水平地震作用下剪切型建筑结构分散滑模控制

将大尺度建筑结构整体状态方程分解为子结构形式,子结构间的耦合作用及地震干扰视为作用于子结构的有界广义力,利用滑模控制的匹配条件及子结构广义力的有界性,实现基于全局稳定的子结构分散稳定控制.进而,根据剪切型建筑结构系统矩阵特点,建立建筑结构分散滑模控制中满足滑模匹配要求的控制器布置条件;利用作用力位置矩阵奇异值分解的方法实现一般情况下该方法的控制过程.研究表明,基于滑模理论的分散控制可以有效实现建筑结构抗震控制;剪切型建筑结构控制设计的匹配条件仅与控制器数目和子结构层数有关.以20层钢结构基准模型在地震激励下的控制为例,说明该方法的实现过程.     

采用高阶终端滑模观测器的执行器未知故障重构

针对常规滑模观测器抖振现象易造成故障误判和漏判的不足,考虑实际系统故障信息未知的情形,提出了一种含自适应律修正的高阶终端滑模观测器执行器鲁棒故障重构方法。首先引入线性变换矩阵实现系统降维,确保状态估计不受干扰和故障的影响,并将观测器增益矩阵设计方法转化为线性矩阵不等式约束下的凸优化问题;其次考虑故障变化率上界未知的情形,在高阶非奇异终端滑模控制输入中添加了自适应律,确保滑模运动不受未知信息故障的影响,在有限时间内到达滑模面以实现鲁棒性,在此基础上给出了执行器故障重构的计算方法;最后以某飞控系统为例开展了仿真研究,结果表明所提方法能有效减小抖振,快速估计系统状态,自适应律在3s内可以实现对未知故障的自适应调节,确保准确实现执行器未知故障重构。     

一类线性分数阶时滞系统的滑模控制

文章主要讨论了一类含有状态时滞的线性分数阶系统的滑模控制设计。基于状态变量分数阶整数化,提出了不含时滞的线性分数阶系统的滑面的问题,给出了一个稳定的切换控制。讨论了含有状态时滞的线性分数阶系统的滑模控制设计,并说明滑模的存在性和控制设计的稳定性。     

磁轴承-转子系统的离散模糊自适应滑模控制

针对磁悬浮反作用飞轮工程化的需要,提出了一种磁轴承—转子系统的离散滑模控制方法,用于处理系统中不平衡量和非线性干扰,实现了该系统的高精度鲁棒控制。针对滑模控制方法存在抖振大的问题,采用模糊控制器输出的绝对值作为滑模控制器的增益,实现了增益的自适应调节,大大减弱了抖振。设计了离散非线性跟踪微分器用于合理提取微分,代替实际速度信号实现全状态反馈。仿真结果表明,该控制系统的不平衡量和非线性干扰得到有效抑制,控制电流较小,抖振控制在精度范围之内,位移在短时间内收敛到零,从而转子绕惯性主轴旋转,实现了自动平衡。     

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。     

Control of Chaos in Lu System Subject to Mismatch Uncertainties Using Sliding Mode Design

A strategy is proposed to control Lu It is implemented by using sliding mode control system with mismatch uncertainties. The proposed controller ensures the occurrence of the sliding mode motion. It is guaranteed that under the proposed control law, the system state can be regulated to a specific point or in a predictable neighborhood of desired points in the state space even with mismatch uncertainties. Simulation results have illustrated the effectiveness and robustness of the proposed schemes even though the control input is nonlinear.     

一种新的无传感器滑模观测器仿真研究

为了改善元传感器感应电动机驱动系统的低速性能,提出了一种新的无传感器滑模现测器,即采用新型低通滤波器代替理想积分器.该新型低通滤波器交换了改进低通滤波器的补偿环节和低通滤波器环节的计算顺序,解决了改进低通滤波器理论上的动态跟踪误差问题.基于新型改进低通滤波器的无传感器滑模观测器改善了系统的低速性能,使系统对测量误差和参数误差具有更好的鲁棒性.大量的对比仿真结果验证了该新方法的有效性.     

融合反步法的无人驾驶汽车轨迹跟踪控制方法

为了解决无人驾驶汽车轨迹跟踪控制的准确性、稳定性和快速性问题,将反步法分别融合滑模变结构控制和模糊自适应控制.建立车辆三自由度运动学位姿误差微分方程,推导了基于反步法的车速和横摆角速度控制律,结合Lyapunov稳定性判据验证了系统稳定性.分别建立融合反步法的滑模变结构和模糊自适应轨迹跟踪控制方法,结合轨迹跟踪稳态误差、超调量和调整时间,验证、比较了控制方法准确性、稳定性和快速性3种性能的优劣.结果表明：融合反步法的滑模变结构轨迹跟踪控制的稳定性最好,轨迹跟踪超调量接近于0;融合反步法的模糊自适应轨迹跟踪控制快速性最好,轨迹跟踪调整时间相对于反步法缩短了18.2%.     

基于在线参数辨识的电动助力转向补偿控制

电动助力转向(electric power steering, EPS)系统具有非线性和时变性,采用常系数补偿无法实现对转矩的准确跟踪,影响驾驶员手感。文章采用滑模控制器准确跟踪电流,并设计补偿算法,利用带遗忘因子的递推最小二乘(recursive least squares, RLS)算法对助力装置进行在线参数辨识,并将辨识得到的结果进行补偿控制,在参数缓慢变化的条件下实现EPS对转矩的准确跟踪。     

基于模糊滑模反步控制的自动装卸钻杆机械臂轨迹跟踪研究

针对现有矿井自动装卸钻杆机械臂运动轨迹跟踪方法精度低而导致施工效率低下的问题,综合应用模糊滑模控制与反步控制理论,提出模糊滑模反步控制钻杆机械臂轨迹跟踪法。采用扰动观测器对扰动信号进行估算,采用模糊理论描述滑模面与运动点的广义距离,以降低滑模控制中由速度瞬变所引起的抖振,并采用模糊滑模反步控制法对由系统扰动造成的误差进行补偿。针对钻杆机械臂的两个重要关节进行了运动仿真与试验测试。结果表明：两个关节的轨迹跟踪误差比模糊滑模控制分别减小了28.2%和22.6%。模糊滑模反步控制法有效降低了钻杆机械臂关节运动轨迹误差,极大提高了运动稳定性和响应能力。