Application of Adaptive Backstepping Sliding Mode Control in Alternative Current Servo System of Rocket Launcher

An adaptive backstepping sliding mode control approach is introduced to control the pitch motion of a rocket launcher. Its control law is proposed to guarantee that the control system is ultimately bounded in a Lyapunov sense and make the servo system track the instruction of reference position globally and asymptotically. In addition, the sliding mode control can restrain the effects of parameter uncertainties and external disturbance. The functions of adaptive mechanism and sliding mode control are analyzed through the simulation in the different conditions.The simulation results illustrate that the method is applicable and robust.

基于二阶滑模算法的步进电机自动升降转速控制方法

受各部分联动关系的影响,步进电机转速的升降调节控制效果难以满足实际需求。为此,提出基于二阶滑模算法的步进电机自动升降转速控制方法。在综合步进电机转子的运动方程、步进电机的电磁力矩方程、电机转动方程及阻尼系数方程的基础上,构建步进电机数学模型,并明确通过调节输入电流,控制步进电机的转速,使得电机达到期望转速的控制目标。在具体的控制阶段,引入二阶滑模控制器,根据增益系数对滑模面函数和滑模控制律进行循环迭代,直至满足控制要求。测试结果表明,设计控制方法不仅能够实现在短时间内迅速调整测试步进电机转速,并且转速表现出较高的稳定性,满足实际应用需求。

永磁同步电机调速系统的分数阶积分滑模控制

为了提高永磁同步电机(PMSM)调速系统对负载扰动及参数变化的鲁棒性,采用速度误差的分数阶微积分,设计了非线性积分滑模面,并提出一种基于分数阶积分滑模控制算法(FOISMC)的PMSM速度控制系统。通过Lyapunov定理证明了所设计的控制器的稳定性,并对该控制器进行了性能分析。理论分析和数值仿真结果表明:所提方法比整数阶积分滑模控制以及常规PI控制具有更好的动态性能和抗扰动能力,以及更高的速度跟随精度。

自适应反演滑模控制在火箭炮交流伺服系统中的应用

针对某火箭炮俯仰运动的位置控制问题,采用了一种自适应反演滑模控制方法。自适应反演控制律保证了闭环系统最终有界,使伺服系统能够全局渐进跟踪参考位置指令,从而达到交流伺服系统稳定跟踪控制的目的,滑模控制抑制了模型参数摄动和外界干扰的影响。通过不同条件下的仿真研究,分析了自适应机制和滑模控制在运动控制中的作用,结果表明该方法具有较强的适应性及鲁棒性。

感应电动机全局高阶滑模观测器

提出了一种基于高阶滑模的感应电动机全局滑模观测器,用于实现电机转速及转子磁链的高精度辨识。通过设计全局滑模面,实现了观测器在整个控制过程中均处于滑动模态,提高了观测器的鲁棒性。设计的高阶滑模控制律可以得到平滑的等效控制信号,实现了直接将滑模控制信号用于系统状态观测,提高了观测精度。仿真和试验结果表明:所设计的滑模观测器有效地抑制了抖振现象,具有良好的观测精度,并且对外部负载扰动及内部参数摄动具有较强的鲁棒性。

机电伺服系统高精度自适应反推滑模控制

通过建立永磁同步电机驱动的机电伺服系统的数学模型,设计对数型障碍函数作为控制Lyapunov函数,实现了对机电伺服位置误差范围的界约束。针对电机参数时变的特性,设计了自适应律对匹配不确定性进行在线估计,采用非奇异快速终端滑模控制设计电流控制器,证明了控制过程中舵面跟踪误差始终保持在约束区间内且可收敛到原点较小邻域。仿真及试验结果表明:与常规反推控制方法相比,本文方法的鲁棒性和控制精度得到了显著提高。

火箭炮交流伺服系统全局滑模控制

针对某火箭炮位置伺服系统参数变化范围大,冲击力矩强等特点,提出了一种全局滑模控制方法,并结合伺服系统数学模型对其进行了稳定性证明,同时对于控制律中的高阶微分项,引入微分估计器来获取其高精度估计值。仿真结果表明,该控制方法不仅能够有效抑制抖振,保证系统的响应速度和控制精度,并且对参数摄动和负载扰动具有很强的鲁棒性。

基于动态滑模算法的AMT选换挡电机控制

针对电动机械式自动变速器换挡时间较长的特点,对电动AMT选换挡电机进行分析和建模;基于动态滑模理论,提出了一种换挡电机动态滑模控制方法,并将它应用于电动AMT汽车选换挡执行机构的位置跟踪控制。仿真与试验结果都表明,与常规的PID控制器和滑模控制器相比,动态滑模控制器响应速度快、鲁棒性好、跟踪精度高,能有效地改善AMT的换挡品质。

基于非奇异终端滑模观测器的火箭炮系统控制

针对火箭炮位置交流伺服系统转动惯量变化范围大,燃气流冲击力矩强等特点,建立发射动力学与电气耦合模型,研究火箭炮在伺服系统闭环状态下调炮、射击时位置控制系统控制特性。在系统位置控制中引入了非奇异终端滑模观测器,在火箭炮射击等情形下,对火箭炮系统外部干扰项进行估计,削弱控制量抖振,提高传统滑模控制方法对于外界干扰的鲁棒性。通过仿真计算与结果对比,所提控制方法鲁棒性强于传统滑模控制,控制精度优于PID控制。

弯角马达工具面动态控制系统研制及试验

常规方法调整弯角马达工具面时作业效率低,易发生工具面漂移、托压等复杂情况。基于顶驱和MWD系统研制了一套弯角马达工具面动态控制系统,该系统可自动判断工具面偏移情况并发送指令至顶驱定位系统,实现连续滑动钻进过程中对工具面的实时监测和自动控制。仿真测试及现场试验结果表明,所研制的弯角马达工具面动态控制系统具有良好的快速响应及稳定性,滑动钻进时工具面可控制在目标值±10°范围内,具有较好的现场应用价值。

PMSM的I/F结合滑模控制的模型设计实现方法

在电机控制算法学习过程中,传统的手写代码的实验方式存在灵活度差、实验周期长等问题。针对这一问题,以高性能算法——永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)的滑模控制为例,提出了基于模型设计的方法完成滑模控制算法实验学习。搭建了电流频率比(I/F)结合滑模控制的代码模型,利用嵌入式编码器将模型自动转化为代码。在低速区,采用I/F控制;在中高速区,采用滑模控制。同时设计了上位机界面可以收发数据并在线调参,最后,在一台180W的PMSM上进行了实验验证。运用模型设计的方法能够快速准确地实现滑模控制算法,并可以灵活地对算法进行改进以及快速验证,大大缩短了算法从设计到验证的周期,提高了电机控制算法的学习效率。

全自动多士炉的设计方法

手动多士炉使用襟手下压到指定位置才能烘烤面包片。但如何取消襟手,只按一下按键或不按按键也能自动烘烤呢?本文详尽地论述了实现多士炉自动烘烤的设计方法及几种实用的机械机构,同时论述了自动多士炉如何自动检测从而升级为全自动多士炉。最终使厨房劳动变得更加简单,为实现家电的智能化控制创造条件。