Fast integrated guidance and control with global convergence

A global fast convergent integrated guidance and control design approach is proposed. A disturbance observer is utilized to estimate the uncertainties of integrated guidance and control model in finite time. According to the multiple sliding-mode surface control, the independent nonsingular terminal sliding functions are presented in each step, and all the sliding-mode surfaces run parallel. These presented sliding-mode surfaces keep zero value from a certain time, and the system states converge quickly in sliding phase. Therefore, the system response speed is increased. The proposed method offers the global convergent time analytically, which is useful to optimize the transient performance of system. Simulation results are used to verify the proposed method.

滞环调制全局滑模控制Buck变换器设计

研究Buck变换器的瞬态特性与全局滑模系数的关系,分析滑态移动参数的选取方法,给出一种实现全局切换函数的方法。分析Buck变换器稳态工作时的输出电压纹波,提出全局滑模控制Buck变换器的瞬态情形的判定条件。利用Matlab/Simulink实现全局滑模控制器并进行仿真研究。仿真和实验结果表明,全局滑模控制Buck变换器的瞬态情形判定条件和瞬态初值赋定方法正确有效,全局滑模系数和滑态移动参数的选取方法合理,全局滑模控制较传统滑模控制具有相近的负载瞬态特性和更好的鲁棒性。

自适应PSO网络整定的航空发动机全程滑模控制

针对现代航空发动机是一个具有不确定性的强非线性系统,提出了一种基于自适应PSO网络整定的航空发动机全程滑模控制方法。设计了一类全程滑模面非线性函数,函数中含有变参数指数函数,其参数由一种新的自适应粒子群学习算法(PSO)结合RBF神经网络来整定。全程滑模控制保证了控制系统的全程鲁棒性,同时,由稳态误差收敛速度和滑模抖振幅度建立参数优化指标,用自适应PSO神经网络快速搜索当前的全局最优点。仿真结果表明,所设计的控制器取得了良好的效果,削弱了抖振。

基于等效控制的全局滑模控制Buck变换器设计

为简化滑模控制器设计和提高变换器系统的鲁棒性,探讨了全局滑模控制的原理和设计方法,并用于设计Buck变换器的控制系统.分析了全局滑模控制Buck变换器的特点,给出了基于等效控制思想的全局滑模控制器设计步骤,并设计了全局滑模控制律.最后,通过仿真分析,探讨了全局滑模控制器应用于Buck变换器的可行性和有效性.仿真结果表明,设计的全局滑模控制Buck变换器较传统滑模控制Buck变换器的瞬态响应速度快,并具有全局鲁棒性.

输入受限的非线性网络系统全局滑模控制

针对动态TCP网络的拥塞问题,在输入受限情况下,基于全局滑模控制理论设计了一种主动队列管理(AQM)算法.该算法消除了滑模控制的到达阶段,保证网络系统在整个控制过程中的鲁棒性.对于TCP/IP网络中存在的网络模型的不确定、网络参数的时变性以及非TCP适应流所引起的网络振动,该算法可以获得良好的暂态和稳态响应.仿真结果表明该算法可以使队列长度快速收敛到设定值,同时维持较小的队列振荡,尤其是在网络条件变化的情况下,该算法优于传统的PI控制和滑模控制.

永磁直线同步电动机改进全局滑模变结构控制研究

针对滑模控制永磁直线同步电动机(PMLSM)不能实现有限时间控制以及全局滑模控制(GSMC)不能实现快速收敛的问题,提出了一种改进型GSMC算法来设计直线伺服速度控制器。该算法采用了由非线性项、线性项相结合的动态滑模面以及等速趋近律,非线性滑模面衰减函数由3个指数函数项组成一阶可导函数,并能在有限时间内衰减为零。仿真结果表明,改进GSMC不仅使系统具有全局鲁棒性,且能在保证高跟踪精度的同时加快响应速度和抗干扰能力。

单相Buck-Boost逆变器的全局滑模电流控制

为提高非隔离型Buck-Boost逆变器的动态品质和鲁棒性,提出一种全局滑模电流控制策略。该控制策略通过使用电流、电压信息的非线性组合构造全局滑模面函数,同时缓解了右半平面零点对系统稳定性的影响。设计全局变指数趋近律以保证控制器自动满足滑模存在条件,简化等效控制函数的设计过程,并给出滑模控制逆变器的闭环稳定性条件。最后的实验结果表明,该控制策略可保证较高的输出精度,同时能够有效地提升系统的动态品质和鲁棒性。

基于新型趋近律的永磁直线同步电动机全局滑模控制

为减小模型参数变化、负载扰动、非线性摩擦及端部效应等因素对永磁直线同步电动机直接驱动伺服系统带来的影响,提出一种基于新型趋近律的全局滑模控制方法。设计非线性动态滑模面函数以消除滑模控制的到达阶段,确保系统状态从初始时刻起就在滑模面上运动,从而改善传统滑模控制在到达阶段不具有鲁棒性的缺陷,以实现全局滑模控制。设计了一种包含动态边界层饱和函数的新型趋近律,使得系统状态可以平稳收敛至切换面并且削弱输出抖振,传统饱和函数因边界层厚度范围为定值而导致状态轨迹无法渐近收敛到切换面的问题得以解决。实验对比了该方法和传统滑模控制,结果表明该方法具有更好的鲁棒性和跟踪性。

基于奇异摄动法的FFFSR全局滑模跟踪控制及ESO振动抑制

针对存在参数不确定性和有界干扰的情况,讨论了自由漂浮柔性空间机器人(FFFSR)关节轨迹跟踪控制与柔性振动主动抑制的问题。利用奇异摄动法将系统分解为关节轨迹跟踪的慢变子系统和描述柔性振动的快变子系统,进而提出含慢、快变控制项的组合控制器;设计一种改进的全局滑模函数,利用低通滤波器抑制滑模抖振,实现全局鲁棒、快速收敛的关节轨迹跟踪;对于快变子系统,采用扩张状态观测器(ESO)对不易测量的柔性模态坐标导数和不确定扰动进行估计,并结合LQR方法,对柔性振动进行主动抑制。数值仿真表明,该组合控制器可以在有效抑制柔性振动的同时实现对期望关节轨迹的稳定跟踪。