基于模糊滑模控制的航空EMA调速系统

永磁无刷直流电动机是航空机电作动器(EM A)实现作动控制的关键部件,而电机控制方式的优劣则是决定航空EM A调速系统性能的重要因素。传统的滑模变结构控制策略由于存在抖振现象,对永磁无刷直流电机的控制精度和稳定性不利。针对航空EM A调速控制精度要求高的特点,将模糊控制和滑模控制相结合,把开关函数及其微分作为输入量,通过模糊推理获得滑模控制的控制量,该控制器既保持了常规模糊控制器的优点,又减弱了滑模控制的抖振现象。仿真及实验表明:该控制器稳定性好,对参数变化有很强的鲁棒性,系统响应速度快,具有较高的控制精度。     

坦克炮控系统神经网络自适应滑模控制方法

针对坦克炮控系统的时变性和非线性,设计一种神经网络自适应滑模控制方法。基于滑模控制强鲁棒性的优点,用RBF神经网络对系统摄动参数和未建模动态进行自适应逼近,可有效地降低切换增益,抑制系统的抖振。将滑模控制和神经网络逼近相结合,既保证了系统的鲁棒性又削弱了系统的抖振。仿真结果表明该设计能够有效地提高系统的动静态性能,优于经典的控制方法,为坦克炮控系统的设计提供了一种可行的设计方法。     

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。     

基于高层滑模的导弹电液伺服机构模糊滑模控制

针对导弹电液伺服机构的跟踪控制问题,设计了一种模糊滑模控制方案。将高层滑模函数作为模糊控制系统的一维输入,简化了一般模糊滑模控制系统结构,从而得到具有少量规则的模糊滑模的设计方案。仿真结果表明了该方案可以减小跟踪误差,增强系统的鲁棒性和削弱控制信号中的高频抖振。     

二维修正弹单向滑模姿态控制器抗干扰研究

针对二维弹道修正弹固定舵控制回路易受干扰的问题,提出了一种单向辅助面滑模变结构控制方法,通过对传统滑模进行结构上的改进,增强了滑模控制方法的鲁棒性。可以不借助高阶滑模和边界层滑模的去抖振思想,仅依靠不连续趋近率来保证控制器的无抖振输出,从而实现无抖振的滑模控制。基于该方法设计了二维弹道修正弹姿态控制器,并通过仿真验证了其抗干扰控制性能。     

低速滚转弹道导弹的鲁棒滑模控制

建立了在主动段滚转飞行的弹道导弹的非线性动力学模型.在传统反演滑模控制的基础上,考虑到导弹动力学特性依照时间尺度能够分离为快、慢变两个子系统,设计了对外干扰和参数摄动具有不变性的两级子滑模,实现递级滑模控制,同时引入一阶低通滤波器矩阵避免"膨胀项".考虑到不确定性的界值难于事先获知,在滑模控制器中引入了自适应律实时地估计不确定性的大小,削弱抖振.最后通过数字仿真验证了这种控制器可以实现导弹稳定飞行.     

基于FOISMC+ESO的PMSM调速系统控制策略研究

针对永磁同步电机炮控系统存在时变、非线性、强耦合等特征,结合分数阶微积分及滑模变结构理论,提出了一种新型分数阶积分滑模控制策略。为解决传统趋近律收敛时间过长和滑模控制的抖振等问题,提出了一种具有快速收敛的新型双幂次趋近律,并给出了收敛时间证明。鉴于炮控系统负载变化大且扰动无法正确测量的问题,结合扩张状态观测器理论,设计了一种基于扩张观测器的扰动补偿方法,将扰动观测量以前馈的形式引入控制器以提高控制系统的鲁棒性。数值仿真实验结果表明了该控制策略的有效性。     

四旋翼高阶滑模控制器设计与仿真

针对四旋翼飞行器的欠驱动滑模控制对飞行器模型依赖严重问题、飞行器数学模型的特点与姿态及位置控制问题,提出了一种滑模控制算法。将飞行器整体控制分为内环控制和外环控制两部分,设计不依赖精确数学模型的滑动模。该算法采用高阶滑模削弱抖振,从而实现四旋翼飞行器的稳定控制,同时也提高了控制的精度,消除了相对阶的限制。仿真和实验结果表明,相比于传统的PID控制器,所设计的控制器对未知扰动具有较好的鲁棒性,并能够实现4 s内完成定点定姿态飞行,验证了算法的有效性。     

坦克稳定器的神经滑模控制方法

针对坦克稳定器这一类非线性和不确定性的复杂控制对象,提出一种神经滑模控制方法。该方法将滑模控制与神经网络相结合,解决了控制系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾。系统中的滑模控制器保证了系统的快速跟踪性能;而神经网络具有很强的自学习功能,通过学习能够保证系统的稳定性,同时可对扰动和参数变化进行有效的抑制补偿,从而在不牺牲系统鲁棒性的同时达到削弱抖振的目的。从理论上证明了滑动平面的稳定性,并且通过仿真验证了该结果。仿真结果表明该设计方法优于经典设计,为实际设计提供了一种可行的新方法。     

基于规定收敛律算法的二阶滑模制导律设计及仿真

制导律指引导弹以近似零脱靶量击中目标需要使用弹目视线角速率信息。对于实际应用中视线角速率难以直接获得的情况下,根据滑模控制理论设计了一种一阶滑模微分器,针对一阶滑模微分器的抖振问题,根据积分滑模理论的思想,基于规定收敛率算法提出了一种二阶滑模微分器,并构造了增广比例导引律和滑模导引律,数值计算结果表明设计的滑模微分器能够准确估计视线角速率,重构的导引律对机动目标具有良好的导引性能。     

弹药自动装填机器人免疫遗传模糊神经滑模控制

提出了一种基于改进免疫遗传算法的弹药自动装填机器人自适应模糊神经滑模控制器(IIGAAFNSMC)。用径向基神经网络来近似等效滑模控制中的不确定参数,通过自适应免疫遗传算法在线调整径向基神经网络非线性隐含层的结构和参数。利用最小二乘法计算线性输出层的权值,自适应模糊系统调节滑模控制的增益,减小了网络逼近误差和外部干扰并消除了传统滑模控制中的抖振问题。仿真结果表明,该方法比传统的神经网络滑模控制器具有更高的逼近精度和速度。     

一类非线性系统的自适应模糊反推近似滑模控制

针对一类含有未知非线性函数项和外界干扰的不确定纯反馈非线性系统,提出了一种自适应模糊反推近似滑模变结构控制方法。采用中值定理和隐函数定理使未知非仿射输入函数拥有显式的控制输入,利用模糊系统逼近未知非线性函数,动态面控制技术解决了反推设计中出现的"微分爆炸"问题。所提出的自适应近似滑模控制方案削弱了传统滑模控制中的抖振现象。从理论上证明了所设计的控制器能够保证闭环系统所有信号半全局一致终结有界。仿真算例验证了算法的有效性。     

基于AFSMC的某非平衡身管随动控制研究

针对坦克炮控系统的火炮身管精确定位和平衡问题,提出了一种基于自适应模糊滑模变结构(AFSMC)的控制方法。鉴于炮控身管平衡的系统模型中存在某些不确定性的参数,采用自适应模糊系统逼近该参数。通过仿真表明,该控制策略能有效地提高系统的抗干扰能力,较好地解决了滑模变结构控制固有的抖振问题,并大大提高了电液伺服系统的跟踪性能,使系统具有良好的鲁棒性。     

离散滑模预测控制的鲁棒性

采用单步预测的思想对滑模预测控制算法进行简化,分析其鲁棒性机理,并将它与传统离散滑模控制设计方法的鲁棒性机理进行对比研究,给出了闭环系统的鲁棒稳定性证明。结果表明:传统离散滑模控制方法通过在控制律中引入不确定性上界值以克服不确定因素的影响,虽然能够保证系统的鲁棒性,但同时必然导致过度补偿,从而加剧抖振。而滑模预测控制采用反馈校正与滚动优化相结合的方法以保证系统鲁棒性,从原理上避免了抖振现象。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

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.     

一种连续可导的近似滑模控制及其仿真研究

针对一般的滑模变结构控制方法的不连续和不可导,结合饱和函数和继电特性连续化函数的特性,提出了一种连续且可导的改进型符号函数近似算法,同时设计了一种近似滑模控制方法,该方法有效地削弱了一般的滑模变结构控制中存在的抖振现象,稳定性分析证明了所设计的控制器能够保证整个系统的鲁棒性。数字仿真结构表明了该方法的有效性。     

带落角约束的空地导弹滑模末制导律研究

在空地导弹末制导的过程中,为了提高空地导弹的命中精度,追求最佳的打击效果。设计了一种以零化弹-目视线角速率,及终端视线角与期望视线角之差为切换面的带落角约束的空地导弹滑模末制导律。针对空地导弹滑模末制导律的抖振问题,应用径向基函数(RBF)神经网络自适应调整符号项增益的方法来削弱抖振。仿真结果表明该滑模末制导律能够以期望的落角命中目标,且具有良好的制导精度。     

基于一种单向滑模的某巡飞弹过载控制仿真

以某巡飞弹为研究对象,将法向过载作为控制对象,采用普通滑模控制理论设计了控制系统,仿真计算发现舵偏角存在剧烈的抖振,严重影响了飞行稳定性.为了抑制抖振,在此基础上采用了一种单向滑模控制方法重新设计了控制器,并推导证明了该控制系统的渐进稳定性.仿真结果表明单向滑模控制系统具有振荡次数少,收敛速度快,无抖振的优点,该方法在飞行器控制领域有很好的应用前景.     

分数阶终端滑模控制器在DTC系统中的应用

针对SVPWM调制的永磁同步电机直接转矩控制系统磁链和转矩波动较大的问题,结合非奇异终端滑模和分数阶微积分理论的特点,设计了一种分数阶非奇异终端滑模控制器。结合直接转矩原理和分数阶微积分理论,对误差进行分数阶微分后与误差之和作为滑模面;根据非奇异终端滑模控制原理,在所设计分数阶滑模面的基础上确定了相应的控制律;利用李亚普诺夫定理证明了滑模面的稳定性和可达性。仿真结果表明,该策略能提高系统的动静态性能,可以进一步抑制磁链和转矩波动。     

滑模变结构矢量控制用于矩阵变换器驱动感应电机研究

滑模控制不仅能够保证转速平稳无超调地达到期望转速,同时具有较强的抗负载扰动能力,但积分器的作用会使其动态响应速度变慢。针对传统的滑模控制存在的上述问题,首先提出一种改进的滑模控制方法:对于不同的转速误差,滑模控制器输出不同的参考电磁转矩;然后,将PI控制和滑模控制嵌入到矢量控制,用于矩阵变换器驱动感应电机的调速控制,并分别对二者的调速性能进行了仿真研究与实验验证。仿真结果表明:相比于PI控制,滑模控制作用下转速可以快速平稳地上升到期望值并具有较强的抗负载扰动能力;相比于传统的滑模控制,改进后的滑模控制有效地提高了系统的动态响应速度,具有更好的调速性能。