漂浮基双臂空间机器人姿态、关节协调运动的模糊变结构滑模控制

讨论了载体姿态受控、位置不受控制的双臂空间机器人系统的控制问题。利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,建立了双臂空间机器人系统的非线性动力学模型。以此为基础,对双臂空间机器人姿态、关节协调运动的控制问题作了研究。考虑到空间机器人系统结构的复杂性及其某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的滑模变结构控制理论,设计了双臂空间机器人姿态、关节协调运动的滑模变结构控制方案;为了克服滑模变结构控制器抖振的缺点,我们附加设计了一个模糊控制器,以便根据系统的输出来动态调节滑模变结构控制器等速趋近率的系数,从而既确保了系统的快速响应而又消除了原有的抖振。

漂浮基空间机械臂姿态与末端爪手协调运动的模糊变结构滑模控制

讨论了载体姿态受控、位置不受控制情况下,漂浮基空间机械臂载体姿态与末端爪手协调运动的控制问题.结合系统动量守恒关系,分析、建立了空间机械臂系统运动的Jacob i关系及完全能控形式的系统动力学方程.在此基础上,应用变结构滑模控制理论设计了空间机械臂载体姿态与末端爪手惯性空间轨迹协调运动的变结构滑模控制方案;为了克服上述变结构滑模控制器抖振的缺点,附加设计了一个模糊控制器,以根据系统的控制输出来动态调节变结构滑模控制器等速趋近率的系数,从而达到既保证系统具有快速响应又能消除原有控制器具有抖振缺点的目的.系统数值仿真运算,证明了上述控制方案的有效性.

数字式座舱压力调节系统的模糊滑模变结构控制

针对座舱压力调节系统的非线性和参数时变特性,提出了模糊滑模变结构控制方法.模糊滑模变结构控制算法保持了模糊控制器不依赖系统模型的优点,对参数变化和外界干扰等不确定性因素具有较强的鲁棒性,同时能柔化控制信号,减轻或者避免了一般滑模控制的抖动现象.研究表明,模糊滑模变结构控制器与经典PID控制相比,具有超调量小、稳态误差小、响应速度快、扰动抑制能力强等优点,试验结果证明了该方法对座舱压力调节系统控制的有效性.

基于多目标优化的模糊滑模变结构控制及应用

结合滑模变结构控制和模糊逻辑技术,提出一种基于多目标优化的模糊滑模变结构控制。以滑模开关函数及其变化量作为模糊调节器的输入量,滑模面边界层的宽度作为输出量,设计一个二维模糊边界层宽度调节器;以稳态误差和切换频率构造多目标优化函数,运用多目标优化算法对滑模变结构控制器参数进行优化。应用于液压位置系统控制的仿真结果表明,所提出的控制方法能缓解滑模变结构控制高稳态精度与平滑抖振之间的矛盾,提高液压位置滑模变结构控制系统的综合性能。

刮板输送机链条张力模糊滑模变结构控制研究

针对刮板输送机工作时链条张力时变导致整机工作效率低的问题,提出模糊滑模变结构控制的方法进行链条张力调节,通过建立刮板输送机电液伺服控制系统数学模型,得到电液伺服控制系统的状态方程,与设计的模糊切换增益调节的模糊滑模控制规律结合,得到模糊滑模控制函数。利用Matlab及AMESim对刮板输送机模糊滑模控制器进行仿真分析,由仿真结果可知,基于模糊滑模变结构的控制器能有效的调节链条张力大小,实现刮板输送机实时进行链条张力快速、平稳及精确地调整。

模糊滑模变结构控制在伺服系统中的应用

继电器型变结构控制是伺服电机中普遍采用的控制方式 ,但由于位置滞后和惯性的存在 ,总会伴随着抖动现象。文章分析产生抖动的原因 ,并在此基础上提出了改善伺服电机继电器的模糊控制策略 ,在继电器空间滞后区改变控制作用时间的大小 ,在靠近平衡点附近引入自由运动。

基于模糊滑模变结构控制的直线伺服系统研究

直线伺服系统是一个复杂的非线性时变系统,采用滑模变结构控制器对动子磁链和推力脉动造成的误差有较强的鲁棒性。然而滑模控制中存在抖振及响应速度慢的问题,针对此问题设计了一种模糊滑模变结构控制器。此控制器在趋近运动段采用指数趋近律,可以使系统快速到达切换面,在滑模运动段采用模糊控制实现滑模的切换控制,并利用Matlab进行仿真。仿真结果表明,与传统的滑模变结构控制相比,本算法可使系统有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振,加快系统的响应速度。

无刷直流电动机模糊滑模变结构控制的研究

无刷直流电动机的参数强耦合、高度非线性特性增加了对其速度控制的难度,针对上述特点,为提高系统控制的精度和稳定性,设计了一种模糊滑模变结构速度控制器。在传统的滑模变结构控制基础上,引入模糊控制,建立基于等效控制和切换控制的模糊系统,通过隶属度函数的变化来有效地消弱单纯滑模变结构控制所带来的"抖振"现象,而不牺牲滑模变结构控制对系统参数摄动和外界扰动的强鲁棒性以及快速性等优点。在Matlab软件上仿真结果表明控制器具有良好的控制性能和鲁棒性能。

永磁同步直线电机的模糊滑模变结构控制的研究

文章研究的对象永磁同步直线电机是一个复杂的非线性时变系统,如果系统采用滑模控制器后,控制器对动子磁链和推力脉动造成的误差有较强的鲁棒性。然而滑模控制中存在诸如抖振及响应速慢的问题,为了解决如上提及的问题,文章设计了一种基于模糊滑模变结构的控制器,来改善不良的现象。控制器在趋近运动段运动时,采用了指数趋近律的方法,此举可以使永磁同步直线电机系统快速到达切换面,在滑模运动段采用模糊算法实现滑模的切换控制,并利用Matlab软件的Simulink工具进行仿真。仿真结果表明,文中提出的控制结构与传统的滑模变结构控制相比,可使系统行之有效地削弱滑模切换控制随之带来的抖振问题,提高系统的稳定性,并加快系统的响应速度。

基于IGA优化的模糊滑模变结构控制在交流伺服系统中的应用

根据交流伺服系统高性能的要求,设计了一种基于免疫遗传算法(IGA)优化的模糊滑模变结构控制的交流伺服系统。实验结果表明:该控制方法响应快、鲁棒性强,系统具有较好的动、静态性能和抗干扰能力。

串联型有源电网调节器的模糊滑模变结构控制

文章结合滑模变结构控制和模糊控制的特点 ,调节电力电子开关模式 ,以获得预期的平衡电压 ,使有源电网调节器既具有变结构控制的鲁棒性 。

基于模糊滑模变结构的机器人无刷推进电机系统混沌控制

本文首先介绍模糊滑模变结构控制理论,并通过在Lorenz混沌系统的数字仿真计算和分析验证该控制理论的可行性和有效性。提出应用模糊滑模变结构控制理论对机器人无刷推进电机系统混沌进行控制,设计了深海机器人无刷推进电机的模糊滑模变结构混沌控制器,并通过MATLAB仿真进行验证。

ABS系统模糊滑模变结构控制器的研究与设计

ABS防抱死制动系统对于汽车制动安全性能有重要影响,目前在实际应用中的ABS系统使用的绝大多数都是基于门限值的控制方法,由于实验条件有限,该方法受到数据的限制,无法达到很好的效果。本文深入研究汽车防抱死机理以及变结构控制策略,并以此设计了滑模控制器,并在此基础上应用MATLAB软件实现了半实物仿真,取得很好效果。

水轮机调节系统的模糊滑模变结构控制

研究水轮机调节系统稳定性优化控制问题,由于水轮机调节系统刚性水击的非线性模型,具有四维非线性方程在不确定噪声扰动下的动力学特征,包括相轨迹图和Lyapunov指数图,特征表明四维动力系统含有混沌吸引子。为了消除系统的混沌态,提出采用模糊滑模变结构控制法,将非线性模型控制到任意固定点和周期轨道,并用MATLAB软件进行仿真。仿真结果表明,对于非线性、不稳定的数学模型,利用模糊滑模变结构控制系统可严格地跟踪参考轨道,且过渡时间短、过渡平稳,对噪声干扰不敏感,为水轮机调节系统的优化控制提供了一条新的控制方法。

液压伺服系统模糊滑模变结构控制研究

本文以电液伺服阀输入电流为控制量,采用模糊滑模控制使液压缸杆位移跟踪给定值。滑模变结构控制对参数不确定,负载变化系统具有较强的鲁棒性。将滑模控制中的符号函数模糊化,设计自适应增益调节函数,不需要干扰上界的先验知识,且降低传统滑模变结构控制引入液压伺服系统控制中带来的抖振现象。通过仿真试验,模糊滑模控制液压缸杆位移跟踪规划曲线效果优于传统滑模变结构控制。

基于离散变速趋近律的模糊滑模高频开关电源控制

状态空间平均法建立的小信号模型存在不适用于工作点在较大参数范围内变化的局限性,为了克服该缺点,采用准线性建模方法对移相全桥高频开关电源进行建模。在此基础上,选取了线性切换函数和基于变速趋近律的控制率,设计了一种高频开关电源模糊滑模变结构控制器。该控制器能够克服传统高频开关电源控制器动态响应特性较慢、对系统条件突变调节效果不理想的不足。仿真结果表明,所设计的模糊滑模变结构控制器与一般滑模变结构控制器相比,具有更好的控制效果、鲁棒性和动态性能,有效降低了抖振。利用所设计的控制器实现了对1.2k W高频开关电源样机的良好控制,进一步证明了所提方法的有效性。

高超声速再入滑翔飞行器的模糊变结构控制

针对高超声速再入滑翔飞行器的再入姿态控制,设计了模糊变结构姿态控制器.根据控制系统的任务,建立了面向控制的模型.将模糊控制与滑模变结构控制的思想相融合,研究了模糊滑模变结构控制器的设计方法.通过在稳定的误差相平面内构造稳定的滑模面,模糊控制器根据误差状态与滑模面的相对位置输出控制信号,使得系统的轨迹能趋近稳定的滑模面,从而使得误差沿着滑模面收敛到原点.将模糊滑模变结构控制方法应用于高超声速滑翔洲际飞行器,给出了再入滑翔姿态控制器的设计方案,分别对攻角、侧滑角和倾侧角设计了独立的模糊变结构控制器,提出了分段线性控制分配方法.在Matlab中进行了整个控制系统的仿真测试,验证了该方法的可行性.

永磁无刷电动舵机的模糊滑模变结构控制研究

针对滚珠丝杠的电动舵机减速传动机构,建立基于永磁无刷直流电机的电动舵机模型,采用滑模变结构控制设计控制器。对于控制系统抖振问题,提出采用模糊算法抑制抖振的解决措施,并通过仿真验证了算法的有效性。仿真结果表明,电动舵机系统能平稳快速跟随指令变化,满足使用需求。

模糊滑模变结构矢量变频调速系统建模与仿真

当前,矢量控制是一种优越的交流电机控制方式,它模拟直流电机的控制方式使得交流电机也能取得与直流电机相媲美的控制效果。依据矢量控制的基本原理和方法,用MATLAB/SIMULINK模块构建了一个基于转子磁场定向的旋转坐标系下的交流异步电机矢量控制系统仿真模型,对其速度控制器提出并设计一种模糊滑模变结构控制算法。该控制算法具备模糊逻辑控制和滑模变结构控制两者优点,并且较好地解决了滑动模态的抖动问题。仿真结果表明了该设计的可行性以及具有良好的动静态性能、较强的鲁棒性。

永磁同步直线电机模糊滑模速度控制研究

针对永磁直线驱动伺服系统易受负载变化、参数扰动和端部效应的影响,本文提出了一种基于负载推力观测器的新型变指数趋近律模糊滑模变结构控制方法。该方法采用新型变指数趋近律代替传统的变指数趋近律,来改善滑模趋近运动的品质,用负载推力观测器对扰动进行观测补偿,并利用模糊控制代替切换控制,对参数值进行实时在线估计,从而更好地达到了抑制抖振的目的。仿真结果表明:与传统滑模控制器相比,利用该方法控制的系统具有动态响应速度快和鲁棒性能好的特点,并且能够明显地减小系统的跟踪误差。