时不变滑模控制在DC/DC变换器闭环控制中的应用研究

本文在分析DC／DC开关变换器滑模控制方法的基础上,针对以往开关变换器滑模控制器抖振现象严重的不足,通过引入趋近律的方法,以Buck变换器为例,给出了一种适合PWM控制方式的时不变滑模控制器的设计方法,并易于推广到其他类型变换器上。仿真结果表明,该控制方案可以减少系统超调,动、静态特性较好,并能有效削弱滑模运动的抖振现象。     

一种新的遗传算法及其在机器人变结构控制中的应用

A novel genetic algorithm (NGA) is proposed, which possesses micro-regulation and renascence operation. The optimized variable searching interval is regulated gradually according to the sub-group of excellent individuals. The NGA is used to optimize the parameters of the variable structure control (VSC), which satisfies the new reaching law and sliding mode. It is used in robot control systems. Simulation results are given.     

磁粉制动器的改进全局快速终端滑模控制

磁粉制动器的非线性和滞后性对加载系统的动态响应及加载精度产生影响。针对这一问题,提出一种基于扰动观测器的磁粉制动器全局快速终端滑模控制,通过扰动观测器提高系统的抗干扰能力。通过电磁学原理推导出系统的基本数学模型,采用粒子群优化算法对系统进行辨识,得到系统近似的数学模型。利用MATLAB/Simulink进行仿真,并与常规 PID 控制、指数趋近律的滑模控制进行对比。结果表明,该控制算法对系统的不确定性和外部扰动具有较好的鲁棒性,改进的全局快速终端滑模控制器进一步增加了系统鲁棒性。     

基于快速双幂次趋近律的新型滑模控制

对于滑模控制中传统的趋近律收敛速度慢、时间长和抖振严重等不足,首先提出利用快速双幂次趋近律提高系统状态收敛速度的设计方案,使得该快速双幂次趋近律无论在远离滑模还是在接近滑模的空间内均具有快速收敛能力.理论分析表明,该快速双幂次趋近律具有二阶滑模特性,当系统存在不确定性时,系统状态及其导数可以快速收敛到平衡零点的邻域内.仿真结果表明,快速双幂次趋近律与传统幂次趋近律、指数趋近律、快速幂次趋近律相比,具有更快的收敛速度和更好的运动品质.     

基于观测器的离散时滞系统的变结构控制

研究了一类离散时滞系统的变结构控制问题．在未知系统状态的条件下,首先设计了系统的状态观测器,然后基于该观测器并结合Lyapunov稳定性理论设计系统的变结构控制器．所得条件均以线性矩阵不等式形式出现,使得该结论应用十分方便．     

Decentralized Control Based on FNNSMC for Interconnected Uncertain Nonlinear Systems

针对一类具有高阶关联项的大系统提出了一种新型控制器———模糊神经网络滑模控制器,该控制器将模糊神经网络与滑模控制器有机结合,消除了一般滑模控制器中的高频颤动现象,同时不需要知道系统中的不确定性和扰动的上界．实例仿真说明了控制器不仅能得到好的控制效果,而且具有比一般滑模控制器强的鲁棒性     

新型混联式输送机构的有限时间收敛滑模控制研究

针对一种新型混联式汽车电泳涂装输送机构控制方法存在收敛时间较长问题,提出一种有限时间收敛滑模控制方法。首先采用解析法对机构进行运动学分析,并基于拉格朗日法建立输送机构动力学模型;提出一种快速终端滑模有限时间收敛控制方法,实现新型混联式输送机构控制的有限时间收敛;然后设计有限时间滑模观测器,实时观测被控对象模型中的不确定参数以及外部随机干扰并加以前馈补偿,以进一步提高系统鲁棒性,同时解决快速终端滑模控制存在的抖振问题;最后运用Lyapunov稳定性理论证明该控制方法的稳定性,利用MATLAB对控制方法进行仿真,并将其应用于新型混联式输送机构样机进行实验,结果表明该控制器具有跟踪误差小、稳态精度高、响应速度快、鲁棒性好的特点。     

Adaptive terminal sliding mode control for high-order nonlinear dynamic systems

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｐｒｏｂｌｅｍｏｆｕｎｃｅｒｔａｉｎｄｙｎａｍｉｃａｌｎｏｎ ｌｉｎｅａｒｓｙｓｔｅｍｓｓｕｂｊｅｃｔｔｏｅｘｔｅｒｎａｌｄｉｓｔｕｒｂａ     

MIXED H_2/l_1 OPTIMIZATION PROBLEMS FOR SISO DISCRETE TIME CONTROL SYSTEMS

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓｓａｔｉｓｆｙｉｎｇｍｉｘｅｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃｒｉｔｅｒｉａ ,ｓｕｃｈａｓｍｉｘｅｄＨ2 /Ｈ∞ｐｒｏｂｌｅｍ(Ｋａｍｉｎｅｒｅｔａｌ.,1 993 ) ,ｍｉｘｅｄｌ1 /Ｈ∞ｐｒｏｂｌｅｍ(Ｓｚｎａｉｅｒｅｔａｌ.,1 996) ,ｍｉｘｅｄｌ1 /Ｈ2ｐｒｏｂｌｅｍ(Ｓａｌａｐａｋａｅｔａｌ.,1 995) ,ｈａｖｅｒｅｃｅｎｔｌｙｂｅｅｎｔｈｅｆｏｃｕｓｏｆｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ.Ｖｏｕｌｇａｒｉｓ(1 995)ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｍｉｘｅｄＨ2 /ｌ1 ｏｐｔｉｍ…     

基于T-S模型的自适应模糊滑模控制

对一类具有不确定性的非线性系统,根据滑模控制原理并利用T-S模糊系统的逼近能力,提出了一种自适应模糊滑模控制系统的设计方法。控制结构中采用模糊系统自适应补偿过程的不确定性,利用Lyapunov理论,证明了控制算法是全局稳定的,跟踪误差可收敛到零的一个邻城内。     

有限时间跟踪控制在永磁同步电动机中的应用

考虑了一类永磁同步电动机的有限时间跟踪控制问题．在控制器设计中利用中继切换控制使系统在给定的当前控制律的作用下运行到某一特定状态（或某一特定区域）后,控制律被切换到有限时间收敛的终端滑模控制器,使得系统在有限时间内达到平衡状态．有限时间跟踪控制器的设计保证了闭环系统所有信号的有界性和平衡点的全局稳定性,以及系统在有限时间内精确地跟踪给定的参考信号．最后通过一个数值仿真验证了所提算法的正确有效性．     

终端滑模控制器设计在永磁同步电动机中的应用

文中考虑了一类永磁同步电动机的终端滑模控制器设计问题.在控制器设计中利用中继切换控制使系统在给定的当前控制律的作用下运行到某一特定状态（或某一特定区域）后,控制律被切换到有限时间收敛的终端滑模控制器,使得系统在有限时间内达到平衡状态.终端滑模控制器的设计保证了闭环系统所有信号的有界性和平衡点的全局稳定性,以及系统在有限时间内精确地跟踪给定的参考信号.最后,通过一个数值仿真验证了所提算法的正确有效性.     

离散时滞系统的指数稳定控制

考虑了一类离散时滞系统的指数稳定控制问题,基于Lyapunov稳定性理论,以线性矩阵不等式形式给出了一个指数稳定的充分条件。     

离散时滞系统的指数稳定控制

考虑了一类离散时滞系统的指数稳定控制问题,基于Lyapunov稳定性理论,以线性矩阵不等式形式给出了一个指数稳定的充分条件。     

基于延时输出观测器的遥操作系统透明度研究

遥操作介入手术是治疗心血管疾病的重要手段,如何分析与评价遥操作系统的透明度是一个重要问题。针对遥操作系统透明度评价方式不足、不便于理解的问题,构建主从机器人系统的动力学模型,分别从工作频率、虚拟环境力感知阈值、系统响应时间3个方面对系统的透明度作出定量评价标准,然后基于双边遥操作系统模型设计延时输出观测器的滑模控制算法。仿真结果表明,延时输出观测器的滑模控制算法可以降低系统时间延迟,改善力控制效果,同时也验证了所提出遥操作系统透明度评价标准的合理性。     

一类非线性系统的滑模控制器设计

对基于输入输出模型的一类非线性系统提出了滑模控制方法 ,解决了一般滑模控制设计需要依赖于系统状态的问题 .通过对系统输入输出模型的分解 ,将控制器的设计分为两部分 ,一部分是由滑模控制器实现 ,另一部分是进行线性反馈控制器的设计 .仿真结果表明了控制方法的有效性     

喷砂除锈并联机器人反步自适应滑模控制

针对新研制的喷砂除锈并联机器人末端喷枪存在射流反作用力强烈干扰、机构建模误差及系统外部随机干扰等问题,提出一种结合射流反作用力前馈补偿的反步自适应滑模控制方法。该方法具有以下突出特点：定量分析喷砂射流反作用力并进行前馈补偿,以降低滑模控制设计负担,提高滑模控制的适应性;基于考虑了射流反作用力的并联机器人动力学模型,针对非线性系统采用反步法设计滑模控制器;根据Lyapunov方法设计自适应律,解决建模误差及系统外部的随机干扰问题,以增强系统鲁棒性,并抑制滑模控制抖振。仿真结果表明,该控制方法使喷砂除锈并联机器人在喷砂射流反作用力的强烈干扰下,仍具有良好的系统鲁棒性与轨迹跟踪效果。     

不确定机器人的自适应H∞神经滑模控制

针对不确定机器人的轨迹跟踪控制,本文提出了一种自适应H∞神经滑模控制器。在设计系统标称控制律的同时,通过利用神经网络估计模型产生系统不确定性的补偿信号,并利用一个滑模控制项消除网络建模误差的影响,以改善标称控制律的控制性能,最后,基于H∞控制技术将外部干扰的影响抑制到期望水平,从而实现对不确定机器人系统的H∞跟踪控制。仿真实例证实了该控制方案的有效性。     

反推自适应控制与滑模控制在交流伺服电机中的应用比较

针对AC伺服电机系统,在转矩及转动惯量变化情况下,对比反推自适应控制和滑膜控制两种方法在系统参数变化和阻力扰动的鲁棒性。仿真情况包括理想模型、摩擦力扰动、执行器饱和等。仿真结果表明反推自适应控制对系统变化具有很强鲁棒性,但是更容易受到执行器饱和影响;滑模控制方法更容易实现,但是在摩擦扰动存在情况下,振动式冲击难以消除。