双馈感应发电机直接转矩滑模变结构控制技术研究

针对双馈感应发电机的动态行为分析不够精准,导致技术的控制效果不佳的问题,设计双馈感应发电机直接转矩滑模变结构控制。根据双馈感应发电机的运行特点,分别计算双馈感应发电机的磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程;确定双馈感应发电机的滑模面并计算对应的切换函数,确定相应的控制律;设计滑模变结构控制器,通过整定控制参数计算对应的控制误差,实现对发电机的控制。实验结果表明:双馈感应发电机采用的直接转矩滑模变结构控制技术在实际应用中超调量较低,控制效果较好。

小口径枪榴弹尾舵滚转角变结构控制方法

针对基于尾舵修正的小口径枪榴弹在飞行时间短、气动不确定因素较多,难以建立精确模型情况下的尾舵滚转角控制问题,提出基于变结构控制的小口径枪榴弹尾舵滚转角控制方法。该方法建立了存在气动干扰条件下小口径枪榴弹尾舵滚转角运动的状态空间模型,通过选取合适的切换平面与趋近律,设计了尾舵滚转姿态变结构控制器。仿真结果表明,所设计的变结构控制器初始响应抖振较小且控制精度更高,与传统PID控制方法相比,具有响应快、对参数变化及扰动变化不灵敏、无需系统在线辨识等优点,可实现对尾舵滚转角的精准控制,有效提高了打击精度。

汽车ABS模糊变结构控制设计

针对汽车制动过程中防抱死制动系统(ABS)存在的难以充分利用地面附着系数和高度非线性的问题,提出了一种基于路面识别的ABS模糊变结构控制策略。利用Burckhardt轮胎模型设计路面识别算法,并通过模糊变结构控制调节路面识别算法识别出的最优滑移率。仿真实验结果表明,路面识别算法响应速度快、准确率高;在跃变路面条件下,模糊变结构控制比变结构控制的制动时间减少7%,制动距离缩短6%,控制器输出的抖振幅度得到有效削弱.

铸钢件凝固过程中的微观结构控制技术研究

本文深入研究在固化阶段对钢铸件细观构造调控的方法,旨在增强其功能性以及拓宽其使用领域。根据热学法则考察了钢铸件在凝结阶段的热传递与物质迁移现象,并探究了微观构造生成的动态原理,探讨了降温速度、合金成分引入以及数值分析等重要技术对细观构造所产生的作用。通过实例考察揭示了在特殊环境中微观构造调控手段的使用成效及其对成品品质优化的影响。研究发现,通过严格调整铸造钢材的细微构造,能够显著增强其机械特性及耐用年限,这对促进材料工程与生产行业的进步起到了关键作用。

二阶不确定离散系统的时变滑模面变结构控制

针对一类二阶不确定离散系统 ,利用离散变结构控制系统所具有的滑动模态区 ,提出了一种具有强鲁棒性的时变滑模面离散变结构控制方法 .通过旋转和平移初始滑模面得到了一个时变的滑模面 ,并证明了在此滑模面条件下滑动模态的存在性 .给出了滑模面旋转和平移的具体过程 ,同时由于滑动模态区的宽度固定 ,可定量地确定出滑模面在各个采样时刻的变化量 .该控制方法使得闭环系统在任意的系统初始状态都处于滑动模态区内 ,然后通过结合旋转和平移滑模面的方法 ,使随后任何时刻的系统状态都处于滑动模态区内 .消除了传统变结构控制方法具有的趋近模态运动 ,提高了系统的鲁棒性能 .最后给出了一个数值仿真算例 。

二阶系统模糊变结构控制器设计及稳定性分析

采用滑模变结构控制时不可避免会产生抖振问题,尤其是对于那些变参数及具有不可测量持续扰动的系统,通过常规方法难以克服抖振对系统控制性能带来的不利影响。为此将模糊控制与滑模变结构控制相结合,设计了一种模糊变结控制器,既保持了变结构控制的鲁棒性及快速性,又能较好地消除抖振现象,并利用描述函数法分析了该控制系统的稳定性。最后通过一个具体的导弹变系数二阶控制系统的应用实例验证了该控制器的性能。

不匹配不确定时滞系统的自适应变结构控制

针对一类带有不匹配时变不确定性和时滞的线性系统 ,基于 L yapunov稳定性定理 ,提出了一种新的自适应变结构控制策略 .该控制策略保证了闭环系统滑动阶段的存在性 ,由于不满足通常的匹配条件 ,在设计线性滑模面的系数矩阵时提出了一种新的匹配条件 ,并在此基础上很容易地证明了滑动模态运动相对于不匹配时变不确定性和时滞的完全不变性 ;因而一旦系统运动轨迹到达滑动模态 ,系统将会沿着滑模面作期望特性运动 ,从而确保了系统的全局稳定性 .通过仿真例子说明了该控制策略的可行性和有效性 .

挠性飞行器姿态稳定鲁棒变结构控制

针对三轴稳定卫星的模型参数存在不确定性，设计了一种鲁棒变结构控制器，它能确保系统在一定 条件下具有全局渐近稳定性，并且系统在一定条件下能在有限的时间内到达滑动平面，具有鲁棒到达条件， 同时控制律实现简单．采用积分型滑动平面，能保证系统在到达滑动平面后具有良好的性能．最后根据卫星 参数给出了具体的数值算例，数值仿真结果良好．从数值仿真结果来看控制器在存在较大不确定性情况下 (考虑系统转动惯量有5%的不确定性)依然保持良好性能，具有很强的鲁棒稳定性．而且，采用边界层改进 控制器后，能有效地解决抖振问题，同时控制器的性能基本保持不变，说明鲁棒变结构控制器的设计是有 效的．

变结构控制的抖振问题研究

变结构控制是一种鲁棒控制方法,它对系统参数的变化和外部干扰具有理论上的完全鲁棒性,然而,变结构控制系统在滑模面上的高频抖振是其工程应用的主要障碍。该文将抖振削弱方法分为两类:一类是传统控制方法,它通过改变变结构控制器的构造方式来削弱抖振;另外一类是组合控制方法,它通过引入其他先进控制理论(如智能控制、自适应控制等)来削弱抖振。目前,多种组合控制方法被广泛采用,但缺乏对结合方式的系统性分析,本文以模糊变结构组合控制方法为例,详细探讨了多种形式的结合方式。最后指出了处理抖振问题的发展方向。

基于变结构控制的新能源汽车多重域耦合能量管理策略

新能源汽车具有清洁环保、节能高效等优势,已经成为汽车行业的重要发展方向。然而,由于新能源汽车的驱动系统和能量系统与传统燃油汽车存在显著差异,如何高效管理和优化车辆各子系统间的能量流动,实现整车的能量利用最大化,是当前新能源汽车研究领域的一大挑战。该文对基于变结构控制的新能源汽车多重域耦合能量管理策略进行深入研究,建立新能源汽车的多个子系统模型,通过变结构控制设计出满足各领域耦合约束的滑模面和控制率,并结合线上自适应调整机制,实现车辆各子系统的协调控制和能量在线优化配置,显著提高整车的综合性能表现。

滑模变结构控制在永磁同步电机控制中的实现和仿真

永磁同步电机(PMSM)是一个强耦合、多变量、非线性系统,控制难度大,而滑模变结构控制对外部扰动和参数变化有较强的自适应性,更适合实现PMSM的高性能控制。利用Matlab搭建滑模变结构控制系统模型,研究其动态性能,仿真结果显示,该系统具有良好的跟随性能和鲁棒性。

永磁同步电机离散准滑模变结构控制

为了提高永磁同步电机调速系统的动态品质,解决传统PI调节器存在的抗干扰能力弱,鲁棒性差等问题,将滑模变结构控制(SMC)应用于PMSM调速系统,探讨了变结构控制在离散线性系统中存在的问题,分析了当常规的趋近律方法应用在调速系统中时存在的不足;基于一种新的离散变结构趋近律对永磁同步电机滑模速度调节器进行了设计,并与常规趋近律分别进行了试验比较。仿真实验结果表明,基于滑模变结构理论设计的调速系统具有良好的动静态特性和抗干扰的能力。将该新型趋近律用于离散系统,验证了在离散系统中同样拥有良好的仿真效果。

永磁直线同步电机的互补滑模变结构控制

针对永磁直线同步电动机伺服系统易受参数变化、外部扰动、非线性摩擦及固有的端部效应等不确定性因素影响,提出了一种互补滑模变结构控制方法。建立了含有不确定性的直线伺服电机运动系统的动态模型,采用广义滑模面和互补滑模面相结合的方法设计了互补滑模变结构控制器,从理论上分析证明了此控制器可以保证系统跟踪误差的收敛性,抑制不确定性因素,提高系统瞬态响应速度,进而有效地减小了跟踪误差。同时选择饱和函数作为切换函数,降低了滑模控制(sliding mode control,SMC)的抖振现象。最后,通过系统实验表明了所提出的控制方法是有效可行的,与传统SMC相比,基于互补滑模控制(complementary sliding mode control,CSMC)的系统具有快速准确的跟踪性能和鲁棒性能,明显地减小了系统的跟踪误差。

一类不匹配不确定非线性系统鲁棒变结构控制

针对一类具有不匹配非参数化不确定性的非线性系统 ,设计出一种鲁棒变结构控制器。该控制器能够保证当时间 t趋于无穷时 ,闭环控制系统的输出跟踪误差趋于零。

汽车防滑刹车系统滑模变结构控制器设计研究

从力学建模、车轮轮胎的简化模型、滑模控制器的设计等3个方面入手,对滑模变结构控制系统进行仿真分析,旨在探索汽车防滑刹车系统滑模变结构控制器的设计方式和优化途径,并研究其对行车安全性能的影响。

模糊变结构控制策略在UUV航向运动中的应用与分析

无人水下航行器(UUV)在实现预期运动时,被控对象会受到不同性质的扰动,为满足当前UUV水下空间运动的精准控制,要求航行控制系统在完成航向跟踪基本性能的前提下兼备一定的抗扰性能。以变结构控制策略设计为基础,针对非线性控制中的抖振现象,提出一种模糊化控制策略的设计以提高跟踪效果,通过Lyapunov函数设计UUV侧向运动变结构控制器及其模糊化控制器来实现UUV快速精准的航向控制,利用Simulink仿真验证航向跟踪控制性能,并计算分析对比变结构控制策略和其模糊化控制策略下UUV在航向运动中的抗扰性,仿真结果表明了模糊化变结构控制策略在UUV航向控制中具备良好的稳定性与抗扰性等特点,同时能很好地抑制抖振。

具有非线性切换函数的变结构控制器设计

本文针对机器人的给定点调节问题，提出了一种新的控制方法。本方法主要特点为：采用李亚普诺夫函数V＝S^TMS替代变结构控制器设计中通常采用的到达条件SS＜0，从而避免了烦琐的惯性阵转换问题；通过使用非线性切换函数替代线性切换函数，大大改善了系统的动态响应；通过约束系统动点在扇区内滑动来替代在切换面交的滑动，使抖动得以消弱。

变结构控制器的摄动补偿器设计

设计摄动补偿器的目的是减小建模误差及由此而引起的抖振。

刚体卫星姿态跟踪鲁棒变结构控制

针对刚体卫星在变轨机动时存在参数摄动,非线性强的特点,采用双回路鲁棒变结构控制器,它能确保系统在一定条件下具有全局渐近稳定性,并且系统能在有限的时间内到达滑动平面,具有鲁棒到达条件,同时控制律实现简单。最后给出了具体的数值算例,数值仿真结果良好。从数值仿真结果来看控制器在存在较大不确定性情况下(考虑系统转动惯量有5%的不确定性),依然保持良好性能,具有很强的鲁棒稳定性。

Boost变换器精确反馈线性化滑模变结构控制

利用非线性系统的微分几何理论,在Boost变换器仿射非线性模型基础上,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到Boost变换器状态反馈精确线性化模型。在此线性化模型基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计滑模变结构控制器。研究对比表明,所提出的精确反馈线性化滑模变结构控制策略具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,同时克服了现有精确反馈线性化控制策略固有的对精确数学模型依赖性的缺点,表现出更强的鲁棒性,从而具有一般性理论和实际意义。