基于非线性积分滑模变结构控制三相VSR的研究

为了提高三相电压型PWM整流器(VSR)对系统参数变化及负载扰动的能力,在传统积分滑模的基础上,提出非线性积分滑模变结构控制策略。该控制策略含有误差和误差积分项,减小稳态误差和抖振的同时又能提高系统的鲁棒性,并在此基础上对积分项进行削弱,防止积分饱和效应(windup)带来超调过大及响应时间过长的问题。采用指数趋近律,提高滑模面上的运动品质,以进一步削弱抖振效应。最后仿真结果表明,非线性积分滑模变结构控制策略与传统积分滑模、双闭环PI相比,该方法使系统具有超调小和更好的抗扰性、跟踪能力。

模糊积分滑模变结构下EMB防抱死控制算法研究

由于汽车行驶环境的复杂性以及在进行防抱死制动时的时变性和不确定性,滑模控制在ABS系统中得到了较高使用,但在实际使用中又很难保证系统运动点较快到达滑模面的同时又不产生较大抖振。为解决这个问题,提出基于电子机械制动(EMB)的ABS模糊积分滑模变结构控制算法,并利用MATLAB/Simulink和Carsim软件进行联合仿真。结果表明,所提算法能够将滑移率精确地控制在期望值附近,并且系统响应速度快、稳定性高。最后,基于NI设备进行SiL研究,对所提算法的有效性进行进一步验证。

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。

非线性摩擦干扰下的电动舵机滑模变结构控制

针对电动舵机非线性摩擦干扰和传统滑模变结构控制高频抖振问题,设计了一个基于新型趋近律的滑模变结构控制器.仿真结果表明,所设计的控制器能很好地消除非线性摩擦所引起的低速"爬行"和"平顶"现象,并能有效降低抖振,改善动态品质.

基于非线性指数趋近律的离散滑模变结构控制

基于非线性函数提出了一种新型离散非线性指数趋近律,实现切换项系数随系统运动点到切换面的距离由大到小非线性变化,使系统运动点到达过程由快到慢的变速控制;设计了基于离散非线性指数趋近律的控制器,研究了几种离散趋近律存在的差异和问题,通过与几种离散趋近律在到达时间和抖振幅度的比较,证明非线性指数趋近律不仅缩短了到达时间,加快了趋近过程,间接增强了系统鲁棒性,而且进一步降低了系统抖振,改善了控制品质。

滑模变结构控制H6结构逆变器的非线性行为和稳定域

为了分析滑模变结构控制H6结构逆变器(SMCI-H6)系统工作过程中的非线性行为,并确定其稳定工作的控制参数范围,采用频闪映射法建立了SMCI-H6系统的离散模型。采用折叠图、时域图、频谱图和快变稳定性定理对SMCI-H6的非线性行为和稳定域进行了研究;并针对系统滑模控制系数ke的稳定域较窄的问题,提出了一种改进的控制方法。结果表明:系统存在一种状态量从周期1态突变为周期2态的状态突变非线性行为,且ke的稳定域为[0,0.021]。仿真与实验表明,改进控制将ke的稳定域提高了2.29倍。研究结果为分析SMCI-H6系统的非线性行为及其稳定域提供了可靠依据。

非线性系统的一种模糊滑模变结构控制方案

基于 HM模型对非线性系统进行描述 ,采用 Lyapunov方法设计出确保系统全局渐近稳定的滑模变结构控制器。对满足匹配条件和不满足匹配条件的情况均适用。并用一级倒立摆系统进行仿真验证。成功的将变结构控制应用于非线性控制系统中。

非线性系统的积分变结构间接自适应模糊控制

讨论了一类不确定非线性系统的间接自适应模糊控制问题 .基于变结构控制原理 ,并利用具有线性可调参数的模糊系统去逼近过程未知函数 ,提出一种具有监督控制器的积分变结构自适应模糊控制方法 .该方法通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界 .进一步通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差的影响 .理论分析证明了跟踪误差收敛到零 .

一类非线性系统的积分变结构模糊自适应跟踪控制

针对一类具有未知常数控制增益的不确定非线性系统,基于变结构控制原理,并利用具有非线性可调参数的模糊系统逼近等价控制,提出一种具有监督控制器的积分变结构模糊自适应跟踪控制策略.该策略通过监督控制器保证闭环系统所有信号有界.进一步,通过引入最优逼近误差的自适应补偿项来消除建模误差的影响.理论分析证明了跟踪误差能够收敛到零.仿真结果表明了该方法的有效性.

基于反馈线性化滑模变结构的直驱式风力发电机组非线性控制研究

为了能够从气流中获得最大可用能量,在额定风速以下时,需要对风力机组进行最大风能捕获控制,使风力机运行于最佳叶尖速比。基于输入输出反馈线性化方法,建立了永磁直驱式风力发电机组全局精确线性化模型;针对反馈精确线性化未考虑系统的不确定因素,结合滑模交结构方法,以风力机转速为反馈变量,电网负载电阻为控制变量,设计了风力机组的最大风能捕获控制器。仿真结果表明,所提出的控制策略在阶跃风速情况下转速响应上升时间短,无超调现象,输出功率能够及时跟踪最大捕获功率;在随机风速扰动以及变负载情况下,与传统反馈精确线性化并结合零极点配置法相比,能够对叶尖速比和风能利用系数进行精确控制,证明了控制方法的抗干扰性和鲁棒性。

具有非线性时变滑模面的变结构控制系统设计

以二阶系统为研究对象,提出一种具有非线性连续时变滑模面的变结构控制器设计方法。用该方法设计的变结构控制系统,系统的初始状态位于滑模面上,通过滑模面斜率的连续变化,能消除系统状态变量到达滑模面的过程,极大地提高对参数摄动和外部干扰的鲁棒性,应用Lyapunov法证明时变滑模面的存在,计算机仿真结果证明该方法的正确性。

基于非线性滑模面的永磁同步电机变结构控制

目前大多采用饱和函数来削弱永磁同步电机滑模变结构控制的抖振,并且饱和函数的边界层厚度越大削弱抖振的能力越强,但这样会降低电机控制的最终精度。为了解决在采用饱和函数时,削弱抖振和提高控制精度之间的矛盾,提出了非线性滑模面。把非线性滑模面和饱和函数结合起来,既能很好地削弱抖振又能提高控制的精度,最后通过分析仿真证明了这点。

多重网络攻击下的CV变结构积分滑模控制

针对多重网络攻击影响下网联车辆(CV)的控制问题,提出了一种变结构积分滑模控制方法。首先,建立了一种新的同时考虑多重网络攻击的CV模型,在该模型基础上设计变结构观测器估计多重网络攻击影响下的CV状态,并利用李雅普诺夫方法实现了估计误差的渐近收敛。然后,提出了一种基于变结构观测器的积分滑模控制方法,通过求解线性矩阵不等式,证明了该方法能在有限时间内将系统状态轨迹驱动到所设计的滑模面上。最后,通过数值仿真验证了在不同情况下(急加速、频繁加减速和非零初始间距误差),所设计的控制器可以有效应对多重网络攻击带来的显著性影响,实现整个闭环系统的渐近稳定性、鲁棒性和队列稳定性。

时变滑模变结构与智能模糊结合的非线性系统控制

时变滑模变结构与智能模糊结合的非线性系统控制,先采用时变滑模变结构控制,通过设计动态滑模面,系统的任意初始状态一开始就处于系统的滑模面上,使系统对内部参数变化和外部干扰均具有全局鲁棒性。然后设计智能模糊控制器,使整个系统的鲁棒性在线调整,不仅增强了全局抗干扰能力,而且有效消除系统的抖振现象。

一类三阶非线性动态滑模变结构控制

针对动态滑模变结构控制策略,研究了一类带有参数不确定项的非线性系统的变结构控制问题。分析了在未知扰动下的三阶非线性系统的输出调节问题,证明了基于李亚普诺夫稳定性理论意义下的动态滑模变结构控制律的稳定性,该控制律能使系统快速达到滑模状态,保证了系统误差的快速收敛性及对外部扰动和参数不确定性的不敏感性,最后给出的仿真实例证实了理论分析结果的正确性。

基于非线性约束的涡轮压缩机滑模变结构PI控制仿真研究

为了使燃料电池堆化学反应更加充分,提高发电效率,根据涡轮压缩机驱动原理建立燃料电池堆的涡轮压缩系统模型。基于永磁同步电机驱动数学模型定义控制参数变量,使用高速涡轮压缩机和机电阀控制燃料电池系统中的空气质量流量和压力。针对传统PI控制器进行改进,提出了一种可在不同控制结构上改装的变结构抗饱和策略,设计涡轮压缩机滑模变结构PI控制器。采用Matlab软件对空气质量流量和压力跟踪误差进行仿真,与传统PI控制方法进行对比。结果显示:与PI控制方法相比,涡轮压缩系统采用滑模变结构PI控制方法,空气质量流量和压力跟踪误差较小,控制系统相对稳定。采用滑模变结构PI控制方法,能够提高控制系统的响应速度和跟踪精度,提高燃料电池发电效率。

Boost变换器精确反馈线性化滑模变结构控制

利用非线性系统的微分几何理论,在Boost变换器仿射非线性模型基础上,推导出对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到Boost变换器状态反馈精确线性化模型。在此线性化模型基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计滑模变结构控制器。研究对比表明,所提出的精确反馈线性化滑模变结构控制策略具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,同时克服了现有精确反馈线性化控制策略固有的对精确数学模型依赖性的缺点,表现出更强的鲁棒性,从而具有一般性理论和实际意义。

基于线性化反馈的滑模变结构重装空投纵向控制律设计

针对重装空投过程中,重型货物持续移动及瞬间离机严重影响载机的安全性等问题,提出了基于线性化反馈和滑模变结构控制相结合的控制律设计方法,利用非线性多输入多输出反馈线性化完成系统解耦线性化,在此基础上采用滑模变结构控制设计系统内环速度与俯仰姿态跟踪控制器,保证了系统鲁棒性,结合外环PID高度保持控制器完成整个飞行控制系统的设计.最后,仿真验证了该控制器鲁棒性强,且满足空投任务战技指标要求.

SRM积分滑模变结构与神经网络补偿控制

针对开关磁阻电机非线性动态特性不易控制的缺点,提出了一种积分型滑模变结构与神经网络补偿相结合的复合控制策略。应用一个具有积分型式的滑模切换面的变结构控制器,使用积分补偿技巧降低系统的振动与稳态误差。为减小滑模面的抖动,引入神经网络补偿控制环节。建立滑模变结构控制的数学模型,并给出神经网络补偿滑模面抖动的控制律表达式。利用该积分型滑模变结构与神经网络补偿相结合的复合控制策略,可有效地改善开关磁阻电机动态响应问题。为验证控制方案的可行性,对系统进行了仿真与实验研究。实验结果表明:系统具有良好的动静态性能,且在无需知道电机精确模型的情况下可有效克服转矩脉动。

CCM Buck变换器的精确反馈线性化滑模变结构控制

利用非线性系统的微分几何理论,在CCM Buck变换器仿射非线性模型的基础上,推导出了对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到了Buck变换器的精确反馈线性化模型。在此模型的基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计了滑模变结构控制器.对比研究表明,所提出的精确反馈线性化滑模变结构控制策略具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,表现出更强的鲁棒性.