PMSM交流伺服系统的智能滑模控制器

结合PMSM数学模型,介绍一种集成了常规滑模控制、模糊控制和神经网络控制的智能滑模控制器,可用于PMSM交流伺服系统.实验证明,该智能滑模控制器使系统具有较强的鲁棒性、快速性和智能性.     

水下机器人的模糊滑模控制方法

建立了某水下机器人的水动力模型，采用模糊逻辑与滑模控制相结合的方法，通过模糊逻辑动态调整滑模控制器的指数趋近率的参数，有效地抑制了滑模控制中所存在的抖振现象，仿真试验和水池试验证明，该控制器能有效地消除滑模控制的抖振，对外部扰动具有较强的鲁棒性，而且具有良好的响应特性．     

基于MRFAC的感应电机控制器设计

结合感应电机这一非线性控制对象,设计了感应电机的模型参考模糊自适应速度控制器。该控制器具有传统模型参考自适应控制构架,传统模型参考自适应控制系统中的反馈控制器和常规自适应机构分别由主模糊控制器、模糊自适应机构替代,模糊逆模型结合自适应调整算法构成的模糊自适应机构对主控制器参数进行实时调整,以达到快速适应对象参数和状态变化的目的。基于模块化建模工具Matlab/Simulink建立感应电机控制系统模型,仿真结果表明该控制器运行平稳,具有良好的动、静态性能。     

SISO高阶非线性系统的模糊滑模控制方法

为了解决基于TS(T akag i-Sugeno)模型的模糊控制方法在高阶单输入单输出(S ISO)非线性系统模糊控制中出现的“维数灾”问题,采用由作者研究组提出的多输入单输出(M ISO)典型模糊控制器,提出了模糊滑模控制方法,并且证明了闭环非线性系统的全局渐近稳定性。另外,当非线性系统存在模型不确定性时,只要将控制式略加修改,仍能保证闭环非线性系统的全局渐进鲁棒稳定性。仿真试验表明,该模糊滑模控制方法不仅设计参数少,设计步骤简单,具有良好的控制性能,并且可以有效地避免了维数灾问题。     

基于滑模与状态反馈模糊加权控制的气动伺服焊枪柔性接触研究

在焊枪电极接近运动过程中,期望接近速度大且在接触面附近快速降速以减小接触时的冲击力,实现一种柔性接触,对于提高焊接的效率和质量具有很重要的作用. 滑模控制虽然能有效降低焊枪电极接触力,但所用时间较长. 本文将基于模糊逻辑的滑模与状态反馈加权控制运用到气动伺服焊枪系统中,在建立系统模型的基础上设计滑模切换函数和滑模控制律,通过极点配置的方法设计状态反馈控制器,之后基于模糊控制设计滑模与状态反馈模糊加权控制器,最后通过实验验证提出的控制策略. 实验结果表明设计的控制器控制效果优于最大量控制和滑模控制,可有效实现柔性接触.      

永磁直线电机运输系统中的模糊增益神经控制

永磁直线同步电动机的理论研究还不十分完善,在初级分段的形式下该运输系统整体数学模型变化很大且边缘效应的影响更加剧烈.因此不能利用其数学模型或常规的控制方法对垂直运动的PMLSM实现良好控制.本文设计了直线伺服系统的神经元控制器.首先应用神经元控制器,它可以自动调节权值获得多个控制参数,然后考虑到被控对象的多动态特性,加入输出比例因子的在线模糊修改部分,从而改善了控制器的动态和静态特性.实验证明,该伺服系统能够消除PMLSM固有的负载扰动、边缘效应、参数时变对系统伺服性能的影响;且具有自学习能力强、快速跟踪、定位精确和鲁棒性强等特点.     

Nadolschi混沌系统的T-S模糊建模与控制

针对参数已知的Nadolschi混沌系统,利用T-S模糊模型对其进行精确描述,在此T-S模糊模型的基础上,给出一种基于并行分布补偿(PDC)技术的状态反馈控制器设计方法,并且利用Lyapunov方法证明了所提方法的渐近稳定性.该方法充分考虑了模糊子系统间的相互作用.状态反馈控制器增益矩阵可以通过求解一组线性矩阵不等式(LMIs)获得.仿真结果表明,所设计的控制器能有效地控制Nadolschi混沌系统的混沌时间轨迹渐近稳定到其零平衡点,且控制简单可靠.该方法可以进一步推广到其他混沌系统的控制问题中.     

模糊滑模变结构控制设计

为了削弱滑模控制的颤振现象,提出了模糊趋近律的方法,即利用模糊控制器实时调整滑模控制的趋近律参数．该方法既保证了控制系统的快速性和鲁棒性,又能够有效地削弱颤振．另外,控制系统设计简单,便于工程应用．最后,以实例进行了仿真研究,仿真结果证明了所提出方法的有效性．     

高阶SISO非线性系统的分层模糊滑模控制

为了解决高阶SISO(单输入单输出)非线性系统模糊控制中出现的"维数灾"问题,采用典型模糊控制单元,构造了"增一型"分层模糊控制器。提出了分层模糊滑模控制方法,并证明了分层模糊滑模控制系统的全局渐近稳定性。该方法设计参数少,设计步骤简单,并且控制器的设计参数只需要满足一定的比例关系即可使整个分层模糊滑模控制系统全局渐近稳定,从而减小了模糊控制器的设计工作量和难度。用一个仿真例子验证了该方法的有效性和优点。     

Sliding mode control of engine-variable pump-variable motor drive system

Engine-variable pump-variable motor drive system is a complex nonlinear system.In order to improve system response speed and stability, a sliding-mode variable-structure control based on a feedback linearization theory is analyzed in this research.A standardized system model is established and linearized by the feedback linearization theory, and the input dimension is reduced through the relationship between variables which has simplified the linearization process.Then the sliding-mode controller using an exponential reaching law is designed and the Lyapunov stability of this algorithm is verified.The simulation results show that the sliding-mode variable-structure controller based on the feedback linearization theory can improve system response speed, reduce overshoot and achieve stronger robustness, so the vehicle speed control requirements can be satisfied well.     

机器人系统的自适应模糊滑模控制算法仿真

针对具有参数不确定性的机器人动力学系统,根据滑模控制原理并利用模糊系统的逼近能力,提出了一种自适应模糊滑模控制方案．控制结构中采用模糊系统去自适应补偿过程的不确定性,利用Lyapunov定理证明了闭环模糊控制系统的稳定性和跟踪误差的收敛性．仿真结果表明了所提控制策略的有效性。     

基于自适应网络的动态双足机器人模糊控制

提出一种基于步态规划分级结构的自适应网络模糊推理系统控制策略,该方法不需要确定双足机器人运动学和动力学模型.以一种动态双足机器人为例,建立机器人的Sugeno模糊模型,对机器人系统的不确定上界进行自适应参数估计,采用自适应控制器逼近未知不确定界,解决了一类非线性系统的稳定控制问题.控制器的设计只要求不确定性满足匹配条件,而无需知道不确定界,能够处理不确定参数变化范围更广的情况,减少控制系统设计中的保守性.设计的分级控制系统可以学习试验的输入输出数据,从而在动态平衡下进行行走.同时,模糊控制器的进一步在线学习能力可以显著地改善步行机器人的动态性能.     

基于变结构的移动机器人侧向控制器的设计

采用基于后推与模糊滑模控制相结合的方法设计了移动机器人的变结构状态反馈控制器,实现了对道路跟踪侧向误差的渐近镇定控制.应用Lyapunov定理推导了移动机器人满足非完整性约束的时变光滑状态反馈镇定控制律;将状态控制区域分为远离奇异点的稳定工作区域与含有奇异点的非稳定区域2部分.设计模糊控制嚣来控制移动机器人的状态从非稳定区域向稳定区域转变,并采用移动机器人Amigobot作为实验平台验证了控制器设计的有效性.研究结果表明:侧向误差较大时,模糊控制器确保移动机器人在稳定区域内沿着模态切换线减小误差;当侧向误差较小时,时变光滑状态反馈控制实现对移动机器人的平稳镇定.在控制器设计中,将移动机器人的平移速度视为渐变参数,根据侧向误差能量函数的变化进行模糊自适应调节.     

PMSM speed control using adaptive sliding mode control based on an extended state observer

In this study,a composite strategy based on sliding-mode control( SMC) is employed in a permanent-magnet synchronous motor vector control system to improve the system robustness performance against parameter variations and load disturbances. To handle the intrinsic chattering of SMC,an adaptive law and an extended state observer( ESO) are utilized in the speed SMC controller design. The adaptive law is used to estimate the internal parameter variations and compensate for the disturbances caused by model uncertainty. In addition,the ESO is introduced to estimate the load disturbance in real time. The estimated value is used as a feed-forward compensator for the speed adaptive sliding-mode controller to further increase the system's ability to resist disturbances. The proposed composite method,which combines adaptive SMC( ASMC) and ESO,is compared with PI control and ASMC. Both the simulation and experimental results demonstrate that the proposed method alleviates the chattering of SMC systems and improves the dynamic response and robustness of the speed control system against disturbances.     

基于加权变量模糊控制的倒立摆控制系统

针对多变量、非线性和强耦合的二级倒立摆系统,利用最优控制反馈矩阵,综合考虑小车、下摆、上摆和模糊误差信息,加权模糊控制器输入变量.设计了分别以倒立摆的小车、下摆和上摆为主控制量设计三种加权变量模糊控制器,控制二级倒立摆系统稳定.仿真研究表明,以上摆为主控制量设计的加权变量模糊控制器控制效果最佳,能够得到很好的稳定效果,收敛快、精度高,表明该方法的控制效果是最有效可行的.     

网络控制系统的全程最优滑模控制

针对一类具有网络诱导时延的网络控制系统,建立了该系统的连续数学模型.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式方法设计系统的全程滑模面和最优滑模控制器,使性能指标最小的同时系统状态渐近稳定,所得条件均以线性矩阵不等式形式出现.仿真结果说明了该方法的有效性.     

不确定时滞系统的静态输出反馈滑模控制

利用控制论理论研究了一类不确定时滞系统的输出滑模控制器设计问题.在系统状态未知的条件下,利用系统的输出设计滑模切换面,并结合新的趋近率设计系统的到达控制,有效地削弱系统抖振,最后给出一个仿真例子验证了该方法的可行性与有效性.     

固定时间扩张状态观测器下的四旋翼飞行器滑模控制策略

针对滑模控制中系统状态接近滑模面后存在的抖颤现象,提出一种基于固定时间扩张状态观测器(FTESO)的二阶滑模控制策略.首先,设计全驱动子系统及欠驱动子系统的控制结构中的二阶滑模控制器;然后,通过FTESO对内部的参数不确定及外部扰动进行观测,在一定时间上限内收敛到观测值,利用观测值对控制器进行补偿,从而减少甚至消除抖颤现象;最后,通过李亚普诺夫函数保证设计的四旋翼飞行器系统的闭环稳定性,并进行仿真实验.结果表明：文中提出的控制策略具有优越性.     

模糊无模型控制在大质量缸电液激振台的半实物仿真研究

针对电液伺服力控系统的大惯性、大滞后和高阶非线性、不确定性的特点,结合无模型自适应控制(MFAC)对大惯性、大延迟适应性和模糊控制适应性强的优点,设计了模糊无模型控制器;并采用DSPACE对该控制系统进行了半实物仿真研究。仿真结果表明,相比于基本无模型控制,模糊无模型控制器计算量小、响应速度快;并能够很好地消除试件上的输出误差,提高输出力的的精度,使系统具有较好的适应性。     

基于动态滑模控制的移动机械臂输出跟踪控制

为实现移动机械臂的输出跟踪控制，设计了一种动态滑模控制器．文中首先给出了包括驱动电机动态特性的移动机械臂简化动态模型，然后通过微分同胚和非线性输入变换将系统分解为4个低阶子系统，并给出了用于移动机械臂输出跟踪的动态滑模控制器的设计方法．仿真结果表明，所设计的动态滑模控制器不仅能很好地跟踪给定轨迹，而且能有效地削弱滑模控制系统的抖振．