舰船航向保持的变结构控制及仿真

运用变结构控制理论和计算机仿真技术研究舰船航向保持过程的变结构控制问题,针对舰船定向航行要求航向准、舵角小的控制特点,采用二次型最优控制方法设计滑动模态超平面,设计了满足滑模超平面到达条件的指数趋近律,导出了对应的控制律。同时,为进行比较研究,设计了PID控制器并整定了相关参数。理论分析与仿真研究表明:对于舰船定向航行,变结构控制方案正确可行,控制效果优于PID控制方案。     

离散变速趋近律抖振机理及鲁棒性研究

研究基于离散变速趋近律的变结构控制设计问题.利用不等式形式到达条件研究变速趋近律的抖振机理,并对其鲁棒性进行分析.研究结果表明,只要不确定因素有界,即可保证闭环系统的鲁棒稳定性,而通过调整变速趋近律自身参数,可以避免抖振并使系统具有良好的动态品质.将理论成果用于某型船舶航向自动舵的设计,实验结果证实了它的有效性.     

单输入不确定系统离散变结构控制

研究单输入不确定离散时间系统的变结构控制设计问题.提出一种新形式的离散趋近律,它具有良好的动、静态特性,可有效消除由传统离散趋近律参数引起的抖振.设计扰动预估器以补偿不确定因素的影响,从而提高系统鲁棒性并进一步减弱抖振.仿真结果表明了所提设计方法的有效性.     

潜艇变深运动的变结构控制研究

采用变结构控制方法.考虑舵的响应特性,对潜艇变深控制进行了仿真研究.给出变结构控制的切换函教和控制律的设计方法,分析了各控制参数对控制性能的影响,以及舵的响应特性对控制性能的影响.仿真结果表明.变结构控制对潜艇变深运动具有良好的控制作用,且具有良好的鲁棒性.     

离散变结构控制系统的变速趋近律

首次提出了离散变结构控制的变速趋近律．文中指出,在变速趋近律的制约下,会出现扇形的切换区．给出了扇形切换区准滑动模态的数学模型．     

动态逆和变结构控制理论的BTT无人机控制系统设计

基于动态逆和变结构控制理论设计了BTT无人机控制系统,首先应用时间尺度理论将控制系统分为快变量和慢变量两个子系统.在快变量子系统中以[p,q,r]为子系统输出、以计算力矩[l,m,n]为控制输入,再根据子系统输入解算出舵面偏转角,在控制律的设计中,应用动态逆理论进行输入输出线性化,再以计算力矩偏差为子系统摄动设计变结构控制律.在慢变量子系统中以[α,β,μ]为子系统输出、以[p,q,r]为控制输入,在控制律设计中,应用动态逆理论进行输入输出线性化,再以计算气动力偏差为子系统摄动设计变结构控制律.整个系统的设计中需要确定气动导数的上下界,控制律设计简单,易于工程实现.最后仿真分析得出,这种方法有较好的控制效果.     

多输入离散变结构控制

对多输入离散变结构控制进行了研究 ,提出了等式到达条件下的多输入组合控制策略 ,这种控制策略的数学形式简单 ,易于实现 .仿真结果显示 ,该控制策略使系统具有较好的动态性能 ,优越于不等式到达条件下的控制律     

离散变结构系统的组合控制策略研究

对离散变结构控制系统的趋近律方法进行研究,提出了4种组合控制策略,它们可以明显改善系统的动态性能,并给出应用例子加以验证．     

模糊离散变结构控制系统研究

系统研究了模糊离散变结构控制的设计方法,提出了几种具体设计方案.对于变结构控制而言,模糊逻辑的引入可以使滑模(变结构)控制具备推理和学习能力,控制信号得以柔化,能够减轻或避免一般滑模控制的抖振现象;对于模糊控制而言,滑模控制思想的引入可以大大简化控制结构,保证控制系统的鲁棒稳定性,对模糊控制系统的设计和性能分析提供了一种工具.     

基于神经网络的离散变结构控制系统

系统研究了基于神经网络的离散变结构控制系统设计方法,提出了几种具体设计方案.神经网络的引入可以使滑模(变结构)控制具备学习与自适应能力,使控制信号得以柔化,从而能够减轻或避免困扰常规滑模控制器的抖振现象,改善控制效果.     

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RBF网络的滑模变结构控制在无刷直流电机伺服系统中的应用

无刷直流电动机的参数强耦合、高度非线性特性增加了对其速度控制的难度，针对这一特点，设计了一种神经网络滑模变结构速度控制器。将无刷直流电机速度伺服系统分成名义模型和不确定模型，采用状态反馈方法对名义模型进行控制，以RBF神经网络为滑模动态补偿器对不确定系统进行控制。该方法不仪具有变结构控制的抗参数摄动、抗干扰以及速度快等优点，神经网络控制的加入还有效地减弱了单纯滑模变结构控制所带来的“抖振”现象。Matlab仿真结果表明，该控制器具有良好的控制性能和鲁棒性能。     

基于模型跟踪变结构控制的飞行重构控制律设计

提出一种基于模型跟踪变结构控制的飞行重构控制律的设计方法.利用该方法能实现受控对象对理想模型较高精度的跟踪,使重构飞行控制系统具有较好的控制性能.首先设计了一个比例-积分滑模面以确保消除稳态误差,采用极点配置技术使滑模具有良好的动态品质,其次利用饱和控制技术来减少变结构控制引起的抖振现象,最后以某型飞机纵向飞行控制系统为例进行了相应的数字仿真.结果表明重构系统不仅实现了无抖振模型跟踪,而且还具有较强的鲁棒性.     

基于主动磁轴承飞轮转子的滑模变结构控制研究

针对主动磁轴承飞轮转子系统存在较多不确定因素的问题,设计了滑模变结构控制器,其中采用Lyapunov方法建立滑模面,由比例型到达律确定到达控制器,同时由Lyapunov第二方法证明了闭环系统的渐进稳定性.仿真结果表明,系统的位移和速度能在较短时间内收敛到零,抖振较小,系统动态响应较快,稳定精度较高,对外界干扰和参数变化具有较强的鲁棒性,从而达到了较好的控制效果.     

变结构控制器的仿真模型研究

变结构控制器集中了非线性控制与线性控制的优点,既保证了系统的快速性,又具有良好的跟踪精度。运用控制理论及牛顿运动规律,阐述了变结构控制器的建模机理,重点研究在MATLAB/SIMULINK动态系统仿真环境下,利用已有模块搭建变结构控制器的仿真模型。该仿真模型已被成功地应用于某型自行高炮随动系统的仿真研究中。     

非线性控制在磁悬浮系统中的应用

用滑模变结构控制原理设计磁悬浮系统非线性控制器，并在磁悬浮球装置上进行了试验，结果证实这种控制器具有完全的鲁棒性、良好的参数适应性，设计方法也有广泛的适用性。悬浮系统的刚度有显著的提高。     

带有状态滞后的连续广义系统的鲁棒正实控制﹡

对带有状态滞后的连续广义系统的严格正实性进行了分析,得出了这类系统渐近稳定且严格正实的充分条件,该充分条件与滞后无关。进一步地,对这类系统带有不确定性和控制量的情况进行了研究。提出了一种基于线性状态反馈控制的鲁棒正实控制器设计方法,使得控制器设计可以通过求解线性矩阵不等式方便地加以解决,且保证了闭环系统的严格正实性。最后,通过实例分析说明所提出的鲁棒正实控制器设计方法是可行的、有效的。     

基于RBF神经网络的直接自适应飞行控制器

设计了一种径向基神经网络(RBF NN)飞行控制器结构,并给出了相应的控制律和参数调节律。由于调节了RBF NN的全部参数(连接权、高斯函数的中心和宽度),得到了很好的控制性能。以F8战斗机为控制对象进行了仿真分析,仿真表明,在存在70%的模型误差的情况下,该控制器仍然能实现较好的跟踪控制,表现出很好的鲁棒性,远远优于传统的只调节连接权值的算法。