不确定系统的输出变结构控制

本文对一类不确定系统给出一新的输出变结构控制设计方法，所给控制适用范围广，且所需限制条件少，仿真结果表明所提方案是有效的。

广义双线性系统的输出变结构控制

首次利用广义Lyapunov函数方法针对不确定广义双线性系统的输出变结构控制问题进行研究.首先,选取设计了带有滑动模动态补偿器的切换函数,保证了系统在准切换流形上的渐近稳定性.其次,在不确定参数和扰动范数有界的条件下,设计了变结构控制器,使得在控制下闭环系统在有限时间内实现滑模运动.最后,通过数值算例说明了设计方法的合理性和有效性.

鱼雷姿态系统的输出反馈变结构控制研究

对于含有非匹配不确定性及外部干扰的控制模型,通过状态变换,将原系统分为内部状态和切换变量两个子系统。选取适当的切换函数,利用不完全状态变量作为输出反馈,设计了变结构滑模控制律。运用Lyapunov稳定性定理证明了当模型含有非匹配不确定性,且具有外部干扰,输入矩阵也含有不确定性时,所设计的控制律保证了状态轨迹对于滑模面的可达性和滑模面的稳定性。通过对切换控制量的改进,消除了控制量的颤振。以基于小扰动原理化简后的某型鱼雷纵向姿态控制模型为例,仿真结果表明了设计方法的有效性。

电流变智能半主动悬架的输出反馈变结构控制

对带有电流变智能阻尼器的汽车半主动悬架系统设计了一种输出反馈变结构控制器。根据滑模运动方程稳定的Hurwitz判据选择滑模面矩阵,实现控制与外界扰动完全解耦。仿真分析了多种激励信号下隔振质量的响应及半主动悬架系统在系统参数摄动下的鲁棒特性。仿真结果表明,变结构控制下半主动悬架系统的隔振效果要远好于最优被动系统,而且对外界扰动有一定的适应性,对系统参数摄动也具有很强的鲁棒性。

非线性挠性结构的输出反馈变结构控制

针对在挠性空间结构中挠性模态不可测的特点 ,仅利用输出信息设计变结构控制器 .把模态截断所引起的模型不精确以及非线性部分均当作模型的未知部分 .采用了多个滑动平面切换的方式 ,先以较小的趋近时间到达一个滑动平面 ,在该平面上滑动一段时间 ,再趋向于另一个平面 ,以加快收敛速度 .最后 ,具体卫星模型的仿真结果表明 ,该方法具有很好的控制效果 .

基于多滑模变结构控制的三相PWM整流器非线性控制

针对三相PWM整流器的非线性特点,并进一步改善系统的起动响应、稳态特性及动态特性,提出一种输入、输出反馈线性化控制与滑模变结构控制相结合的多滑模变结构控制策略。电压外环采用基于指数趋近律的滑模变结构控制策略,确保输出电压稳定并给电流内环提供参考指令电流。在建立三相PWM整流器两输入、两输出仿射非线性模型的基础上,对电流内环进行线性化处理,并利用滑模变结构控制理论设计了电流内环控制器。为了验证系统的可行性,在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,并搭建了15k W的实验样机。仿真与实验结果验证了控制方案的正确性,利用所提控制方案设计的整流器具有系统动态特性好、鲁棒性强和抗干扰能力强等优点,同时也克服了输入、输出反馈线性化需要精确数学模型的缺点。

基于变结构/输入成形的航天器振动抑制方法

针对挠性航天器大角度姿态机动的振动抑制问题,提出了一种基于输出反馈变结构控制和输入成形振动抑制方法相结合的主动振动控制策略.首先,采用拉格朗日方法建立中心刚体上带有弹性附件的航天器的动力学模型.然后,在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,考虑挠性结构模态不可测的情况,为了避免设计状态观测器及其引入的误差,在输出反馈变结构控制的基础上,给出了滑模存在条件以及仅利用输出信息的变结构控制器设计方法,使系统的状态轨迹达到滑动平面,并保证闭环系统渐近稳定;在此基础上,应用输入成形方法设计成形控制器来抑制该系统的振动,使得航天器星体姿态和挠性附件的振动同时得到了有效的控制.该成形控制器的设计仅需闭环系统的振动频率和阻尼.将该方法应用于单轴挠性航天器的大角度rest-to-rest(静止到静止)姿态机动控制进行了仿真研究,结果表明,方法可行有效.

挠性航天器姿态机动的变结构主动振动抑制

针对挠性航天器大角度姿态机动的振动抑制问题,提出了一种双回路鲁棒主动振动控制方法.首先,对各低阶振动模态设计正位置反馈补偿器,增加挠性模态的阻尼,使其振动能够快速衰减;然后,基于变结构输出反馈控制理论,给出控制器的设计方法.最后,将该方法应用于挠性航天器姿态机动控制,仿真结果表明,所提出的方法是可行而有效的.

基于输入输出线性化的航迹滑模控制及仿真

针对船舶航迹控制系统的非线性及易受外部干扰的特点,提出了一种基于输入输出线性化的航迹滑模控制策略。通过定义输出变量将非线性航迹控制系统转化为线性系统,然后采用指数趋近律的滑模控制方法设计控制器,使得设计的非线性控制律直观简洁,鲁棒性好。通过SIMULINK仿真验证了该算法的有效性。

挠性航天器高精度智能控制方案研究

从工程角度出发,研究了智能控制方案,旨在提高挠性航天器的姿态指向精度和稳定度。针对挠性模态不可测的特点,文中采用了输出反馈变结构控制来抑制挠性附件的振动,并用神经网络自适应控制来补偿系统的不确定性因素。智能控制的引入使得控制器具有很强的自学习和自适应能力,可降低不确定性因素对系统产生的影响,减小系统的稳态误差,从而达到高精度控制的目的。仿真结果证明了该方法的有效性。

ROBUST STABILIZATING FOR A OLASS OF UNOERTAIN NONLINEAR INTEROONNECTED SYSTEMS USING VARIABLE STRUCTURE CONTROL

The robust stabilizating control problem for a class of uncertain nonlinear large-scale systems is discussed. Based on the theory of both input/output (I/O) linearization and decentralized variable structure control (VSC),two-level and decentralized variable structure control laws for this kind of systems are presented respectively,which achieve asymptotically stabilization despite the uncertainties and disturbances. At last,sirnulation of the disturbed two-pendulum system is given to illustrate the feasibility of proposed technique.

OUTPUT VARIABLE STRUCTURE CONTROL FOR TIME-INVARIANT LINEAR TIME-DELAY SINGULAR SYSTEM

Synthesis and design of output variable structure controller for time-invariant linear timedelay singular system are studied. In the case that the system is regular and the system index is one, switching function with integral compensator and variable structure controller are designed, which guarantee that the sliding mode is asymptotically stable and the solution trajectory of the system arrives at the switching manifold in limited time. The design method is applicable to the systems which can be regularized. Finally, a numerical example is given to demonstrate effectiveness and simplicity of the design method.