双馈风力发电机有功功率和无功功率的滑模解耦控制

发电机有功功率、无功功率的解耦控制是变速恒频双馈风力发电系统的关键技术。分析了双馈异步发电机的动态数学模型,基于定子磁场定向的矢量控制方案,结合滑模控制与比例积分控制,得到一种有效的双馈风力发电机功率解耦控制策略。应用李雅普诺夫稳定性理论研究系统稳定性,建立了MATLAB/Simulink环境下系统的仿真模型。仿真结果表明,该控制方法能够很好地实现双馈发电机有功功率、无功功率的解耦控制,验证了该控制策略及变速恒频双馈风力发电机系统建模的正确性和有效性。

陀螺稳定平台模糊自调整滑模解耦控制

针对陀螺稳定平台系统中轴系间耦合因素对控制性能的影响,设计了一种模糊自调整滑模解耦控制算法。根据非线性微分几何理论,建立了稳定平台输入输出解耦控制,在此基础之上加入了模型参考滑模控制。所设计的滑模控制律采用了分层结构,在边界层内引入了非线性项,同时边界层厚度由一种模糊自调整方法实时改变,从而有效降低了滑模控制在实际应用中的抖振现象,提高了系统的解耦精确度。通过在某型号电视导引头陀螺稳定平台系统中测试,表明了该解耦控制方法的有效性和可行性;同PID等常用方法相比较,该方法的控制效果明显优于其他控制方法,有效提高了稳定平台系统的鲁棒性和跟踪精确度。

二维直线电机的无模型高阶滑模解耦控制

针对二维直线电机运动系统存在的非线性、多变量、不确定性以及强耦合作用对控制精度的影响,提出一种无模型高阶滑模解耦控制方法。以紧格式动态线性化无模型控制技术为基础,设计一种数据驱动滑模面并验证滑模面的渐进稳定性;利用高阶滑模控制思想设计高阶滑模控制律,对二维直线电机XY轴进行整体控制,减小位置跟踪误差,并进行稳定性和收敛性证明。采用自适应解耦控制策略,设计离散扩张状态观测器对系统两轴间耦合、未建模动态和未知外部干扰进行估计和补偿,进一步实现系统的解耦。仿真和实物实验结果表明,所提方案能够有效提高二维直线电机的位置控制精度。

基于解耦滑模控制的桥式吊车系统的抗摆控制

针对欠驱动桥式吊车系统的抗摆控制问题,提出一种新型的解耦滑模控制算法。相比于传统解耦滑模控制算法,该控制算法采用可导的中间变量来定义系统的第二层滑动面,并利用等效控制关联增益法来调整解耦滑模控制器的切换增益;不但解决解耦滑模控制器等效控制的求取问题,而且能够有效降低解耦滑模控制器的抖振幅度。应用Lyapunov方法和Barbalat引理证明系统各层滑动面的渐近稳定性,并通过数值仿真实验验证所提出的控制算法的有效性。与已有控制算法的对比结果表明,该控制算法具有较好的控制性能和抖振抑制特性。

TORA系统基于自调节滑模干扰补偿器的解耦滑模控制

针对欠驱动TORA系统,提出一种基于自调节滑模干扰补偿器的解耦滑模控制方法;所提出的控制方法无需系统不确定性上界的先验信息,对于系统不确定性具有良好的适应性;该控制方法包括设计一种自调节滑模干扰补偿器和一种新型的双幂次趋近律,所设计的自调节滑模干扰补偿器能够利用切换增益自适应算法准确逼近上界未知的系统不确定性,所提出的新型双幂次趋近律能够保证系统状态的快速趋近并抑制控制器的高频抖动;采用Lyapunov稳定性理论证明闭环控制系统的稳定性,并通过数值仿真实验验证所提出的控制方法的有效性。

基于Super-Twisting算法的欠驱动RTAC系统解耦滑模控制

针对欠驱动RTAC系统的镇定问题,提出一种基于super-twisting算法的解耦滑模控制方法;该方法采用连续控制律实现欠驱动RTAC系统的渐近镇定,能够有效削弱解耦滑模控制器的抖振。针对平移小车子系统和旋转小球子系统分别设计第一层滑模变量,然后在此基础上构造第二层滑模变量;由第二层滑模变量的动态方程得出等效控制律,并采用super-twisting算法推导连续的切换控制器。所设计的连续解耦滑模控制器由切换控制器和第二层滑模面的等效控制律构成,能够保证各层滑模变量收敛至0。仿真测验结果表明所提出的控制方法的有效性。

基于混沌粒子群优化的时变解耦模糊滑模控制

为确认单输入解耦模糊滑模算法是否具有稳定性,通过构造合适的Lyapunov函数,对该种算法进行稳定性分析,证明该算法具有渐近稳定性;为准确而快速的得到最佳控制增益,在基本粒子群算法的基础上,提出了用混沌粒子群算法选取其最佳控制增益,仿真研究表明:混沌粒子群算法较基本粒子群算法的收敛速度和优化效果都得到了提高.

一种球形滚动机器人纵向运动的控制策略研究

针对一种球形滚动机器人纵向运动的位置控制问题,提出一种基于有限时间滑模干扰观测器和双幂次组合函数趋近律的解耦滑模控制策略。所提出的控制策略不仅可以保证球形机器人的滚动性能,并且能够保持解耦滑模控制律的连续性。设计有限时间滑模干扰观测器对复合不确定性进行在线估计,并在此基础上得出机器人系统平衡摆角的估计。基于所得平衡摆角的估计,分别定义系统的各级滑模变量。借助所设计的有限时间滑模干扰观测器,基于第二级滑模变量和双幂次组合函数趋近律构造解耦滑模控制律。从理论上证明了所提出的控制策略能够确保各级滑模变量收敛至0,仿真实验结果验证了所提出的控制策略的控制性能和鲁棒性。