液压活套非线性趋近控制器动态特性分析

基于液压活套在趋近带钢阶段的特殊控制要求,介绍一种非线性趋近控制器,分别就其数学模型、动态特性进行了描述和分析,并介绍了其硬件、软件的实现过程。

单级倒立摆的逼近逆模型及趋近控制

基于非线性分级控制思想,研究了逼近逆模型的设计方法,并结合变结构趋近控制律规则,将基于综合误差方法的滑动模逼近控制应用在某单级倒立摆上,通过仿真分析,收到了良好的控制效果。

一类非线性系统的逼近逆模型及趋近律控制

提出基于逼近逆模型及趋近律的综合控制方法来综合一类非线性系统的控制律。首先对与控制量没有显现关系的子系统，按二次型性能指标来设计逼近逆模型的拟控制律，然后，由拟控制律，构成滑动面，并按趋近律来综合控制律。最后，将其应用于飞行控制，作了仿真研究，验证其可行性，得到了满意的结果。

基于离散趋近律控制的直流电机速度控制系统

趋近律控制是滑模控制的一种设计方法,目前被广泛应用于模型不确定、参数波动范围大或外界干扰强的控制系统中。提出了一种离散趋近律的控制方法并应用在直流电机速度控制系统中,讨论了该控制方法的实用性和鲁棒性。由于离散系统的分析和设计更贴近实际应用,因此趋近律方程首先被离散化。仿真和试验结果显示,该设计方法不仅简化了滑模控制方案,而且还降低了机体在理想平衡点附近工作时的高频振动,对直流电机速度控制系统尤其行之有效。

改进幂指数趋近律的航空发动机模糊滑模控制

针对滑模变结构控制趋近运动不具有鲁棒性的问题,提出了一种基于改进幂指数趋近律的航空发动机模糊滑模控制策略。采用一种参数模糊自调节的时变滑模面,"主动迎上"系统状态轨迹,而不是被动等待系统状态轨迹落在滑模面上,缩短趋近运动时间,提高控制器的鲁棒性;并提出了一种改进的幂指数趋近律,进一步削弱抖振。仿真结果表明,所设计的控制器取得了令人满意的控制效果,能有效地抑制干扰和参数不确定性的影响,削弱抖振。

漂浮式海上风电机组稳定控制策略研究

以NREL的5 MW的OC4半潜式海上漂浮式风力机为研究对象,首先建立半潜式风力机动力学简化模型,其中外激励的环境载荷模拟使用了一种载荷系数法并进行验证。基于此模型,风浪载荷联合作用下对半潜式风力机性能影响最大的是纵摇形式的动态响应,设计一种双幂次趋近律滑模控制压载水的方法来降低半潜式风力机的运动响应。最后,对所设计的控制器进行仿真。仿真结果表明:相比于传统变幂次趋近律滑模控制和幂次趋近律滑模控制,双幂次趋近律滑模控制方法有更高的控制精度,可有效降低载荷的作用效果,从而维持系统的稳定。

模型参考自适应滑模控制方法在前向像移补偿中的应用

为了提高航空相机的飞行分辨率,提出了一种基于模型参考自适应的滑模控制方法。用模型参考自适应算法对时变系统参数进行在线辨识,并改变滑模控制器的控制参数。采用基于衰减控制的变速趋近律作切换函数,加快系统收敛速度,减小切换过程中的抖动。实验结果表明,同PID控制方法相比较,模型参考自适应滑模控制方法将速度补偿误差降低了60%,相应地将航空相机的飞行分辨率提高了2倍。因此,基于此方法的前向像移补偿系统可提高速度跟踪精度和鲁棒性,对时变干扰力矩具有较强的抑制能力。

基于积分滑模控制的风电机组最大功率跟踪及恒功率控制

风能的随机不确定性以及风轮机自身特性使风电机组的发电功率、风轮转速等随风速变化而波动,降低了风电机组发电效率和输出电能质量。在分析变桨变速双馈风力发电机组的机电特性的基础上,提出了积分型滑模控制(ISMC)和PI复合控制策略。考虑到风能的不确定性、模型参数的时变性等对系统性能的影响,提出了一种积分滑模控制(ISMC)策略。为了进一步降低系统进入滑模稳态区域的抖动、提升系统响应的快速性,设计了带自适应修正项的滑模趋近控制率。仿真结果表明,所提出的控制方法能快速地跟随风速的变化,有效地抑制风轮转矩持续波动所引起的传动链振荡,既提升了低风速段的发电效率,又能保证了高风速段风机输出功率的平稳性。

柔顺关节并联机器人动力学建模与控制研究

对具有大范围运动特性的柔顺关节并联机器人开展了动力学建模、特性分析、控制策略设计及动态性能分析等研究。基于伪刚体法,研究柔顺关节特性,建立含大变形柔顺关节的系统模型,应用拉格朗日方法建立了系统动力学方程。为补偿柔顺关节引起的系统振动、未建模动态以及惯性参数摄动造成的模型误差,设计趋近律滑模控制策略并证明了其稳定性。仿真结果验证了动力学模型和控制策略的有效性。

表贴式永磁同步电机改进滑模观测器控制

针对中高速情况下,永磁同步电机滑模观测器无位置传感器控制系统容易出现抖振的问题,提出了采用在零点处连续的切换控制函数代替在零点处不连续的切换控制函数,并结合趋近律控制的改进方法。以电机的相电流和相电压为输入量,转速和转子位置角度为输出量,重新建立滑模观测器并推出经改进后的滑模观测器算法。选取表贴式永磁同步电动机,采用速度和电流的双闭环磁场定向矢量控制方法进行仿真、实验。通过对比改进前后的滑模观测器实验数据及结果得出:单独采用在零点处连续的切换控制函数或单独采用趋近律控制方法,均可减小传统滑模观测器出现的抖振现象;将两种控制方法相结合还能进一步减小抖振,提高算法的估计精度,使电机的估计转速、估计转子位置角度更加接近实际值。

热轧板厂精轧机活套控制

论述了从德国引进的新型的液压活套系统的工作原理和控制的实现方法。

EPS系统在路面激励下的汽车操纵稳定性响应研究

针对不同路面输入状况对汽车操作稳定性产生的使转向盘产生抖动的不良影响,将EPS动力学模型与整车12自由度模型相结合,同时引入基于摆振系统的轮胎模型和路面激励模型,建立完善的由转向系统到路面激励输入的完整仿真模型。基于消除路面激励输入对转向性能产生影响的目的,设计了基于趋近率的滑膜控制器跟踪助力电机电流,减弱路面冲击产生的不良影响。建立仿真模型,分析不同路面状况下车辆的操作稳定性。通过MATLAB/Simulink建立仿真模型,仿真结果验证了设计的EPS电机控制系统可以有效减弱路面随机激励对转向系统性能产生的不良影响,提高了车辆的操作稳定性。

天然气长输管道调压系统控制方案优化

天然气调压系统的主要任务是调节输气管道的压力和流量,保障其处于安全范围。随着调压系统的长期运行和下游供气结构的变化,许多调压系统无法正常实现压力和流量调节,PID控制不能适应新的供气要求。本文介绍了调压系统的硬件组成和控制原理,阐述了传统PID控制原理以及在调压系统中存在的不足,根据长输管道供气要求的变化,提出了趋近控制原理,介绍了其实现方法,以适应新的调压控制要求,满足长输管道下游用户的供气需求。

天然气长输管道调压系统控制优化探讨

天然气长输管道对压力和流量进行控制,保证运行在安全区间,可以更好地保证供气安全。本文对调压系统的硬件组成及控制要求进行分析,并对PID控制原理和存在的问题进行分析,提出一种趋近控制原理,可以避免出现控制阀门动作频次变大和调整时间长的问题。

考虑未知死区非线性的自适应模糊神经UUV航迹跟踪控制

针对无人水下航行器(unmanned underwater vehicles, UUV)在航迹跟踪控制中存在未知死区非线性和工作环境不确定性的问题,提出一种鲁棒自适应自组织模糊神经控制策略,采用滑模趋近律控制框架和自组织模糊神经网络逼近器在线估计系统未知状态和进行参数的自适应,并采用有限增益鲁棒控制器补偿重构误差。根据李雅普诺夫稳定性理论分析证明所有参数和跟踪状态均有界,并且当时间趋向于无穷大时,跟踪误差及其导数都趋向于零且闭环系统的信号有界。通过与已有控制策略对比仿真表明,该控制策略具有先进性和有效性,对无人水下航行器设计具有指导意义。

基于SSOGI-RLSMC联合算法的加速器电源纹波抑制

重离子加速器电源系统对励磁电源输出电流的稳定度和纹波精度要求高。磁铁负载的存在产生的纹波,会对加速器通过磁场精确控制粒子运动轨迹带来影响。针对以上问题,提出一种基于SSOGI-RLSMC新型联合算法,以减小磁铁负载影响下励磁电源输出的电流纹波,提高电流稳定度。新型联合算法通过并联型二阶广义积分器(SSOGI)作为纹波检测器对纹波分量进行快速准确的提取,获得精度较高的指令电流;将指令电流和直流有源电力滤波器的补偿电流相减得到误差信号,利用趋近律滑模控制(RLSMC)算法对误差信号进行动态跟踪和补偿,以提高直流有源滤波器对励磁电源输出电流的纹波抑制能力,进而达到对粒子运动轨迹精确控制的目的。最后通过Matlab/Simulink仿真证明,所提的新型联合算法在以直流有源电力滤波器为主补偿手段的励磁电源中有效提高了励磁电源输出电流的精度和稳定度,改善了直流有源滤波器对纹波电流的抑制能力。