弹仓的RBF神经网络自适应滑模控制

提出了一种智能算法与滑模控制相结合的控制策略,通过自适应算法对弹仓系统未知参数进行估计,通过RBF神经网络逼近滑模控制中的切换项,形成无模型控制器.在弹仓空载、半载和满载3种不同情况下进行仿真验证,结果表明,该控制算法对弹仓系统中存在的非线性摩擦力矩、啮合冲击力矩、链传动多边形效应以及其他未知的外部扰动力矩等不敏感,具...     

基于干扰观测器的高马赫数飞行器滑模控制

针对抑制高马赫数飞行器纵向模型中的不确定性和外干扰并提高收敛速度,设计一种基于干扰观测器的滑模控制律.首先,给出了高马赫数飞行器的纵向模型,并经过模型转化得到了状态空间形式.然后,针对转化后的模型,提出了一种改进趋近律,设计基于干扰观测器的滑模控制律,并通过Lyapunov定理严格证明了闭环系统的稳定性.最后,通过仿真...     

基于趋近律的离散滑模位置跟踪控制

针对不确定对象的主要特点,运用离散滑模变结构理论探索不确定对象的位置跟踪问题。设计了一种离散趋近率滑模位置跟踪算法,推导了滑模控制的可达性条件。该算法以离散位置信号作为输入,设计了离散指数趋近率,根据系统当前的状态,有目的地调整控制器,采用离散Kalman滤波器对干扰和噪声进行滤波。经仿真研究,该算法不仅在无扰动无噪声条件下,能够准确的进行位置跟踪,而且在扰动和噪声时,具有较强的鲁棒性和抗干扰性,较好地满足了位置跟踪控制的要求。     

基于指数收敛观测器的协调臂自适应滑模控制

提出了一种基于扰动观测器的弹丸协调臂电液伺服系统自适应滑模控制方法.设计干扰观测器在线观测系统扰动大小并进行补偿,从而有效降低切换增益;设计自适应律不断调整系统参数以适应对象变化,并采用一种映射自适应算法保证估计参数有界;为了加快趋近速率,设计了基于指数趋近律的滑模控制方法,保证在大阶跃情况下系统仍然能以较大的速度趋近...     

基于层次非奇异终端和超螺旋滑模扰动观测器的永磁同步电机滑模控制

针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)在运行过程中比例积分(proportional integral, PI)控制会因参数时变和外部扰动导致控制性能下降严重,传统线性滑模控制(sliding mode control, SMC)收敛速度慢、存在抖振等问题,设计了层次非奇异终端滑模控制器(hierarchical non-singular terminal sliding mode control, HNSTSMC),以线性比例积分微分(proportional integral differential, PID)滑模面作为内环、快速非奇异终端滑模面为外环构建层次滑模面,采用改进型趋近律,保证速度跟踪误差全局快速收敛;为了进一步提高层次非奇异终端滑模控制器的抗干扰能力与减小抖振,利用超螺旋滑模扰动观测器(super-twisting sliding mode disturbance observer, STSMDO)对控制器中存在的未知量在线辨识并进行前馈补偿。通过Matlab/simulink仿真对PI控制、传统滑模控制、层次非奇异终端滑模控制、基于改进型负载转矩观测器的非奇异快速终端滑模控制(NFTSMC+LTOB)和HNSTSMC+STSMDO复合滑模控制进行对比分析,结果表明HNSTSMC+STSMDO复合控制在电机空载情况下,额定转速响应无超调、调节时间为0.013 s,突加2 N·m负载情况下,最大速度波动为130 r/min,恢复时间为0.004 5 s,带载切换到0.5倍额定转速,调节时间为0.127 s,永磁同步电机动态性能好、抗干扰能力强。     

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。     

基于新型趋近律和超螺旋算法的PMSM滑模控制

在内装式永磁同步电机弱磁调速系统的2种工况中,针对传统PI控制方法存在转速超调大、负载扰动等问题,研究设计了一种基于滑模控制的弱磁调速控制策略。在额定转速以内时,通过对传统指数趋近律滑模控制的抖振原因进行分析,设计了基于新型指数趋近律的转速滑模控制器,并通过Lyapunov函数分析了新型趋近律的稳定性。在弱磁扩速工况下,针对PMSM直轴和交轴强耦合,非线性的特点,在变交轴电压单电流调节器法的基础上,设计了一种以二阶超螺旋算法为基础的转速环控制器。在Matlab/Simulink上对调速系统进行仿真建模,仿真结果显示,相比传统指数趋近律滑模控制和PI控制,所提出的调速控制策略能够有效提升PMSM调速系统的响应速度,减少超调,增强系统抗负载扰动能力。     

基于新型滑模面的机械臂快速轨迹跟踪滑模变结构控制

从滑模变结构控制的趋近运动和滑模运动两个阶段人手,分别对影响其性能的滑模面和趋近律进行了设计．首先,基于线性滑模面和终端滑模面,设计了一种具有较快收敛速度的新型非线性滑模面,以缩短系统在滑模运动阶段的运动时间．同时,根据幂次趋近律提出了一种改进的趋近律设计方法,保证了其趋近运动的速度,并减弱了传统滑模变结构控制所固有的抖振．最后,将该方法用于机械臂的滑模轨迹跟踪控制策略设计,仿真结果表明,该策略保证了机械臂对期望轨迹的快速跟踪,具有较强的鲁棒性,并且验证了控制策略的有效性．     

基于干扰观测的制导控制一体化反演滑模研究

针对导弹末段制导问题,为了提高制导精度,基于非线性干扰观测器(NDO)和自适应反演滑模控制,设计了制导控制一体化(IGC)控制器。建立俯仰平面一体化模型,将存在的模型误差,参数摄动等看成未知干扰。利用NDO对干扰进行估计和补偿。采用动态面法,引入一阶低通滤波器,避免了传统反演设计中微分爆炸问题。利用Lyapunov稳定性理论,证明了系统的稳定性。最后通过仿真验证了所设计IGC算法的有效性。     

基于双幂次趋近律的导弹终端滑模制导方法

针对导弹使用的传统滑模制导方法和传统滑模趋近律在末端制导中存在收敛速度慢、消耗时间长及抖振现象严重等缺点,提出了一种使用双幂次趋近律的导弹终端滑模制导方法。使用终端滑模控制方法结合非线性函数,构造Terminal滑模面,以提高导弹的动态响应速度,运用双幂次趋近律,结合终端滑模的控制思想及新型趋近律的思想设计新型Terminal滑模制导律,并对其进行Lyapunov稳定性分析和仿真。结果表明,设计的新型导引律与传统幂次趋近律的导引律对比,具有更快的收敛速度,使导弹在实战中的应用性能更优。     

某火炮药协调臂系统位置控制研究

针对存在时变性扰动的药协调臂机电伺服系统,提出了一种基于干扰观测器的自适应滑模变结构控制策略,系统中的未建模动态可以被扰动观测器有效地在线跟踪并进行补偿。设计了滑模控制器消除观测到的扰动项所造成的误差,确保了控制系统的收敛性与稳定性。针对滑模控制抖振严重这一现象,根据切换项系数设计了自适应律,极大地减小了系统控制量的抖振。仿真实验结果表明,在1块药装填、6块药装填2种极端工况下,该控制策略具有较好的动态跟踪性能和鲁棒性。     

基于干扰观测器的UVMS固定时间滑模轨迹跟踪控制

针对水下机器人-机械臂系统受系统建模不确定性和作业环境中的外部未知干扰影响的轨迹跟踪问题,提出一种固定时间滑模抗干扰控制方法。设计固定时间干扰观测器对集总干扰进行估计,同时使用了一种新型的预设性能函数约束系统的轨迹跟踪误差。设计了固定时间滑模控制器。通过仿真对比证明了所提方法能够使水下机器人更好地跟踪预定轨迹,具有更强的鲁棒性和更精确的稳态精度。     

基于滑模控制的多弹分布式视线协同制导律设计

基于多智能体的协同制导通常以质点加速度作为控制输入,这种模型与通常在末制导段进行无动力飞行的战术导弹不相匹配.基于领弹-从弹编队构架,首先建立了以舵偏角为输入的关于弹目二阶视线角的分布式非线性协同制导设计模型;其次,针对运动目标拦截场景,基于滑模控制和干扰观测器设计了带有视线角约束的领弹有限时间制导律;第三,针对从弹提...     

基于迭代学习观测器的卫星姿态滑模容错控制

为解决卫星上反作用飞轮存在安装偏差、故障及外部干扰情况下的姿态控制问题,提出了一种基于迭代学习观测器的姿态容错控制方法。该方法通过设计迭代学习观测器,以较小的计算量实现对执行机构发生的故障以及安装偏差进行精确的估计。并利用观测器的观测结果设计滑模控制器,使处于外部干扰条件下的卫星系统在执行机构发生故障的情况下可以快速稳定地完成姿态机动任务。进一步基于Lyapunov稳定性定理证明了迭代学习观测器及控制器的全局渐近稳定性。针对反作用飞轮存在不确定性及故障的情况下进行仿真,仿真结果表明,与同类容错控制方法相比,所提方法可以更加快速精确地对故障进行估计并完成姿态控制。     

基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模控制

针对永磁同步电机因外部干扰、电机参数未知、参数摄动等未知因素影响难以实现高性能控制的问题,提出了一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步电机超局部模型非奇异快速终端滑模复合控制方法。建立了忽略电机具体参数的超局部模型,基于此构建一种非奇异快速终端滑模面,并引入新型自适应趋近律,实现削弱抖振并加速收敛。通过超螺旋滑模观测器实时更新超局部模型并优化控制效果。仿真结果表明,该复合控制方法相较于现有控制方法,转速响应更快,响应时间为0.007 6 s;受外部干扰时转速波动最小且恢复稳态更快,转速波动为29.496 r/min,恢复稳态时间为0.004 s;受电机参数摄动影响时可快速恢复原定工作状态,具有良好的动态性能、抗干扰能力与稳态控制精度。     

基于RBF自适应滑模控制的高炮行进间稳定控制策略

随着敌方空袭手段的迅速发展,行进间精确射击成为研究热点。针对行进间射击高炮稳定系统跟踪误差较大的问题,构建不同路面谱下的车体姿态扰动模型和炮塔稳定系统两轴耦合干扰力矩模型,并以永磁同步交流电机（PMSM）为执行机构,设计RBF网络自适应的非奇异终端滑模控制器并和改进前进行仿真对比,结果表明在跟踪阶跃信号中,B、D和F级路面误差降低50%以上,在跟踪正弦信号时B级路面误差降低64%以上,而D级和F级路面误差降低在47.9%和53.6%左右,验证设计的控制器对高炮行进间稳定系统的控制效果显著。     

滑模控制的新型双幂次组合函数趋近律

提出一种基于双幂次组合函数趋近律的新型滑模控制方案。与现有的快速幂次或双幂次趋近律相比,具有更快的收敛速度,同时还保持了全局固定时间收敛特性,收敛时间上界与滑模初值无关。当系统存在有界扰动时,能够使滑模变量在有限时间内收敛到稳态误差界内,同时其稳态误差要小于现有方法的。仿真实验验证了该方法的有效性及理论分析的正确性。     

四旋翼姿态的反步滑模RBF网络自适应控制

针对外界存在常值干扰力矩和变值干扰力矩的四旋翼无人机姿态系统,提出一种将反步滑模控制和RBF网络自适应算法相结合的控制方法。此方法在反步滑模控制方法的基础上,利用RBF网络的逼近特性补偿外界干扰,由Lyapunov方法构造RBF网络权值的自适应律,并通过Lyapunov稳定性定理证明四旋翼无人机姿态系统的稳定性。仿真结果表明,当外界存在常值干扰力矩和变值干扰力矩时,相比于反步滑模控制,该控制方法随外界干扰的波动范围更小,误差和超调量更小,验证了反步滑模RBF网络自适应控制方法抑制干扰的能力更强。     

基于双滑模变结构的旋转靶弹双通道控制

针对旋转靶弹低空飞行姿态难以快速调整以及参数摄动的问题,基于内外环的双滑模变结构方法,设计了旋转靶弹的双通道控制器。基于非线性模型,对靶弹快速变化的攻角和侧滑角以及慢速变化的高度和偏航距离分别设计了一种积分型滑模面,并采用指数趋近律减轻系统的抖振,利用Lyapunov稳定理论证明其稳定性。非线性仿真结果表明,该设计控制方法能快速准确响应控制指令,且在参数摄动时表现出较强的鲁棒性。     

可规定性能的自适应滑模制导律

针对导弹拦截高速大机动目标,设计了具有视线角预设性能的滑模制导律.将视线角跟踪误差与性能约束函数相结合构建新的误差变量函数,保证了制导系统的视线角可以收敛到期望的角度,视线角收敛速度不小于给定的速度,且最大超调量和收敛精度满足预设的性能.该制导律设计的核心思想是将制导系统的性能约束问题转换为误差变量函数的有界性问题.此...