抑制滑模抖振的新型饱和函数法研究

饱和函数控制法是抑制滑模抖振的有效方法之一,但由于边界层厚度的固定不变,导致系统轨迹无法渐近收敛到所给定的切换平面上,从而在切换平面上不存在滑动模态,降低了系统在切换平面上的鲁棒性.通过对以上问题研究分析,提出了一种具有动态边界层的新型饱和函数控制法.该控制方式可使边界层随状态轨迹的收敛而逐渐收缩,当边界层厚度减小到零时,边界层与切换平面重合,使状态轨迹最终收敛到切换平面上,增强了系统在切换平面上的鲁棒性.理论分析和仿真实验证明了该方法的可行性.

基于新型饱和函数和PI观测器的PMSM滑模控制

针对滑模变结构控制存在的抖振问题,分析了抖振产生原因,提出了利用新型反正切饱和函数减小系统抖振的方法;为了克服扰动对永磁同步电机转速的影响,设计了基于Luenberger观测理论的比例积分观测器(PIO),利用线性系统理论中的可观性证明了观测器误差动态方程收敛为零,实现对未知扰动的观测;并采用前馈补偿结构,抑制了扰动对转速的影响,进一步提高了系统鲁棒性。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。

基于饱和函数的机械臂模糊滑模趋近律设计

为了削弱机械臂滑模控制中的抖振现象,提出了模糊趋近律的控制方法。利用模糊控制器实时调整滑模控制的趋近律参数,并将饱和函数引入趋近律的设计中,设计了一种新型趋近律。该方法既保证了控制系统的快速性和鲁棒性,又能够有效地削弱抖振,另外,控制系统设计简单,便于工程应用。仿真结果表明,该控制策略不仅有效地抑制了系统的抖振,而且保证了机械臂系统对期望轨迹的快速跟踪性,进而提高了机械臂的工作性能。

基于双重饱和函数的不确定机器人分散控制

针对具有集中不确定性的机器人轨迹跟踪问题,在传统PD控制基础上,引用双重饱和函数提出了一种不依赖于机器人动力学模型的基于多项式的分散控制结构。该控制器由PD控制器和针对参数和非参数不确定性的非线性补偿控制器构成。将滑模控制原理与饱和函数特性有机结合起来,减轻了一般滑模控制的抖振现象,有效抑制了执行器的饱和。通过李亚普诺夫定理,证明了控制系统的渐近稳定性和跟踪误差的有界性。仿真结果表明了所提出的控制策略的有效性。

非线性驻波的饱和函数

非线性驻波的各个谐波在激发强时都要饱和，现根据饱和的实验规律求出饱和函数，以进一步探讨其物理意义．

基于一类饱和函数的机器人混合鲁棒/自适应控制

提出一类不需要线性 PD反馈的混合鲁棒 /自适应控制策略 ,用于不确定性机器人的轨迹跟踪 .其控制结构由一个补偿参数不确定性的自适应控制器和补偿非参数不确定性的鲁棒控制器构成 .其主要特点是基于一类饱和型函数 ,提出了一类新颖的鲁棒控制器和非线性滑动变量的设计方法 .基于 L yapunov方法的理论分析和计算机仿真 ,均保证设计的控制策略能够消除系统所有的不确定性影响 ,并达到全局的渐近稳定 .

基于新型饱和函数滑模观测器的永磁同步电机控制系统

针对传统反电动势滑模观测器(SMO)抖振造成的永磁同步电机转子位置检测、转速估算不准确的问题,在传统反电动势SMO的基础上提出一种新型饱和函数SMO。构造反电动势状态观测方程,利用Lyapunov稳定性理论论证其收敛性;同时考虑观测器增益系数以及低通截止频率的给定,根据实时转速反馈选取合适的观测系数和低通滤波器的截止频率;在低通滤波器后增加卡尔曼滤波器滤除系统的测量噪声和测量误差,提高观测精度。对比仿真和试验结果,验证了新型饱和函数SMO算法的实用性和有效性。

基于饱和函数的不确定机器人模糊自适应滑模控制

针对模型和参数不确定机器人系统轨迹跟踪问题,在模糊自适应控制的基础上提出了一种新的控制策略,该控制策略把饱和函数、模糊原理与滑模控制有机结合起来,设计了一种模糊自适应滑模控制器。该控制器利用模糊逻辑系统为机器人的动力学系统建模,设计自适应律调节未知参数,为保证控制力矩输出平滑有界,不存在一般滑模变结构中的抖振现象,采用双曲正切函数代替传统的符号函数。利用李亚普诺夫定理证明了闭环控制系统全局稳定,跟踪误差渐近收敛于零。仿真结果表明了所提出的控制算法的有效性。

基于指数饱和函数的非线性系统自适应模糊控制

为减小模糊逻辑系统的逼近误差,引入指数饱和函数项对一类未知非线性系统进行间接自适应模糊控制.直接用模糊逻辑系统逼近未知非线性函数,基于广义误差对模糊逻辑系统中的未知参数进行自适应调整,并用指数饱和函数项对逼近误差进行补偿.该方法不但能使跟踪误差收敛到原点的一个小邻域内,而且通过适当减小控制器中设计参数,可使跟踪误差减小.仿真验证了该方法的有效性.

一类非线性前馈系统基于饱和函数的镇定问题

运用嵌套饱和控制律使得一类前馈非线性系统全局镇定.用一种通用的控制器来解决系统的全局镇定问题.

电液伺服系统的切换饱和函数滑模变结构控制

针对电液伺服系统的参数不确定性问题,基于滑模变结构控制理论,提出了一种切换饱和函数滑模变结构控制方法来消除参数不确定性对系统控制性能的影响,并采用饱和函数平滑不连续控制法,有效地减弱了系统中的抖振现象。仿真实验结果证明,该控制策略具有很强的鲁棒性及良好的跟踪性。

基于正弦饱和函数的永磁同步电机滑模观测器研究

针对传统滑模观测器使系统发生抖振和估算转速精准度不足的问题,在滑模观测器中用正弦饱和函数代替传统的开关函数;在滤波环节采用变截止频率低通滤波器代替传统滤波器实现全速段低通频率的自动调节,避免因低通频率选取不当导致的速度估计偏差;然后用卡尔曼滤波器对反电势信息做二次滤波,得到光滑连续的信号,对于低通滤波器带来的相位延迟用变滞后补偿来改善,最后用Matlab对永磁同步电机控制系统做仿真,验证所提出方法具有可行性和工程意义。

饱和函数序列电路的设计及其在多涡卷混沌电路中的应用

以普通运算放大器作为有源器件,设计了饱和函数序列电路,给出了电路频率临界值.将饱和函数序列电路应用于多涡卷混沌电路设计,研究了饱和函数序列幅度、宽度、斜率等参数对多涡卷混沌吸引子相图的影响.设计了基于参数可调的饱和函数序列的混沌电路,研究表明,通过选择合适的参数,可以调控多涡卷吸引子大小和形状.设计的饱和函数序列电路稳定且灵活,有利于其在多涡卷混沌电路中的应用.

具有MICHAELIS-MENTEN饱和函数的趋化模型斑图分析

针对一类具有MICHAELIS-MENTEN饱和函数的趋化模型斑图存在性,利用偏微分方程线性稳定性理论,通过对模型的常数定态解进行稳定性研究,得到了模型斑图存在的条件。利用数值研究证明了非常数解的存在性,分析了模态与斑图解之间的关系,并从数值上验证了该模型具有亚稳性结构。

基于新型饱和函数法的反馈线性化的全局滑模控制

针对常见的二阶非线性系统模型,提出了一种基于新型饱和函数法的全局滑模控制。在常规的反馈线性化滑模变结构控制中引入全局滑模控制和新型饱和函数,通过设计一种动态非线性滑模面消除了滑模变结构控制的到达阶段,使系统响应具有全局鲁棒性。具有动态边界层的新型饱和函数又能使边界层厚度随状态轨迹的收敛而逐渐减小到零,从而使状态轨迹最终收敛到切换平面上从而降低系统的抖振,提高控制精度。仿真结果证明了该控制方法的有效性。

含有广义饱和函数的全局渐近稳定非线性PID控制

为解决传统饱和函数条件比较苛刻的问题,本文提出了一种饱和函数,并将其应用于线性PD(比例-微分)+非线性PI (比例-积分)控制律.应用李亚普诺夫稳定性定理和拉萨尔不变原理推导了非线性PID控制律全局渐近稳定条件.为提高非线性PID控制精度,以位置跟踪误差绝对值时间积分和关节力矩输出误差绝对值时间积分为目标函数,以全局渐近稳定性条件以及关节额定驱动力矩为约束条件,应用多目标遗传算法NSGA-II(non-dominated sorted genetic algorithm-II)进行非线性PID控制律参数整定.选择优化后位置跟踪误差绝对值时间积分最小的饱和函数,并研究含有该饱和函数的非线性PID控制律对模型不确定性、输入干扰力矩和噪声的鲁棒性.与传统PID控制律和含有传统饱和函数的非线性PID控制律相比,本文方法的位置跟踪精度分别提高了近2个数量级和1个数量级.提出的饱和函数在靠近平衡点处具有较强反作用,使误差快速收敛于平衡点,有助于提高非线性PID控制律的位置跟踪精度以及鲁棒性.

基于土颗粒级配预测非饱和渗透系数函数的物理方法

针对非饱和渗透系数函数研究中引入未知经验参数会降低预测可靠度的问题,对土样颗粒级配曲线上划分的粒组分别构建形如立方体的天然土颗粒集合体与理想球体颗粒集合体。通过分析两者的几何特征和物理性质,提出计算土孔隙半径的理论表达式;将每个粒组对应的孔隙简化为理想圆柱形孔隙,基于天然土孔隙与理想孔隙内水分流量的相似关系,结合Hagen-Poiseuille公式,构建预测非饱和渗透系数函数的物理方法。依据非饱和土水力特性数据库UNSODA中8个典型土样的持水试验结果验证了孔隙半径表达式在表征土孔径分布时的合理性。结合该数据库及已有文献中26个土样的非饱和渗透试验结果对物理方法进行了验证,通过计算非饱和渗透系数预测值与其实测值之间的相关系数发现其在0.703～0.999范围内变化,并对土样非饱和渗透系数与体积含水率关系的形态和吻合度描述较好,为研究土的非饱和渗透特性提供了一种无需引入未知经验参数的新方法。

运用饱和关联函数分析扰动离散控制饱和系统

为探讨含饱和状态反馈扰动离散控制饱和系统的稳定性问题,运用饱和关联Lyapunov函数、LQR方法设计控制器,结合LM I给出一集合在系统吸引域内的充分条件。该函数包含了系统控制器饱和程度的实时信息,所估计的系统吸引域具有较少的保守性,该分析和设计方法被推广到无扰动的离散控制饱和系统,算例说明了该方法的有效性。

基于饱和关联Lyapunov函数的饱和离散系统吸引域估计

考虑执行器饱和的线性离散时间系统的吸引域估计问题,基于饱和关联的Lyapunov函数的吸引域估计,较之二次Lyapunov函数具有明显的优势,但这些结果仍具有一定的保守性。针对这一问题,提出了改进的局部稳定性条件,同时给出求解最大吸引域估计的优化问题。改进的稳定性条件含有更多的未知变量,已有结果是其一种特例。仿真算例验证了文中所得结论的正确性和优越性。

一类具有一般发生率和饱和治疗函数的SIS传染病模型的分支与稳定性分析（英文）

介绍带有一般发生率和饱和治疗函数的SIS模型,采用连续可微的饱和治疗函数,描述当医疗条件有限并且感染者的数量增加时,延迟治疗所产生的影响。采用的是一般发生率,包括双线性发生率与标准发生率。给出无病平衡点与地方性平衡点存在性与全局渐进稳定性成立的充分条件,证明当治疗能力很低时出现倒向分支,因此必须提高治疗的效率与能力。数值分析证明了Hopf分支的存在性。