基于T-S模型的非线性系统离散时间滑模控制

基于T-S模糊模型,讨论了一类非线性离散时间系统的控制问题。采用T-S模糊模型来描述非线性系统的动态模型,再将非线性系统的全局T-S模糊模型转化为线性不确定系统的模型。这样复杂的非线性系统的稳定问题就转化为线性不确定系统的鲁棒镇定问题。采用离散时间滑模控制方法实现线性不确定系统的鲁棒镇定。利用用线性矩阵不等式技术设计稳定的滑动模面,以降低非匹配不确定对系统的影响。给出了线性矩阵不等式形式的稳定滑动模面存在的充分条件。此外还给出了滑模控制律的设计方法。所给设计方法可保证系统鲁棒镇定,并且在滑动模面附近的抖振可明显减弱。最后,给出了truck-trailer的仿真算例,证明了所给方法的可行性和有效性。     

基于模糊逻辑的多连杆柔性机器人连续滑动模控制

采用滑动模控制原理,设计了一个基于模糊逻辑的连续滑动模控制器,对多连杆柔性机器人控制进行抛物线轨迹跟踪控制,并采用ＰＩＤ方法,使得系统镇定,仿真结果表明,本文设计的控制器对输入干扰及柔性机器人模型的不确定性及负载的变化都有良好的鲁棒性,并且良好的动态特性,克服了滑动模控制器所固有的抖动问题。     

带阻容负载的能量存储系统建模与稳定性分析

阻容负载提高了能量存储系统阶次,对稳定性不利。为分析其稳定性,建立了降压模式下带阻容性负载的状态空间平均模型、小信号与大信号等效电路模型;通过分析小信号模型进行了系统补偿,提高了稳定裕量;通过大信号模型验证了补偿系统在大扰动下的稳定性。针对Simulink中无理想交直流变压器模块,提出了一种理想交直流变压器模型构造方法,还提出了一种新颖的基于此构造方法的负载参数动态仿真模型,可解决Simulink中动态参数负载仿真困难问题。这里建立的阻容性负载模型精度可与宏模型基本一致,但仿真效率远高于宏模型。     

自校正解耦信息融合Wiener状态预报器

对含未知噪声方差阵的多传感器系统,用现代时间序列分析方法,基于滑动平均新息模型的在线辨识和求解相关函数矩阵方程组,可得到白噪声方差阵的在线估值器。在按状态分量标量加权线性最小方差最优信息融合准则下,提出了一种自校正解耦信息融合Wiener状态预报器,实现了状态分量的自校正解耦局部Wiener预报器和自校正解耦融合Wiener预报器。用动态误差系统稳定性分析方法证明了该预报器的收敛性,即若滑动平均新息模型参数估计是一致的,将收敛于噪声方差阵已知时的最优解耦信息融合Wiener状态预报器。一个带三传感器的目标跟踪系统的仿真例子说明了其有效性。     

积分滑模控制在飞控中的应用

针对飞机机横侧向模型,提出一种积分滑模控制律设计方案.针对线性MIMO系统,结合实际,提出积分滑模面设计的一般方法,该滑模面保证了在滑动模态上系统具有良好的动态品质;针对飞机的摄动问题,给出一种具有抗摄动能力的趋近律,保证滑动模态的到达性;针对直升机系统中含有不可测量状态这一事实,给出了一种基于线性矩阵不等式的滑模观测器.仿真结果表明,与PD控制器相比,积分滑模控制较好地改善了飞机的品质.     

非匹配时变不确定性时滞系统的Terminal滑模控制

针对具有非匹配时变不确定性和时滞的线性系统,提出了快速terminal滑模控制策略.采用非线性滑动平面的设计方法,使得系统状态可在有限时间内收敛至平衡点.滑动平面系数满足扩展匹配条件时,设计的terminal控制器确保了在滑动平面上系统对于非匹配时变不确定性和时滞具有不变性,并保证了滑动平面的到达和闭环系统的稳定.仿真结果验证了控制策略的有效性.     

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。     

Rosen型压电变压器的并联特性仿真

压电变压器的并联联接是提高输出功率的一种有效的解决方法。采用经典集总参数等效电路模型建立了Rosen压电变压器并．并联联接的PSPICE仿真模型，分析了模型参数完全相同时并联压电变压器的个数对电压增益、输出功率、功率传输效率的影响，以两片压电变压器并联为例，仿真分析了参数不完全相同对并联电压增益和输出功率的影响。结果表明，与单片压电变压器相比，压电变压器的并联联接不仅能够提供更高的输出功率，而且能提升电压增益；两个压电变压器实际并联时，机械谐振频率必须非常接近，而对等效损耗电阻的一致性要求不高。     

离散模型参考变结构控制算法

针对离散时间系统的变结构控制问题,对常规离散变结构抖动产生原因进行分析,给出了改进的离散趋近律和滑动平面的选择方法,消除了抖振,缩短了趋近时间;提出了离散模型参考变结构控制算法,提高了系统的鲁棒性.仿真结果表明,该方法是可行的,减小了系统的抖动,并就保证了系统的稳定性.     

基于自适应动态无偏LSSVM的故障在线监测

针对无法建立精确数学模型的非线性动态系统,提出一种基于自适应动态无偏LSSVM的故障在线监测模型.该模型通过改进LSSVM的结构风险形式得到无偏的LSSVM,并能够自适应的选择滑动时间窗的长度.在此基础上根据模型动态变化过程中核函数矩阵的特点设计了基于ChoIesky分解的学习算法提高了模型训练效率,实现了非线性系统的在线监测.通过系统输出预测误差的变化,利用Parzen核密度估计方法判断故障的程度.仿真结果表明该故障监测模型在系统正常工作的情况下,能够跟踪系统的动态变化趋势;在系统出现突变故障的情况下,能够快速检测系统故障;在系统出现缓变故障的前提下,能够对系统的故障进行预报.     

机械臂模糊超螺旋二阶滑模轨迹跟踪控制

针对工业机械臂模型误差和外部干扰等不确定性因素对末端轨迹跟踪精度的影响,设计了一种新的模糊自适应超螺旋二阶滑模轨迹跟踪控制方法。基于机械臂动力学模型,设计一种新的非奇异终端滑模面,采用超螺旋算法设计二阶滑模控制律;为解决滑模控制只能在已知扰动边界的情况下对匹配扰动进行补偿问题,结合模糊推理算法实现对系统未知不确定性的在线补偿,采用Lyapunov理论证明了闭环控制系统的稳定性。仿真与实验对比表明：该控制方法可使机械臂在复杂不确定性因素下实现末端轨迹精确跟踪,并对系统抖振现象进行有效抑制。     

Re-engineering transformer maintenance processes to improve customized service delivery

The outage of a transformer in a power generation system will generally result in a shutdown of the entire system.Consequentially,large amounts of revenue are lost to the plant owner with a substantial negative impact on the civil community and industrial customers.This paper analyzes the current maintenance practices(i.e.,an as-is process model) of a transformer manufacturing company,which provides maintenance services to power generation plants and reports the major weaknesses in current business pract...     

具有不可微输入信号的改进型重复变结构控制

针对一类具有结构不确定性和周期性外部扰动的非线性系统,提出了一种改进型重复变结构控制（modified repetitive variable structure control, MRVSC）算法。在传统积分滑模面的基础上构造了改进型积分滑模面（modified integral sliding mode surface, MISMS）。基于MISMS,采用Lyapunov方法设计的MRVSC算法保证了非线性系统的运动轨迹在有限时间内到达MISMS并保持在MISMS上,并且使得滑模动力学系统变为重复控制系统。根据重复控制系统的稳定性条件及灵敏度函数选择MISMS的参数。仿真结果显示,与传统积分滑模控制算法进行比较,MRVSC算法使得非线性系统具有更好的跟踪性能。     

不确定时滞反应扩散系统的滑动模控制

借助不等式分析方法研究一类不确定时滞反应扩散系统的滑动模控制问题,设计了滑模控制器。分析了在滑动模切换面上滑动模控制系统关于不确定量的不变性特征,为研究在系统工作环境的变化、降阶近似、线性化近似、测量误差等因素干扰下所建立的实际控制系统的数学模型———不确定时滞分布参数控制系统的鲁棒性问题奠定了理论基础。     

超磁致伸缩执行器自适应离散滑模控制

超磁致伸缩材料具有滞回和本构强非线性特性,由其制成的微位移执行器的快速、精确控制问题亟待解决。分别应用均质能量场模型和粘弹性分布参数系统模型建立磁化模型和动力学模型,采用模型参考前馈逆补偿的方法,在控制过程中使用卡尔曼自适应滤波器降低干扰,对执行器实施离散滑模变结构控制。利用指数趋近率设计了自适应离散滑模变结构控制率,使控制系统的抖振幅度正比于切换函数,加快趋近滑模面速度,减小抖振。对所设计的控制率进行了的抖振分析并证明了其稳定性。在MatlabR2006a上进行了仿真,仿真结果表明所设计的控制率能够快速的收敛到滑模面,抖振幅度很小,能够很好的追踪输入轨迹。     

基于反馈线性化的船舶自动舵模糊滑模控制

针对船舶航向自动舵控制系统的非线性数学模型,应用基于微分几何的反馈线性化方法,将原非线性系统等价为完全可控型线性化模型,然后设计了滑模变结构控制器,并利用模糊控制器实现了滑模趋近律的参数自整定,设计方法简单可行。仿真结果表明,所设计的模糊滑模控制器能够快速准确地跟踪设定航向,并对参数摄动和外界风浪干扰具有很强的鲁棒性,同时消除了系统的抖振现象,优于传统的滑模控制。

Abstract：

According to the nonlinear model of ship autopilot system and using the feedback linearization procedure of differential geometry,an equivalent,fully controllable and linear model was derived via a homomorphism transformation and a fuzzy reaching law sliding mode controller was designed.The simulation results show that the controller designed here,which is superior to traditional sliding mode control,can track a desired course fast and accurately.It also exhibits strong robustness peculiarity to system uncertainties and avoiding chatting phenomenon.     

直接力导弹的模型参考自适应滑模控制器设计

针对导弹直接力/气动力复合控制的特点,提出了一种基于参考模型的自适应滑模控制方案.该设计方法针对系统所存在的不确定性,在滑模控制中引入了自适应参数调节律和模糊控制规则,采用自适应律逼近模型摄动和外界干扰的上界,采用模糊调节律有效减弱了一般变结构控制系统的抖颤问题,既进一步增强了系统的鲁棒性,又提高了自适应参数收敛过程中的跟踪精度.仿真结果表明,所提出的控制方案对机动指令具有较好的跟踪效果,适用于直接力/气动力复合控制导弹的控制系统设计.     

3-RRRT并联机器人解耦的反演自适应动态滑模控制

针对3-RRRT型搬运机器人提出一种解耦的反演自适应动态滑模控制方法,以提高控制精度和鲁棒稳定性。首先利用非线性补偿方法将系统解耦成线性系统,运用一阶动态滑模设计新的滑模面,然后利用基于李亚普诺夫函数的Backstepping控制设计方法和自适应控制技术,设计了全局渐近稳定的系统控制器,最后利用MATLAB进行了系统控制数值仿真,结果表明,对3-RRRT型并联机器人的这种强耦合的、具有不确定性的非线性系统,采用该解耦的反演自适应动态滑模控制方法,可以达到理想的控制精度,并能保障系统的鲁棒稳定性。