基于扩张状态观测器的炮控系统串联滑模控制

针对坦克炮控系统中存在齿圈间隙、摩擦力矩和参数漂移等多种非线性因素造成系统驱动延时、换向振荡和低速"爬行"等问题,设计了一种基于扩张状态观测器(ESO)的炮控系统串联滑模控制器。首先,利用系统内部可测信息,将炮控系统分解为n个串联的一阶子系统;然后,引入ESO估计各子系统的不确定性。在此基础上,基于backstepping递推思想,分别针对各子系统设计滑模控制器,并逐步向后递推,构成炮控系统串联滑模控制器。试验表明,该方法能够很好地抑制各种非线性因素的影响,有效地改善系统控制性能。由于各子系统均为一阶系统,ESO和滑模控制器的设计大为简化,易于工程实现。此外,该方法还有效地抑制了传统滑模控制的抖振问题。

串联型滑模结构的燃料电池供气系统控制研究

针对燃料电池空气供给系统动态性能易受负载变化和外界环境因素影响的问题,设计了一种由超螺旋滑模控制与终端滑模控制相结合的串联型控制策略。建立了面向控制的五阶动态模型,提出了在负载变化时供气系统跟踪最佳过氧比、最大净输出功率和阴极压力测量的控制问题;提取最佳期望值并设计控制器,利用Lyapunov方法进行闭环稳定性验证。仿真分析可知,所搭建的观测器扰动估计值与理论实际值误差在0.01%以内,且本文方法与PID控制相比过氧比跟踪最佳期望值响应时间提高了6.9%,最大净功率输出值提高0.2%,阴极压力响应时间相比提高了60%。由结果可得,本文策略在负载变化时可以有效的控制供气系统过氧比跟踪最佳期望值并输出最大净功率,能够准确、迅速的估计阴极压力,能够较好的估计扰动,具有较强的抗干扰能力。