设计。首先建立了采煤机调高系统的闭环传递函数,通过传递函数得到了该系统的状态空间方程,然后在该系统的控制器设计中引入了滑模变结构控制,最终得到了采煤机滚筒调高系统的滑移面切换函数。在此基础上对采煤机调高系统进行MATLAB模拟仿真,结果表明:当采煤机滚筒调高系统中引入滑模变结构控制器后极大改善了采煤机滚筒调高系统工作性能。     

滑模变结构控制系统的抖振抑制方法研究

现代控制理论经过多年发展,滑模变机构控制已经成为其中的重要组成部分。滑模变结构控制对系统参数的摄动和外界的干扰以及系统的不确定性等具有完全鲁棒性。但是,滑模变结构的实际应用中,因切换装置的影响,导致滑动模并不能准确无误地产生在相应的切换面上,这就造成系统抖动的产生,而为了解决滑模变结构控制系统中的抖振问题就成了当下研究的重点。介绍分析了现在消除抖振的主要方法,并采用边界层法应用到系统中进行了仿真分析。     

基于滑模控制技术的视觉板球控制系统设计

针对视觉板球跟踪控制问题,基于线性化动力学模型,研究了基于滑模变结构控制技术的视觉板球跟踪控制。首先,根据板球系统的物理模型,推导了视觉板球的动力学模型,在小角度假设下,对建立的动力学模型进行了线性化,并建立了系统的状态空间模型。其次,针对建立的状态空间模型,通过设计线性滑模面,结合新型非线性滑模趋近律,设计了视觉板球滑模控制律,并基于Lyapunov稳定性理论,对设计的滑模控制律进行了稳定性证明。最后,将设计的控制律代入建立的状态空间模型进行仿真验证,同时与现有的控制方法(极点配置与LQR)进行对比仿真。仿真结果表明,设计的滑模控制律渐近稳定,并且具有良好的控制精度与系统收敛速度,稳定精度高,可实现视觉板球位置跟踪控制。     

无刷双馈电机高阶终端滑模转速辨识设计

对无刷双馈电机高阶终端滑模转速辨识的优化控制设计提高双馈电机的运行特性。针对传统的无刷双馈电机的转子耦合能力差、效率低的问题,提出一种基于跟踪微分器有限元法分析的无刷双馈电机高阶终端滑模转速辨识设计方法。分析无刷双馈电机系统结构和基本控制原理,通过使用变频变压调速系统设计的方式,采用高阶滑模控制,设计跟踪微分器补偿控制误差,进行有限元法分析,得到无刷双馈电机结构模型的滑膜干扰控制律。用神经网络逼近左逆测量系统中的非线性函数。利用转子磁场坐标系高频抑制性能,对无刷双馈电机系统的转速辨识模型进行改进设计。仿真实验表明,该模型控制的转速观测器对于无刷双馈电机系统转速的辨识及时准确,辨识误差最大值出现在负载突增时,仅有3 r/min,展示了模型较高的抗干扰性能。为提高无刷双馈电机控制系统闭环控制的精度以及系统的鲁棒性提供了保证。     

基于负载滑模观测器的永磁同步电机电流滑模控制

针对永磁同步电机电流滑模控制过程中系统抖振剧烈,提出了一种新型的电流滑模控制方法。通过对电机转速和负载转矩进行观测,利用观测负载扰动误差变化对切换增益做适当调整,从而使切换增益能够随着观测误差的不断减小而减小,并最终收敛到零。仿真和实验结果表明,所设计的负载滑模观测方法能够在保证系统鲁棒性的同时,能够明显削弱系统抖振现象。     

基于自适应模糊滑模控制在交流伺服系统中的应用

在伺服电动机控制系统的使用中,由于电动机存在端部效应引起的动子磁链非正弦性、摩擦非线性以及负载的变化等都将使高精度位置伺服系统性能变坏,因此必须采用鲁棒性强的控制策略来抑制这些扰动。本文设计了一种带积分滑模面的自适应模糊滑模控制系统,并将其应用于伺服电动机的位置控制系统中。自适应模糊滑模控制系统由模糊控制和切换控制组成,运用模糊控制器来模拟反馈线性化控制率,使用切换控制来补偿滑模控制器的输出误差。调节算法是从李雅普洛夫稳定性理论得到的,从而可以保证系统的稳定性。经仿真验证,所设计的系统性能令人满意,而且对参数变化和外部负载扰动具有较强的鲁棒性。     

基于滑模变结构控制的二级倒立摆实验仿真研究

针对二级倒立摆系统的快速响应及其稳定和鲁棒控制问题,以直线二级倒立摆为研究对象,在建立其非线性数学模型的基础上,利用极点配置方法设计了滑模变结构控制器。将所设计的控制器应用到二级倒立摆系统,实验仿真表明,该控制策略实现了对二级倒立摆系统的实时跟踪控制,系统具有较好稳定控制和较强抗干扰能力。     

基于扰动观测器的永磁同步电机位置跟踪滑模控制

针对永磁同步电机伺服系统在位置控制中受到负载扰动情况下导致控制精度低、误差收敛速度慢,提出了一种干扰观测器与快速终端滑模相结合的控制方法。设计了鲁棒滑模观测器,通过Ly-apunov对该设计进行稳定性分析,证明鲁棒滑模观测器对永磁同步电机存在负载扰动时的鲁棒性;设计了鲁棒滑模观测器快速终端滑模控制器,通过Lyapunov证明误差能够在有限时间内收敛到零。仿真实验结果表明:该控制器的设计能够实现对外部干扰的有效补偿,提高误差收敛速度,位置控制器能够有效实现系统位置的渐进跟踪。     

基于新型指数趋近律的永磁同步电机电流滑模控制

趋近律控制方法能够提高滑模运动的动态品质,本文针对传统的指数趋近律存在一定缺陷,提出了一种基于时变切换增益的指数趋近律方法。设计了永磁同步电机电流滑模控制器,在切换增益中加入修正因子,使得切换增益在趋近运动以及接近滑模区时能够保持较小的值,且能够随着系统状态在滑模运动过程中收敛;在控制器模型中建立状态方程,并对滑模面、趋近律进行了设计,详细介绍了控制律推导过程。最后通过仿真实验验证了该方法的有效性。     

永磁同步电机非奇异终端滑模观测器设计

为了提高传统滑模观测器的动态响应速度以及鲁棒性,减小抖振现象,提出了一种永磁同步电机二阶非奇异终端滑模观测器。在传统的非线性滑模面的基础上,引入了一种新的非奇异终端滑模面,从而构造了一种新的二阶非奇异终端滑模观测器,并利用李雅普诺夫定理证明了所设计观测器的稳定性,并据此得到了二阶非奇异滑模观测器中控制变量的自适应取值方法。最后的仿真和实验说明,所设计的新型观测器能够有效克服滑模抖振现象,并提高了电机转速的动态响应性。     

滑模变结构STATCOM控制方法研究

本文应用逆系统法对系统进行线性化解耦后,运用滑模变结构控制理论,设计了基于滑模变结构控制的STATCOM控制器。建立了MATLAB仿真模型,取得了良好的控制效果,并与PI控制进行了比较,结果证明此控制策略的优越性和可行性。     

基于ESO的永磁同步电机位置伺服系统滑模变结构反步控制

永磁同步电机是一个多变量、强耦合、非线性时变系统,在位置控制过程中易受外部负载扰动影响,为了提高伺服系统的鲁棒性,提出了一种基于扩张状态观测器的永磁同步电机位置滑模变结构反步控制方法。在永磁同步电机数学模型的基础上,提出了将反步控制与滑模变结构结合在一起的控制方法,提高了系统快速响应性以及对外界扰动的抑制能力;设计了扩张状态观测器(ESO)对外部负载扰动进行实时观测,及时对控制量进行调整,有效地减小滑模变结构中的趋近律参数。仿真结果表明,本文设计控制器能够实现高精度的给定位置跟踪控制,对于负载扰动具有强的抑制能力。     

离散时间不确定系统的变结构控制

离散时间不确定系统滑模控制，其常规方法是利用不确定性的界设计控制律，往往造成结论的保守和抖振的加剧．为了克服这一缺点，采用预估 步长修正的方法设计离散不确定系统变结构控制律．仿真表明该方法对离散不确定性有良好的控制效果和鲁棒性，且保守性小。     

基于三菱PLC的打印喷头控制系统设计

喷头控制是3D打印系统中的一个重要环节,喷头的控制系统对打印产品的质量起着重要的作用,其中喷头温度的控制、步进电机速度的控制都大大影响着模型成型的好坏。针对3D打印喷头系统的设计应用,设计了基于三菱PLC的3D打印喷头的控制系统。该系统利用三菱AD转换器将温度转换成模拟量实现温度的控制,并且PLC采用晶体管漏型输出,利用特定输出端口发送高速脉冲控制出丝速度。经调试系统可实现温度和进料速度的控制。     

Jerk电路的混沌分析与滑模控制

Jerk电路是三阶自治系统,对系统方程的变换得到三维非线性方程组转化成可控标准型,并分析了其复杂动力学特性。证明该系统含混沌吸引子以及Jerk电路自身的混沌性,同时为了消除Jerk电路的混沌现象,克服其对系统工作状况的不利影响以及反馈控制理论中永远不能精确达到目标轨道的缺点,利用滑模变结构法,将Jerk电路系统从混沌轨道控制到任意周期轨道,MATLAB模拟验证了其有效性。结果证明滑模变结构法能够使系统严格地跟踪参考轨道,实现Jerk电路混沌控制的同时也为相关电力电子系统混沌态的有效控制提供了借鉴。     

转台伺服系统的滑模控制研究

为了提高光电转台伺服系统的跟踪性能,本文提出了一种基于非线性观测器的滑模控制方法。使用设计的非线性观测器对干扰因素进行观测,并通过设计滑模控制器保证系统的稳定性。仿真结果表明,基于本文所设计非线性观测器的滑模控制器能有效抑制扰动因素对系统的影响,设计的滑模控制器具有较好的控制性能,提高伺服系统的跟踪性能。     

汽车ABS防抱死控制机构实验测试系统设计分析

本文针对汽车ABS防抱死控制机构实验测试系统开展了设计分析。应用数字信号处理器(DSP)系统设计了测试的硬件系统和软件系统,对保证BS滑模变结构控制的高效率运行起到了一定的理论价值。     

42V异步电机发电系统的建模与仿真

针对目前汽车发电系统输出功率和效率低的问题,提出了将异步电机应用于汽车发电系统,实现了车载发电系统应用。利用MATLAB/Simulink软件建立了异步电机的仿真模型以及基于瞬时转矩控制的42V异步电机发电系统仿真模型,得到了42V异步电机发电系统的特性曲线。分析了仿真模型各关键信号的波形曲线对发电系统的影响,为异步电机发电系统的理论设计提供了参考。