指数型快速终端滑模变结构控制

针对一类高阶非线性系统,基于指数型快速终端滑模的良好特性,提出了一种新的滑模变结构控制,给出了控制律。系统状态变量能以较快的速度在有限时间内到达各级滑模面,并最终使系统状态收敛至平衡点。仿真结果表明:该滑模变结构控制方法有效可行。

电流型有源滤波器指数趋近律滑模变结构控制

针对电流型有源滤波器,研究指数趋近律滑模变结构控制策略,通过调整参数来加速向滑模面的趋近过程,很好地抑制了滑模变结构控制的抖振现象.该方法具有响应速度快、稳定性好和对外界干扰不敏感等特点.将此控制方法和直接电流PWM相结合,使系统的运行特性得到了很大的提高.借助PSCAD仿真软件验证了该控制方法的优越性.

并联有源滤波器终端滑模变结构控制策略研究

针对三相三线并联型有源电力滤波器谐波电流跟踪环节动态响应慢、鲁棒性差、跟踪精度不高的问题,提出了一种并联型有源电力滤波器指数型快速终端滑模变结构控制策略,解决了传统有源电力滤波器滑模控制器设计结构复杂及抖振问题。在分析数学模型的基础上,设计了指数型非线性滑动模态超曲面和控制率,证明滑模控制的可达性。该控制策略能够实现系统的全局渐近稳定性,并能使系统的状态变量在有限时间内快速收敛到平衡点,同时对系统的时变不确定部分也有较强的鲁棒性。仿真结果表明该控制策略动态响应速度更快,鲁棒性更强和控制精度更高。

基于指数型快速终端滑模的有限时间混沌同步

为了解决混沌同步有限时间的实现问题,基于指数终端吸引子的有限时间快速收敛特性,设计了指数型快速终端滑模,并将其引入到一类混沌系统中,提出了一种新的滑模变结构控制,以实现该类混沌系统的状态同步。系统状态变量能以较快的速度在有限时间内到达各级滑模面,最终使系统状态收敛到平衡点。系统具有良好的动态性能,同步时间可以估计和控制,且实现了混沌系统的有限时间完全同步。以Chen混沌系统为例研究验证同步策略的可行性和有效性。

机器人的终端滑模变结构控制研究

针对机器人这类非线性强耦合系统,基于滑模变结构控制理论,提出了一种终端滑模变结构控制方法。该方法将系统的状态方程化为为关节子系统,利用终端滑模方法构造每个子系统的滑模面,在此基础上运用李雅普诺夫函数和含有饱和函数的指数趋近律设计了关节子系统的控制律。利用所提出的方法对平面二自由度机器人的控制系统进行了设计并进行了仿真,仿真结果表明了该控制方法不仅有效地实现了机器人关节控制,而且该控制方法还能降低因采用滑模控制而产生的抖振,并使得系统快速收敛到平衡稳定状态。

具有强鲁棒性的滑模变结构控制

针对一类高阶不确定非线性系统,基于指数型快速终端滑模的良好特性,提出了一种新的滑模变结构控制.系统状态变量能以较快的收敛速度在有限时间内到达各级滑模面的邻域,并最终收敛到平衡点附近很小的区域.使用李亚普诺夫稳定性理论证明了系统的渐近稳定性,并推导出各级邻域和系统不确定环节的数学关系.Matlab仿真验证了系统的强鲁棒性.

用于刚性机械手的无抖振快速终端滑模控制

提出一种用于刚性机械手的无抖振快速终端滑模鲁棒控制器。快速终端滑模综合了终端滑模和传统线性滑模的优点 ,能在有限时间内到达平衡点 ,并降低系统稳态误差。采用优化方法推导出系统的跟踪精度和用于消除抖振的饱和函数宽度之间的数学关系。利用系统的参数化模型 ,可将参数的不确定部分从回归矩阵中分离出来。根据每个参数的不确定范围设计鲁棒控制器。

广义系统的快速终端滑模控制

研究了一类广义系统的快速终端滑模控制问题。通过非奇异线性变换把广义系统变换成受限等价形式,利用Lyapunov函数的方法,提出了一种新的指数型快速终端滑模控制策略,给出了特殊的指数型终端滑模超曲面,设计了相应的终端滑模控制器,使得闭环系统渐进稳定,实现了滑模运动,保证了系统状态变量以较快的收敛速度在有限时间内到达平衡点。给出了数值算例,说明了设计的可行性和有效性。

基于滑模变结构控制的余热发电机机组励磁控制研究

水泥生产过程中会产生大量中低温余热,利用余热发电是水泥生产企业节能的重要手段。为维持余热发电系统的电能稳定,以单机无穷大电力系统为例,建立余热发电机组励磁系统数学模型,设计基于指数型终端滑模变结构控制理论的同步发电机励磁控制器。针对电力系统中三相短路和三相断路故障利用Matlab进行时域仿真,与采用快速终端滑模变结构控制的仿真结果进行对比分析,仿真结果表明该指数型终端滑模变结构励磁控制系统具有更好的适应性及稳定性。

基于全程滑模的有限时间滑模变结构控制

提出了一种适于多输入多输出(MIMO)非线性系统的全程滑模变结构控制。基于全程滑模控制,采用指数型快速终端滑模趋近律设计全程滑模控制器,并对控制率作平滑改进。方法消除了滑模控制的到达阶段,系统跟踪误差始终保持在滑模面上,并能在有限时间内趋近于原点的邻域内。一类三阶非线性系统仿真结果表明:该控制策略可行且有效。

一种新型的对角型模糊变结构轨迹跟踪控制器设计

文章试图结合模糊控制和滑模变结构控制的优点, 设计一种新的对角型模糊变结构轨迹跟踪控制器。用SISO的对角型模糊逻辑控制取代一种一般的变结构轨迹跟踪控制器的切换控制项, 并且增加了动态调整输入和输出空间的功能去增强系统的快速性和灵活性。仿真表明了该控制器具有快速性、较小稳态误差及较强抗干扰能力; 所设计的控制器性能良好, 具有一定实用价值。

不确定多变量线性系统的快速收敛Terminal滑模控制

针对一类不确定多变量线性系统,提出一种对数型快速Terminal滑模变结构控制方案,设计了对数型非线性Terminal滑模超曲面及其相应的变结构控制律。研究结果表明:系统状态在有限时间内收敛至Terminal滑模面上,随后系统保持在滑模面上并在有限时间内收敛到平衡点。与普通快速Terminal滑模相比,在滑模面上能以更短的时间到达平衡点。仿真结果证明了该方法的有效性。

一类非完整系统的分层全局快速终端滑模控制

基于滑模变结构控制理论,提出了一种用于平面二自由度欠驱动机器人非完整系统的全局快速终端滑模变结构控制方法。该方法将系统的状态方程化为标准形式的单输入多输出的非线性系统方程,运用全局快速终端滑模方法分别构造子系统的滑模面,结合这两个滑模面构造一个总的滑模面,利用李雅普诺夫函数和准滑动模态设计方法求取系统总的控制量,以实现主动关节与被动关节的轨迹规划和削弱由于采用滑模变结构控制而产生的抖振。最后利用所提出的方法设计了控制系统并进行仿真,仿真结果证明了该控制方法的有效性与快速性。

全局一致终端滑模控制

根据终端滑模控制的机理及终端函数构造准则,提出了一种在任意初始状态下系统可在给定的有限时间内一致到达原点邻域的全局一致终端滑模,并给出了构造全局终端函数的准则。理论研究和仿真结果表明:全局一致终端滑模控制可使系统收敛时间不受初始状态的影响。

余热发电机组电能稳定性控制仿真研究

水泥产业属于高耗能的企业,而余热发电是水泥厂节能降耗和减少污染物排放的重要手段。为在余热发电系统高扰动的工作环境中仍保持电能的稳定,提出了建立指数型终端滑模变结构的励磁和汽门开度综合控制器;然后用MATLAB软件构建模型,并在三相短路和三相断路故障条件下分别进行仿真,与采用自适应终端滑模变结构控制的仿真结果进行对比分析,结果表明采用指数型终端滑模变结构控制方法使被控对象具有更好的动、稳态特性,提高了电能的稳定性。

一类欠驱动系统的分层FTSMC控制

研究了一类具有扰动的欠驱动非线性系统的控制问题及其渐近稳定的判定。提出一种基于快速终端滑模(FTSMC)的分层控制方法:分层快速终端滑模控制(HFTSMC)。方法将系统按状态变量的耦合关系分成多个子系统,应用快速终端滑模控制分别构造滑动面。在此基础上采用Lyapunov方法设计控制量,给出了一种新的滑模面渐近稳定性判据,并提出了两种构造第二层滑模面的方法。对旋转式倒立摆的稳定控制进行的MATLAB仿真与实物实验,均得到较好的控制效果。实验结果证明了控制方法及判据的有效性。