非线性系统的变结构控制问题

本文研究了非线性系统的变结构控制问题,讨论了非线性系统滑动模态方程的形式,滑动模态的稳定性,切换函数的构造和利用滑动模态的模型跟踪控制。对滑动模态的到达问题提出了控制律的概念,用事先选定的控制律代替常规的到达条件,可以减少非线性引起的分析困难,有助于改善系统的动态品质。     

统一混沌系统基于观测器的滑模变结构混合同步

利用滑动模态控制的思想讨论一类不确定统一混沌系统的混合同步问题.采用指数滑模到达条件设计混合同步控制器,借助极点配置原理设计切换函数,顺利实现带有非线性项的滑动模态混合同步.与以往方法相比,文中给出的控制器可使滑动模态不受干扰影响,系统有快速的跟踪能力和很好的鲁棒性,切换函数参数的确定更为方便,所得结果保守性小.     

三种趋近律下的倒立摆滑模控制器设计与实现

应用滑动模态控制（Sliding mode control,SMC）对直线一级倒立摆的稳摆控制进行研究.首先以稳定性理论为基础,采用Ackermann公式设计切换函数.然后分别采用指数趋近律、幂次函数及饱和函数设计控制律.经过MATLAB的仿真结果表明,采用饱和函数sat（s）和幂次函数设计控制律时,控制器的输出、切换函数、倒立摆系统的状态变量均不存在抖振现象,系统表现出了良好的动态品质.     

双线性变结构控制系统滑动模态方程的稳定性分析

使用等价控制方法构成双线性变结构控制系统的滑动模态方程。该方程右边的函数在实数域内不连续，是一个高度非线性微分方程组。分析了这类方程的特殊性，提出了“状态深阱”的概念。研究这类方程的稳定性，给出了使用庞克莱－李亚普诺夫第一近似定理的附加条件。讨论了一个四阶系统在具有两个切换面时的滑动模态方程的限定范围稳定问题，给出了数字例子的计算机仿真结果。     

抽象函数空间时滞系统的滑动模态问题

本文用新的方法研究了抽象函数空间时滞系统的滑动模态，给出了滑动模态的到达条件，稳定性条件，逼近性条件和变结构控制律的形式。     

一类二阶非线性不确定系统的非奇异Terminal滑模控制

在分析传统的Terminal滑模控制的基础上,发现系统状态虽然能在有限时间到达滑动模态,并在有限时间内收敛到平衡点,但传统的Terminal滑模控制律容易使系统出现奇异问题.为了克服Terminal滑模控制的奇异问题,针对一类二阶非线性不确定系统提出了非奇异Terminal滑模切换函数,并证明了采用非奇异Terminal滑模控制律,不仅避免了系统出现奇异问题,而且能保证系统状态在有限时间内到达滑动模态并收敛到平衡点.最后通过实例比较2种滑模控制方法,仿真结果验证了非奇异Terminal滑模控制的有效性.     

离散广义双线性系统的有限时间滑模控制

利用变结构控制方法,研究了一类离散广义双线性系统的有限时间滑模控制器设计问题。利用Lyapunov函数的方法,给出了离散广义双线性系统的滑模控制的理想准滑动模态和趋近律形式的到达条件,设计滑模控制器,实现离散广义双线性闭环系统是因果的、稳定的,同时也使得滑动模在有限时间内到达切换面或切换带内实现滑模运动,通过数值算例说明了设计方法的可行性和有效性。     

摇臂轴助力式循环球EPS系统的控制策略

设计了一种摇臂轴助力式循环球EPS系统,采用滑模控制方法设计系统控制器。在考虑了二级减速机械结构磨损的基础上,建立EPS系统的状态方程,并根据滑模控制理论求出EPS系统的切换函数,然后采用一种优化后的指数趋近律来限制切换函数的1阶导数。通过MATLAB/Simulink建立EPS系统动态模型并仿真,结果表明滑模控制下的EPS系统跟随性好、超调量小,且有效削弱了滑动模态切换引起的抖振。研究结果可供新能源汽车转向系统的设计与开发参考。     

一类离散不确定切换系统的滑模控制

由于离散切换系统的输入矩阵不同,采用矩阵加权方法设计了一个公共滑模面。基于平均驻留时间方法设计切换信号,给出了理想滑动模态指数稳定性的充分条件。通过设计的滑模控制律,将系统状态轨迹于有限时间内趋使到准滑动模态内。最后,数值仿真验证了该方法的有效性。     

一类不确定系统的保性能变结构控制

针对一类不确定系统,提出了保性能变结构控制器的设计方法,首先设计了一个切换面,利用状态变换和线性矩阵不等式给出了滑动模态的存在条件和算法,使得滑动模态不仅渐近稳定而且满足给定的性能指标.其次利用模糊逻辑系统的万有逼近性能,设计了一种变结构模糊控制律,该控制律能使空间任意点出发的系统状态都在有限时间内到达切换面并渐近到达原点.最后,一个仿真例子说明了所给方法的有效性和可行性.     

基于改进型滑模控制的光伏并网系统

为解决滑模控制中的抖振问题, 针对光伏并网控制系统, 设计了基于改进型滑模变结构的三相电压型逆 变器。 该方法首先找出准确的滑模切换函数, 推导了其切换函数的存在性; 然后对所得的滑模切换函数进行 “扩大冶, 通过自适应控制得到需增加的距离。 同时经 Matlab 平台搭建仿真模型进行实验验证, 对比分析滑模 变结构控制策略改进前后的瞬态性能。 结果表明, 改进后系统的输出电压较平稳, 总谐波失真降低到 0. 62%, 很好地解决了滑模控制中的抖振问题。     

基于终端滑模的多关节机器人跟踪控制

针对具有不确定性干扰的多关节机器人系统的轨迹跟踪控制问题,利用终端滑模控制方法,给出了全局有限时间跟踪控制器设计;首先,根据多关节机器人动力学模型的特点,基于非奇异终端滑模控制技术并利用滑模设计思想,设计了轨迹跟踪滑模控制器;在该控制器的作用下,跟踪误差不仅能够在有限时间内从任意初始状态到达滑动面,而且也能在有限时间内沿着滑模收敛到原点;其次,由于所设计的控制器的非连续性,将会使得系统产生抖振现象;针对这个问题,利用修正的饱和函数来代替控制律中的符号函数,从而消除了系统的抖振问题;最后,仿真算例表明了该方法的有效性。     

不确定分数阶广义系统的滑模控制器设计与仿真

针对一类含有外部扰动的分数阶广义系统进行滑模控制研究，提出了一种改进的指数趋近律从理论上消除了抖振.通过构造分数阶反馈控制器的方法将分数阶广义系统正常化.采用积分滑模面以消除滑模运动的趋近阶段.分数阶次α分0<α<1和1<α<2两种情况讨论，运用Kronecker积与LMI方法，分别设计增益矩阵使得滑动模态方程稳定.在滑模控制器的设计中，对指数趋近律进行了性能的改进，以所设计的连续函数代替符号函数，使得当状态趋近滑动模态时可以与滑动模态实现光滑过渡.最后，通过Simulink建立滑模控制仿真实验，验证了0<α<1和1<α<2两种情况下算法的有效性.     

基于网络远程控制滑模变结构控制策略

基于网络远程控制循环中存在随机通信延迟时间,影响控制循环的稳定性.提出采用滑模变结构控制来消除控制循环中随机通信延迟时间对稳定性的影响,研究了滑模变结构控制的实现方法、滑动平面求解、控制函数的实现等.滑模变结构控制的仿真结果与远程机器人直接控制结果的对比表明,前者能够保证在存在随机通信延迟时间时控制系统的稳定,证明了滑模变结构控制应用于机器人远程控制的合理性.     

模糊超扭曲滑模观测器在PMSM中的研究与应用

针对传统滑模控制的永磁同步电机(PMSM)无感系统调速过程中,由于滑模函数存在高频开关量而导致转速抖动的问题,提出使用模糊超扭曲二阶滑模观测器(FST-SMO)进行改进的策略;新型观测器采用高阶滑模控制理论搭建,将滑模函数开关量转移到了高阶导数中,利用算法的积分运算削弱开关量抖振;同时考虑到传统二阶滑模观测器的增益为固定值,无法根据误差量自行调节的问题,提出了基于模糊控制的增益自调节方法,根据误差值及其变化趋势,利用模糊算法输出当前的滑模增益,增强了系统稳定性及鲁棒性;在Simulink环境中搭建了基于模糊超扭曲滑模系统(FST-SMO)的永磁同步电机仿真模型,在不同调速区间内进行调速仿真,并与传统滑模系统仿真的转速波动以及转子角度跟随性进行比较,仿真结果验证了模糊超扭曲滑模观测器具有更高的控制精度与更强的适应性,转速平稳角度跟随性能优越,有效降低转速的抖振。     

基于多目标优化的模糊滑模变结构控制及应用

摘要：结合滑模变结构控制和模糊逻辑技术，提出一种基于多目标优化的模糊滑模变结构控制。以滑模开关函数及其变化量作为模糊调节器的输入量，滑模面边界层的宽度作为输出量，设计一个二堆模糊边界层宽度调节器}以稳态误差和切换频率构造多目标优化函数，运用多目标优化算法对滑模变结构控制器参数进行优化。应用于液压位置系统控制的仿真结果表明，所提出的控制方法能缓解滑模变结构控制高稳态精度与平滑抖振之间的矛盾，提高液压位置滑模变结构控制系统的综合性能。     

非匹配不确定系统积分型滑模控制器设计

针对一类非匹配不确定性系统的滑模控制问题,在假设系统不确定性有界约束的情况下,提出了基于Lyapunov稳定的积分型滑模控制方法. 通过引入积分项,构造非匹配不确定系统的切换函数,由滑模运动的可达条件,设计系统的积分型滑模控制器（ISMC）. 采用该方法设计二自由度机械系统的控制系统,并与采用二次型调节器（LQG）的情况相比较,仿真结果表明了积分型滑模控制策略的有效性.     

Boost-Buck型DC/DC变换器的滑模控制

文章基于 Boost- Buck电路 ,采用滑模变结构控制 ,设计了一个 1 .1 k W的升 -降压型 DC/DC变换器。该滑模控制器由两个独立的控制器组成 ,分别控制升压环节、降压环节 ,根据电路状态动态调节 ,互不影响。该控制方案能有效地克服输入电压、负载扰动及参数摄动 ,充分发挥了滑模控制快速响应、鲁棒性强等优点 ,并且实现简单、控制灵活 ,具有很好的实际应用价值。计算机仿真结果证实了理论分析与设计的正确性。     

模糊耦合滑模的掘锚支机器人位置同步控制

针对掘锚支机器人四缸同步平台存在的非线性、耦合作用及滞后问题,提出一种基于模糊相邻交叉耦合改进型滑模的位置同步控制方法,利用系统辨识获得阀控缸传递函数,采用模糊控制实时在线计算耦合系数,通过最速跟踪微分器柔化调节过程.仿真实验表明,改进型滑模控制相对于传统滑模控制,能有效减弱抖振,提高系统稳定性,且模糊相邻交叉耦合滑模...     

改进滑模极值搜索控制在阻抗匹配的应用

针对等离子体隐身中机载小型化射频电源在阻抗匹配网络的匹配速度慢和匹配精度低的问题,提出了一种新的阻抗匹配优化算法.通过分析射频电路阻抗匹配过程提出优化目标函数,根据电路输出有功功率与匹配电容的特性曲线自寻优系统峰值,利用切换环节结合终端滑模控制设计了改进终端滑模极值搜索算法,得到L型匹配网络电容的优化值,获得射频源输出最大功率,并证明了该控制方法的稳定性.该方法在滑模极值寻优二三模式切换时设定阈值函数,并在滑模振荡阶段加入终端滑模面减小系统稳态误差,保证了系统稳态振荡幅值减小的基础上提高收敛速度,并降低系统计算复杂度.通过与传统滑模搜索进行对比,仿真和实验结果证明了该方法有效性.