Variable structure control with sliding mode prediction for discrete-time nonlinear systems

A new variable structure control algorithm based on sliding mode prediction for a class of discrete-time nonlinear systems is presented. By employing a special model to predict future sliding mode value, and combining feedback correction and receding horizon optimization methods which are extensively applied on predictive control strategy, a discrete-time variable structure control law is constructed. The closed-loop systems are proved to have robustness to uncertainties with unspecified boundaries. Numerical simulation and pendulum experiment results illustrate that the closed-loop systems possess desired performance, such as strong robustness, fast convergence and chattering elimination.

采用滑模变结构控制MPPT的三相光伏并网发电系统

光伏并网发电系统的传统外环控制通过最大功率点跟踪(MPPT)算法给出直流母排参考电压,利用PI调节器调节输出并网有功参考电流。鉴于滑模变结构控制的快速响应和强鲁棒性,提出了一种基于滑模变结构控制的直接电流MPPT算法。在建立系统稳态模型的基础上,由MPPT控制算法直接给定并网有功参考电流。电流内环为LCL滤波三相电压型逆变器的并网电流、电容电流双环控制系统,在同步旋转坐标系下,分别对d、q轴电流进行解耦控制。仿真结果表明,所提出的滑模变结构控制策略正确有效,性能优良,光伏并网发电系统的输出能够快速稳定地跟踪阵列最大功率点,并实现单位功率因数运行,同时并网电流质量满足IEEE 929—2000标准要求。

基于自适应滑模控制的燃料电池电站输出波形控制策略

为得到与燃料电池电站相适应的输出波形,研究了基于自适应滑模控制的燃料电池电站输出波形控制策略。滑模变结构控制具有响应快、抗干扰等优点,但也有控制输出抖振的问题。为有效克服离散滑模变结构控制的抖振问题,采用自适应趋近律来改善滑模变结构控制,实现对燃料电池电站功率调节系统逆变器输出波形的控制。同时,为抑制系统外部干扰和测量噪声,在控制系统中加入了滤波环节。仿真实验结果表明,采用自适应趋近律改善的滑模变结构控制器有良好的抗干扰能力,能较好地抑制抖振。

燃料电池机器人动力系统多模型切换控制

针对燃料电池驱动的自主机器人动力系统中,燃料电池、辅助动力单元、电动机传动系统、机器人本体等子模型多造成的控制复杂性,介绍了基于燃料电池驱动的机器人系统的系统构成.阐述了燃料电池机器人的DC/DC变结构控制和基于聚类的模糊滑模变结构多模型切换控制,并简述了基于LABview的燃料电池机器人系统虚拟仿真平台的建立.

基于模糊穴的多变量模糊滑模控制器

针对目前模糊控制设计中缺乏统一的步骤和具有普遍意义的算法，提出了一种多变量模糊滑模控制器。其具有通用的模糊控制律，对不同的控制对象及外界干扰具有很强的鲁棒性，且引入模糊穴的概念，大大提高了本算法的计算效率。仿真结果证明这种方法是可行、有效的，并且在实际应用中有广阔的前景。

虚拟轴机床基于CMAC滑模变结构控制的实验研究

文章针对虚拟轴机床的双摆角铣头位置伺服系统,将小脑模型关节控制器(CMAC)与滑模变结构控制相结合,设计了基于小脑模型关节控制器(CMAC)的神经元离散滑模控制算法并进行了实验研究。实验结果表明,采用这种控制策略不仅极大地降低了常规滑模变结构控制中的抖振现象,且具有良好的动、静态性能及较强的鲁棒性,实现了虚拟轴机床双摆角铣头快速、准确的位置伺服控制。

燃料电池汽车车载DC/DC变结构控制研究

在介绍DC/DC变换器基本原理的基础上,针对燃料电池特定系统的设计,建立了燃料电池电动汽车车载DC/DC变换器的数学模型。在模型分析的基础上,提出了符合特性的DC/DC变换器滑模变结构控制方案。并用Matlab软件对所设计的控制系统进行了仿真实验,仿真结果证明了理论分析和计算的正确性。

滑模变结构控制的最大功率点跟踪方法及实验

针对太阳能光照不稳定会对光伏电池效率的提升产生很大限制问题,通过提高对光伏电池中最大功率点的跟踪效率,采用较为新颖的基于滑模变结构控制对最大功率点进行跟踪与升降压DC--DC变换电路结合使用的综合策略来解决.研究结果表明:该方法取得了较快的跟踪速度与较好的稳定精度,在自适应性和抗干扰性上体现出了很大的优势;同时也具有较强的理论价值和可操作性.

基于改进型指数趋近律的PEMFC供气控制器设计

针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电堆氧气过低问题,给出一种滑模变结构控制器设计方案,它能够有效解决PEMFC因氧气不足造成控制性能下降的问题.采用改进型趋近律代替传统滑模控制中指数趋近律,能够有效抑制控制器因切换产生的高频抖动,从而提高系统的控制性能.最后,通过仿真验证本文所给出的改进型滑模控制器较传统滑模控制器,具有稳定性更高、鲁棒性更强的特点.

膜计算下自主机器人轨迹智能跟踪算法

为有效帮助自主机器人更好地规划和控制其运动轨迹,使其能够高效地导航到目标位置,并避免障碍物和碰撞等问题,采用膜计算的方法,给出一种新的跟踪算法。首先,利用膜计算构建具有多个步长的细胞膜型结构,来增加自主机器人找到可行路径的机会。其次,基于上述膜的运行规则,对快速连通阶段工作流程进行设计,寻找得到可行的自主机器人轨迹路径,从而使自主机器人可避免障碍物和碰撞等问题,为后续跟踪提供支持。最后,基于多步长并行膜结构寻找获得可行的自主机器人轨迹路径,使用滑模变结构函数来设计控制率,通过控制率对位置误差进行调整,实现自主机器人轨迹跟踪。实验结果表明:机器人跟踪几乎与实际运动轨迹相同,误差较小,在X轴与Y轴上的误差均小于3 mm,且具有较强的鲁棒性,收敛速度在1.1 s以下,可适应不确定性情况;跟踪轨迹平滑度可维持在96%以上,具有较高的稳定性,跟踪性能较佳,并且追踪响应时间最低为5 s,具有实用性。