交流伺服系统的全局鲁棒滑模控制及其仿真研究

本文针对交流伺服系统，提出了一种新的全局鲁棒滑模控制方法。它可以使系统的整个响应都具有滑模控制的特点，从而实现全局鲁棒控制。控制算法简单，便于实际系统实现。仿真研究结果表明了这一方法的有效性     

基于滑模控制的非线性追踪导引律仿真设计

基于非线性追踪动力学模型,对追踪器和目标作一般机动(速度大小和方向都可变化)追踪过程进行研究。视目标机动为不确定摄动,分别考虑追踪视线径向和法向两个滑动面,应用变结构控制理论,并采用递减边界层的方法削弱滑模抖动,设计的非线性导引律,只需知道目标的最大机动限幅值,而不用对目标的逃逸机动进行即时估计与测量。仿真研究表明,该导引律具有克服目标机动的鲁棒性,可有效地追踪机动目标,包括随机机动目标。就追踪时间和控制消耗而言,其性能比比例导引律更优。     

一种连续可导的滑模变结构近似算法及其仿真研究

针对一般滑模变结构控制算法的不连续和不可导,用一种连续且可导的控制算法来近似,并分析了整个控制系统的鲁棒性。用数字方法讨论了这一近似算法的有效性和近似算法参数选择问题,得到了有益的结果。     

永磁直线同步电机二阶滑模控制仿真研究

针对机床进给系统中永磁直线同步电机在运行过程中,易受系统参数变化、负载扰动及端部效应等不确定性因素影响的特点,设计了二阶滑模速度和电流控制器.在出现参数和推力变化时,为保证动子速度严格跟踪其参考信号,同时消除磁阻作用和推力波动,分别独立选取速度和直轴电流控制的滑模量.控制律采用二阶滑模的螺旋算法,二阶滑模将不连续控制作用于变量的高阶微分上,理论上可消除抖振.仿真和实验结果表明该策略具有较强的速度跟踪性能,对负载扰动和参数变化等不确定性具有很强的鲁棒性,同时有效地削弱了抖振现象.     

6自由度水下机器人转变控制仿真研究

本文的工作以具有6个自由度运动能力的水下机器人（潜器）运动轨迹控制为背景,分析了造成耦合的原因,然后从减小控制耦合作用的角度建立了潜器的数学模型,设计了潜器运动的滑模控制器,并讨论了推力分配、控制受限等问题。从仿真结果看该控制方案具有良好的定性和目标跟踪能力。     

伺服系统模糊滑模控制器的设计与仿真

将模糊逻辑控制与滑模控制相结合，给出了一种模糊滑模控制器的设计方法。并针对伺服系统具有参数变化范围大、干扰源多等特点，设计了基于模糊滑模控制的伺服系统的结构。最后将该方法用于某机器人的机械臂的控制，并在参数大范围变化、正弦扰动作用等条件下进行了仿真。仿真结果表明，模糊滑模控制能有效地削弱传统滑模控制的“抖动”现象，并且在一定条件下具有很强的鲁棒性。     

基于滑模控制的三相电压型PWM整流器系统仿真

三相电压型PWM整流器(VSR)用于AC/DC/AD系统前端整流器时,由于PI控制的滞后性及其比例积分系数对系统参数的敏感性,很难在四象限运行中保持良好的动态性能和鲁棒性。考虑到VSR本身非线性的特点,提出了一种基于同步旋转坐标系的双闭环滑模变结构控制算法,在MATLAB/SIMULINK环境建立了仿真模型,对滑模算法和PI算法进行了对比仿真。结果表明,较之PI算法,滑模算法具有更好的动态响应。     

RLV再入初期连续滑模姿态控制律设计及仿真

给出了一种可重复使用航天器(RLV)再入初期鲁棒姿态控制方法。在给定可用姿态指令和摄动、干扰的上界条件下,基于内外双回路连续滑模控制方法,得到了在系统摄动和干扰存在的情况下拥有高精度、鲁棒性和良好动态响应品质的姿态角跟踪结果。滑模控制抖振抑制利用李亚普诺夫方法,构造滑模状态观测器,并依据自适应增益调节思想,有效地抑制了控制抖振,减少了推进器的开关次数,保证了工程实际应用的能力。以某型RLV为例,在精确的仿真模型基础上,通过不同的控制律设计方法仿真结果对比表明,该方法有效、可靠。     

AQM中基于T-S模型的滑模控制及仿真

针对TCP(Transmission Control Protocol, 传输控制协议)网络的拥塞控制问题,基于T-S (Takagi-Sugeno)模糊模型,采用滑模控制理论提出了一种新的AQM(Active Queue Management, 主动队列管理)算法.考虑到TCP网络中存在的不确定和时变时滞因素,首先利用T-S模糊模型对网络进行建模,然后利用线性矩阵不等式设计了一个渐近稳定的滑模面,而且还给出了一种能够明显减小滑模面附近抖振的趋近律,基于该趋近律设计的控制律能够有效地抑制路由器中队列长度的振荡,并使其快速收敛于期望值.仿真结果表明,该算法与普通的滑模控制算法相比具有更好的稳定性和鲁棒性,能够很好地适应复杂多变的TCP网络环境.     

基于二阶滑模的BTT导弹反演滑模控制

针对具有非匹配不确定性的倾斜转弯(bank-to-turn, BTT)导弹非线性动力学模型,基于反演思想和二阶终端滑模控制方法,设计了一种新的BTT导弹反演滑模控制器。反演设计的每一步均采用滑模控制对不确定性进行补偿,并在最后一步设计中采用非奇异二阶终端滑模控制,既能防止抖振对舵机造成损坏,又减小了累积误差。采用精确微分器解决“计算膨胀”问题,并证明了跟踪误差最终有界。仿真结果表明,通过适当选取设计参数,跟踪误差将收敛到原点附近任意小的邻域内。     

广义双线性系统的参考模型终端滑模控制

利用李雅普诺夫方法研究了广义双线性系统的参考模型终端滑模控制.首先通过选取适当的非线性切换流形,与相应的终端滑模控制律来设计了广义双线性系统的终端滑模控制方法,保证了其闭环系统的渐近稳定,并使闭环系统模态能够在有限时间内达到平衡点,实现终端滑动模运动.最后,通过了一个数值算例说明了该方法的有效性.     

基于自适应模糊滑模控制的主动队列管理算法

针对TCP这样大型复杂的网络系统的拥塞问题,考虑系统中存在的不确定因素是未知非线性的情况,设计了一种采用自适应模糊滑模控制理论的主动队列管理算法。该算法基于网络模型的特殊性,构造了Lyapunov-Krasovskill函数,设计了滑动模面,并基于线性矩阵不等式的方法给出该系统鲁棒渐近稳定的充分条件,所设计的自适应模糊控制律能够使系统的状态轨迹在有限时间内到达滑动模面。仿真结果表明,该算法在网络条件变化的情况下,能实现准确的跟踪目标队列长度,避免网络拥塞的发生。     

基于DEVS的BOM组件与仿真引擎研究

在组件化建模与仿真领域内,基于BOM规范的KD-XSRFrame组件建模与仿真框架得到了广泛的应用,但是以离散时间仿真为手段的设计模式使得由BOM组件构成的仿真系统性能不高。因此,如何提高运行效率成为基于BOM的组件式建模与仿真必须解决的问题。根据现有组件系统的不足,引入离散事件的概念重新设计了BOM组件模型和仿真引擎,提出了基于离散事件系统规范的BOM组件建模框架,实现了以事件为中心的仿真引擎。测试结果表明该系统能有效地减少模型调用和引擎工作的开销,显著地提升了整个仿真系统的运行性能。

Abstract：

In the field of MS of Component, the modeling and simulation framework based-on Basic Object Model （BOM） named KD-XSRFrame has been used widely, but its performance is inefficient for the design basis of discrete time. And the key issue in BOM component MS is how to improve the performance of simulation application. The deficiencies of legacy system was profoundly discussed, the BOM component and its engine were reengineered by using the concept of discrete event, a new modeling framework of BOM base-on Discrete Event System Specification was put forward, and a new engine was designed which focused on events. The experiment shows that the BOM component and engine of discrete event can sharply decrease the spending of model function calling and time advancing, and greatly improves the performance of simulation application system.     

PMSM无速度传感器的无源滑模控制系统

采用能量成形和互联、阻尼配置的无源性控制方法,完成了永磁同步电机的端口受控哈密顿系统(PCH)的建模。在此基础上提出了一种新的永磁同步电机的PCH双闭环调速系统。外环速度调节由滑模速度控制器实现期望的q轴电流,内环电流调节由无源控制器实现d-q旋转坐标系下的两个电压分量ud和uq。针对系统转速估计问题,利用一种基于自适应速度估计的滑模观测器观测速度,节约了成本和增强了系统的可靠性。仿真结果表明了该方法的有效性,控制系统具有良好的动静态性能。     

多输入多输出非线性系统的多面滑模控制

针对多输入多输出非线性系统 ,提出一种基于模糊小脑关联结构模型 (CMAC)神经网络的多面滑模变结构控制算法 ,特点是无需已知不确定性函数及其各阶导数的上界 ,证明了系统的状态及权值误差有界。与经典设计方法相比 ,所提出的方案允许非参数化不确定性。仿真实例显示了方法的有效性。     

基于模糊干扰观测器的自适应反演滑模控制研究

摩擦等外界干扰,系统不确定性信息及参数变化对飞行仿真转台的运行造成不利影响。针对该问题,提出基于模糊干扰观测器（Fdo）的自适应反演滑模控制方案（ABSMC）,在对外界干扰和不确定信息进行补偿的基础上,从稳定性出发,对不确定上界进行自适应估计,并逐步反推出控制器。通过对某型仿真转台进行仿真,得知该方案与普通滑模控制（SMC）方案相比,具有更高的跟踪精度,并极大的提高了对外界干扰,系统不确定信息和参数变化的鲁棒性。     

基于HLA邦元结构的仿真引擎设计与实现

仿真引擎是在仿真系统中负责时间推进、调度运行、仿真控制、数据存储，并为仿真运行过程中的态势显示提供交互的仿真运控系统，是整个仿真系统的核心。通过分析仿真引擎的系统体系结构，将仿真引擎视为一个特殊的邦元，并对其三个组成部分：仿真调度器、仿真控制器以及数据记录器进行分析、设计与实现。将该引擎应用于某指挥自动化效能仿真与评估系统。实践证明，引擎邦元遵循主流仿真协议，可以对仿真进行高效、灵活、有序地控制执行，起到了提高仿真运行效率、缩短仿真应用开发周期的作用。     

卫星轨道姿态控制系统的仿真软件支撑环境

仿真软件支撑环境技术研究是“八五”仿真技术研究中的重要课题之一。本文针对卫星控制方案设计的特点和现实，借鉴国内外仿真软件支撑技术研究中的先进思想，建立了一种卫星控制系统的仿真软件支撑环境。文中主要介绍该仿真软件支撑环境的设计思想、组成、功能和采用真实系统数据对该环境进行验证的结果。从而证明了系统的可用性。目前该软件环境功能扩展的工作还在进行，拟用另一批真实数据模型来完善本支撑环境，使其在今后系统的