Acrobot系统基于滑模的离散时间变结构控制

研究了将离散时间变结构控制应用于Acrobot系统的平衡控制器设计的问题.首先给出了Acrobot在垂直向上平衡点处的离散化数学模型.分析了离散指数趋近律存在抖振的机理,针对其不足给出了一种改进的趋近律,并将其应用于Acrobot系统的控制中,设计了离散时间变结构平衡控制器.仿真结果表明,改进的趋近律可有效地减小系统的抖振,并保证系统渐近稳定,实现了Acrobot系统基于滑模的离散时间变结构控制.     

一种改进的离散变结构控制算法

研究基于离散幂指数趋近律的变结构控制器设计问题,对利用传统离散指数趋近律设计变结构控制器时出现的稳态抖振现象进行分析,提出了一种新的滑模趋近律,该趋近律克服了指数趋近律固有的的缺点,能有效地减小系统的抖振,并保证系统渐近稳定。用该算法设计离散变结构控制器,并选取永磁直线同步电机作为仿真研究对象,仿真结果证明了该算法的有效性。     

离散时间系统的变结构控制方法

分析了不确定离散时间系统变结构控制的常用设计方法的优缺点,提出了一种新的离散趋近律,并利用它设计了变结构控制器;对不确定部分建立灰色估计模型,估计出参数值.该方法缩短了系统到达滑模面的时间,有效地减弱了抖振强度和不确定因素的影响.理论分析和仿真结构表明,此方法是可靠的,使所得到的变结构控制系统具有良好的性能,保证了系统的稳定性.     

基于离散非线性指数趋近律的变结构控制

 针对传统趋近律抖振大、趋近速度不快的缺陷,提出了一种新的离散趋近律。通过在指数趋近律切换项系数中加入非线性函数,实现了切换项系数随运动点到切换面的距离从大到小逐步变化,加快了趋近速度并降低了抖振,间接提高了系统鲁棒性。仿真结果证明,离散非线性指数趋近律具有良好的趋近品质,对确定性系统和不确定系统都有良好的控制效果。     

一种离散时间系统的变结构控制方法

针对离散时间系统 ,讨论了利用离散趋近律设计变结构控制问题 ,分析了趋近律系数造成系统颤振的原因 ,给出改进的离散趋近律 ,并利用它设计变结构控制 .仿真结果表明 ,该方法是可行的 ,减少了系统的颤振 ,保证了闭环系统的渐近稳定性     

基于组合趋近律的离散系统的滑模变结构控制

针对指数趋近律的离散形式自身的缺点,即存在切换带为带状。当系统在切换带中运动时,最后不能趋近于原点,而是趋近于原点附近的一个抖振。而且抖振可能激励系统中存在的为建模高频成分,并可能增加控制器的负担等问题。本文利用组合趋近律来控制离散系统,使得系统具有良好的品质。仿真结果表明,该趋近律控制方法对系统的参数不确定、外部扰动和噪声具有强鲁棒性,系统的动态、静态品质得到了改善。     

一种优化的变结构汽车防抱死控制器设计

针对常规指数趋近律变结构控制的抖振,提出一种改进型指数趋近律变结构控制方法,并应用于汽车防抱死制动系统(ABS)的控制器设计.应用MATLAB/Simulink 建立仿真模型,验证该控制器的有效性,并给出单一路面和跃变路面的仿真结果.研究结果表明,汽车ABS的改进型指数趋近律的变结构控制能有效减小抖振,且保持常规变结构控制的鲁棒性和快速响应性.     

基于输出反馈的离散滑模控制器设计

针对一类多输入多输出不确定离散系统,设计了输出反馈滑模变结构控制器.基于极点配置的方法设计了稳定的滑模面,然后分析传统离散指数趋近律设计方法的优缺点,根据滑模到达条件提出一种改进的指数趋近律.该控制律加快了系统状态的响应速度,同时降低了抖振.仿真结果证明所设计的控制器能够在系统状态不完全可测情况下具有良好的性能,验证了该设计方法的可行性和有效性.     

采用改进快速变幂次趋近律的滑模控制方法

针对基于传统幂次趋近律的滑模控制方法在使用中抖振现象突出、趋近速度慢、时间长等问题,提出一种改进快速变幂次趋近律的滑模控制方法。首先,采用快速双幂次趋近律并加以改进,在原快速双幂次趋近律的基础上加入变指数项,使系统状态在不同趋近阶段中针对性地调节速度,大大地提高了系统动态响应过程的趋近速度,限制了抖振现象的产生,同时具有有限时间收敛性。对改进后的快速变幂次趋近律的数值分析结果表明：当系统状态的绝对值小于1时,系统相当于快速幂次趋近律,系统可平滑进入滑模段,消除抖振;当系统状态的绝对值大于等于1时,又相当于快速双幂次趋近律,系统的动态响应速度有所提高,趋近时间缩短。然后,将改进的快速变幂次趋近律用于滑模控制中,构成改进快速变幂次趋近律的滑模控制方法。采用所提滑模控制方法对履带机器人轨迹进行跟踪控制,实验结果表明：与几种基于传统的幂次趋近律控制方法相比,所提控制系统在趋近平衡零点时几乎无抖振现象的产生,具备更优的性能,且收敛时间最短,最短时间仅为其他方法的69.4%。     

基于干扰观测补偿的滑模控制器的设计

针对一类具有未知干扰的输入系统,讨论了一种含有干扰观测补偿的滑模变结构控制设计问题,并采用趋近律的滑模设计方法优化控制律参数,有效地削弱了系统抖振现象,以满足控制系统的鲁棒性和趋近运动动态品质的要求,同时也能改善系统的稳态性能.仿真研究结果表明了该方法的有效性.     

不确定性离散时间系统的积分变结构控制

本文针对不确定性离散时间系统 ,提出一种改进的离散趋近律和等效控制相结合的控制策略 ,既保持变结构控制的强鲁棒性的优点 ,又消除了系统的颤振现象。并引进积分控制 ,提高了系统的稳态精度 ,使系统获得了满意的控制性能。仿真结果表明了这一方法是可行的     

基于快速趋近率的永磁同步电机滑膜控制

分析了永磁同步电机基于趋近率控制的滑膜控制系统对抖振抑制的原理,提出了一种新型趋近率的滑膜控制系统。并通过李雅普诺夫函数分析了该趋近率的稳定性。设计了永磁同步电机电流和速度的滑膜控制器。在Matlab/simulink环境下搭建了永磁同步电机滑膜控制系统模型,仿真实验表明本文提出的新型趋近率下的滑膜控制器可以改善传统滑膜控制器产生的抖振问题。     

一种具有控制时滞的离散系统的变结构控制设计

研究含时滞的线性离散系统的变结构控制问题。首先将离散系统简化为不含时滞的线性离散系统,然后对简化的系统提出一种新的变结构控制设计算法。该算法分为2个阶段:当系统轨迹在滑模某邻域外时,控制率使系统轨迹单调趋近于滑模面;当系统轨迹渐近进入到该邻域内,控制率使其轨迹一步到达滑模面。抖振现象是离散系统滑模控制算法的主要缺陷,一些学者针对离散系统在削弱抖动方面做了广泛而深入的研究。离散系统在削弱抖振方面的研究提出的算法可以有效地削弱系统解轨迹的不连续性产生抖振的现象,使系统稳定。文章最后给出了数值计算和仿真算例。     

膨胀节成型机模糊自适应趋近律滑模控制研究

文章针对膨胀节成型机电液比例位置控制系统容易受系统参数不精确和外界干扰影响,导致控制精度降低甚至系统抖振的缺点,引入了一种模糊自适应趋近律滑模控制方法。采用指数趋近律形式的切换函数设计滑模控制器,并使用模糊逻辑规则自适应调整ε的大小,使系统参数动态最优化。仿真结果表明,该方法有效抑制抖振,保证了系统的控制精度,同时响应速度较快,有效提高了膨胀节成型精度。     

基于分段趋近律的航天器对地凝视姿态滑模控制

为了提高航天器对地凝视条件下姿态控制精度和鲁棒性,设计了一种基于分段趋近律的姿态滑模控制器。首先,根据航天器轨道参数和目标点地理坐标计算出对地凝视期望姿态。然后,针对当前分段趋近律参数设计不灵活、实际应用存在抖振的缺陷,通过在第二段的幂次趋近律中增添一项线性项,设计了一种全新的分段趋近律。理论证明了该趋近律能有效克服抖振问题;并能在有限时间收敛到滑模面。进而,基于此趋近律设计了一种适用于航天器对地凝视的姿态滑模控制器。仿真实验结果表明,控制器可以获得0.01°的姿态凝视控制精度,在姿态跟踪过程中无抖振现象;并且对外界干扰具有一定的鲁棒性,从而验证了控制器的有效性。     

基于新型趋近律和扰动观测器的永磁同步电机滑模控制

为了提高永磁同步电机的转速控制性能,克服扰动对伺服控制的影响,提出了一种基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法.设计了一种新型趋近律,以解决传统趋近律滑模面趋近时间和系统抖振之间的矛盾,提高系统响应快速性.综合考虑系统存在内部参数摄动和外部负载扰动,设计了滑模扰动观测器,并将观测值前馈补偿到速度控制器输出端;将观测器切换增益设计为扰动观测误差的函数,以削弱滑模观测值抖振.仿真结果显示,与传统趋近律相比,采用新型趋近律可有效提高系统的响应速度,快速准确的跟踪速度阶跃信号;滑模观测器可准确的观测系统扰动的变化;当系统加入负载扰动时,PI控制最大转速波动值为75 r·min-1,而基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制最大转速波动值较小为30 r·min-1,鲁棒性更好.实验结果显示,采用基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以快速跟踪400 r·min-1的速度指令,调节时间为0.12 s,稳态跟踪误差为±4 r·min-1,且转速无超调;滑模观测器可准确无超调的估计系统扰动值,进一步提高系统的抗扰动性能;当电机以400 r·min-1稳速运行时,加入0.6 N·m的负载扰动,基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法最大转速波动为23 r·min-1,与PI控制相比,转速波动减小了8%.上述仿真和实验结果具有较好的一致性,表明基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以有效抑制滑模控制系统的抖振,提高转速控制系统的鲁棒性和动态响应性能.