检索结果-内蒙古大学图书馆

舰船科学技术 2017年第2期39卷 103-107页

作者：金月俞孟蕻袁伟樊冀生江苏科技大学电子信息学院江苏镇江212003

针对海洋平台船舶动力定位控制系统,结合反演滑模控制与扩张观测器的优势,提出一种基于扩张观测器的船舶动力定位反演滑模控制方法。考虑到系统存在未知外部干扰以及船舶模型参数不确定性的问题,将系统分为内环观测器和外环控制器分别设... 详细信息

针对海洋平台船舶动力定位控制系统,结合反演滑模控制与扩张观测器的优势,提出一种基于扩张观测器的船舶动力定位反演滑模控制方法。考虑到系统存在未知外部干扰以及船舶模型参数不确定性的问题,将系统分为内环观测器和外环控制器分别设计,首先利用扩张观测器估计系统的未知状态及不确定项,然后在外环的反演滑模控制器中进行补偿,最后用Lyapunov方法证明系统的稳定性。通过船舶定点控制仿真实验表明,基于扩张状态观测器的反演滑模控制器使得船舶纵荡和横荡的位置及首摇角度逐渐保持在期望值,具有较强的鲁棒性和控制性,能够有效抑制传统滑模控制的抖振问题,有益于船舶工程应用。

关键词：动力定位控制扩张状态观测器反演滑模控制

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基于滑模变结构的柔性机械臂振动控制

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包装工程 2017年第13期38卷 170-174页

作者：付强张纪平马维金王俊元中北大学太原030051

目的为了消除柔性机械臂的弹性振动,保证机械臂稳定运行。方法以水平运动的单杆柔性机械臂为研究对象,建立动力学模型,并以此为依据运用奇异摄动法将动力学方程分解为慢变和快变2个子系统,对2个子系统分别采用反演滑模变结构和模糊控制... 详细信息

目的为了消除柔性机械臂的弹性振动,保证机械臂稳定运行。方法以水平运动的单杆柔性机械臂为研究对象,建立动力学模型,并以此为依据运用奇异摄动法将动力学方程分解为慢变和快变2个子系统,对2个子系统分别采用反演滑模变结构和模糊控制的手段进行控制,最后利用ADAMS和Matlab软件进行联合仿真,将控制结果与传统PID控制进行对比分析。结果稳定时间、振动量、角速度、控制力矩都得到提高,此种控制方式与传统的PID控制相比,平稳时间缩短了75%。结论该控制方法能够很好地对柔性机械臂进行振动控制,且控制效果明显强于传统的PID控制。

关键词：柔性机械臂反演滑模控制模糊控制

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基于滑模控制技术的水轮机调节系统研究

基于滑模控制技术的水轮机调节系统研究

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作者：池红霖西华大学

学位级别：硕士

目前,我国水电机组呈现出单机容量大、引水管道复杂和水机电密切耦合的特点。而HTRS(Hydro Turbine Regulating System,HTRS)本身具有时变、非线性以及非最小相位等特性,导致对HTRS精确建模与控制困难等问题。HTRS的控制问题不仅关系到... 详细信息

目前,我国水电机组呈现出单机容量大、引水管道复杂和水机电密切耦合的特点。而HTRS(Hydro Turbine Regulating System,HTRS)本身具有时变、非线性以及非最小相位等特性,导致对HTRS精确建模与控制困难等问题。HTRS的控制问题不仅关系到机组自身的安全稳定,而且影响着电网的安全稳定运行。为此,对如何提高HTRS的控制性能,改善其过渡过程动态响应特性是众多学者的研究重点。目前传统PID控制广泛用于水电站中,但HTRS运行工况具有多变、参数变化频繁等特点,导致传统PID控制效果下降,为此人们提出了不同控制策略以提高系统在各工况下稳定运行的能力。本文针对提升HTRS控制器的调节性能开展了深入研究,主要研究内容如下:首先,阐述了HTRS基本原理,分析了HTRS各个组成模块的工作原理,建立了电液随动系统、有压引水系统、水轮机和发电机及负载等部分环节的数学模型。同时,建立了HTRS的状态空间方程、线性模型与非线性模型。其次,针对HTRS线性模型,采用一种滑模变结构控制方法,改善了系统的动态特性,提高了系统的鲁棒性。详细阐述了线性HTRS滑模控制器的参数选择方法以及动态面的设计过程,然后通过Lyapunov稳定性原理对建立的线性HTRS进行了稳定性分析。最后开展了不同工况利用的仿真实验,验证了该控制策略在HTRS线性模型上的有效性和可行性。进一步针对传统PID控制在复杂的HTRS非线性方面适应性差的问题,引入模糊PID控制、常规滑模控制(Sliding Mode Control,SMC)以及反演滑模控制(Inversion Sliding Mode Control,ISMC)等控制方法。针对HTRS的非线性模型,提出了反演滑模控制策略,设计了系统控制器,开展了仿真实验。将模糊PID控制器、SMC控制器和ISMC控制器控制效果对比分析,仿真实验结果表明:本文设计的ISMC控制器具有超调量更小和良好的跟踪效果。

关键词：水轮机调节系统动态响应特性 PID控制仿真反演滑模控制

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基于滑模和DBS的直流微电网控制方法研究

基于滑模和DBS的直流微电网控制方法研究

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作者：刘朋娟中国矿业大学

学位级别：硕士

能源紧缺以及环境恶化已经日益显著,于是人类转向寻求新能源的道路。新能源在电力领域研究越来越深入,微电网也随之受到关注。微电网能够充当一个“桥梁”把分布式电源和配电网之间进行连接,从而新能源发电的并网难题得以解决。而微电... 详细信息

能源紧缺以及环境恶化已经日益显著,于是人类转向寻求新能源的道路。新能源在电力领域研究越来越深入,微电网也随之受到关注。微电网能够充当一个“桥梁”把分布式电源和配电网之间进行连接,从而新能源发电的并网难题得以解决。而微电网中存在光伏单元、储能单元以及直流负载等多种直流单元,故直流微电网明显会更优于交流微电网。其中直流微电网以其可靠性高,转换效率高、便于控制以及线路损耗少等优点成为当前的研究热点。本文首先归纳总结了直流微电网的研究现状以及相关的控制技术。在对直流微电网结构进行介绍的基础上,构建了以两组光伏发电单元、蓄电池储能单元以及阻性负载组成的直流微电网结构作为本文的研究对象,建立了光伏电池以及蓄电池的数学模型并对其输出特性以及接口电路进行分析。其次针对孤岛模式下的直流微电网,研究了一种直流母线信号分层的控制方法,该控制方法是以母线电压为参考量将运行模式划分成四层,每一层对应的工作模式不同,并详细将各个变换器的控制方案进行介绍,对光伏电池采用下垂控制和MPPT控制,对蓄电池采用下垂充放电控制和限功率充放电控制,并进行仿真验证,结果证明该控制方法能够实现各工作模式之间的自主切换,同时能够保证功率平衡以及母线电压的稳定。最后对直流微电网的并网控制器——双向DC/AC变换器的结构进行了分析,针对其典型的非线性特征,对于控制器的设计研究了一种自适应反演滑模控制方法。先对其数学模型进行坐标变换处理用x1,x2,x3三个状态量表示,再对其进行自适应反演滑模控制器设计,之后进行仿真验证,结果表明该方法可以对系统的不确定参数进行很好的追踪,且响应速度快,同时也提高了系统的鲁棒性。该论文有图43幅,表6个,参考文献87篇。

关键词：直流微电网孤岛模式协调控制并网控制器反演滑模控制

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多管自主防空火箭炮位置伺服系统的滑模控制策略研究

多管自主防空火箭炮位置伺服系统的滑模控制策略研究

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作者：魏世鹏兰州交通大学

学位级别：硕士

位置伺服系统的性能决定防空火箭炮的防空反导能力。随着现代战争对武器装备性能要求的不断提高,研发高性能、低成本的防空火箭炮控制系统显得非常必要。本文在火箭炮位置伺服系统国内外研究现状的基础上,深入分析了某型号多管防空火箭... 详细信息

位置伺服系统的性能决定防空火箭炮的防空反导能力。随着现代战争对武器装备性能要求的不断提高,研发高性能、低成本的防空火箭炮控制系统显得非常必要。本文在火箭炮位置伺服系统国内外研究现状的基础上,深入分析了某型号多管防空火箭炮位置伺服系统的内部机理和现有的控制方法,研究了BSMC(Backstepping Sliding Mode Control,反演滑模控制)和FASMC(Fuzzy Adaptive Sliding Mode Control,模糊自适应滑模控制)等控制方法在多管防空火箭炮位置伺服系统中的应用。主要研究内容如下:(1)多管防空火箭炮位置伺服系统模型的建立。深入研究PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步电动机)数学模型,采用矢量控制实现PMSM的解耦,由内到外建立PID控制的三闭环多管防空火箭炮位置伺服系统模型。通过仿真验证了模型的有效性和可行性,研究发现,尽管PID满足了系统的快速性指标要求,但无法满足系统的抗干扰性能和鲁棒性要求。(2)多管防空火箭炮位置伺服系统滑模变结构控制研究。利用SMC(Sliding Mode Variable Structure Control,滑模变结构控制)对外部扰动具有强鲁棒性和自适应能力的独有特性,设计了基于SMC的多管防空火箭炮位置伺服系统,采用李雅普诺夫函数法证明系统稳定。仿真结果表明,采用SMC方法后,输出信号虽能很好地跟踪指令信号,并且系统具有一定的抗干扰能力及其鲁棒性,但系统控制信号抖振较为严重。(3)多管自主防空火箭炮位置伺服系统BSMC、FASMC研究。为了削弱系统控制信号的抖振,分别将反演控制思想和模糊自适应控制引入滑模控制,设计了BSMC的火箭炮位置伺服系统和具有包含误差积分项非线性滑模面的FASMC火箭炮位置伺服系统,证明了各系统稳定。在设计FASMC位置伺服系统时,应用模糊系统的万能逼近原理实现系统最优控制律的模糊逼近,采用切换控制器补偿逼近误差。仿真研究表明,BSMC和FASMC方法不仅满足了系统的动静态性能指标,而且大大降低了抖振现象。通过理论分析和仿真研究,表明BSMC方法简单,系统响应较快,比较适合于实时性要求较高、抖振容忍能力较强的系统,而FASMC方法在削弱系统抖振上更胜一筹,适合应用在对控制信号要求比较精准的系统。总之,两种方法各有优缺,但相对于SMC方法来说,均进一步提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力,削弱了控制信号的抖振,保证了系统良好的动静态品质。

关键词：火箭炮位置伺服系统滑模控制反演滑模控制模糊自适应滑模控制

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下肢外骨骼助力机构及滑模步态轨迹跟踪控制方法

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建模与仿真 2023年第1期12卷 559-572页

作者：马超杰甘屹孙福佳上海理工大学机械工程学院上海

构建高精度下肢外骨骼步态方法有助于下肢康复效果的提升。针对下肢外骨骼辅助残疾患者康复治疗时电机跟踪精度不足的问题,基于下肢结构建立动力学模型,并设计线性执行机构驱动的外骨骼结构模型。为提高步态输出精度,减小外骨骼工作时... 详细信息

构建高精度下肢外骨骼步态方法有助于下肢康复效果的提升。针对下肢外骨骼辅助残疾患者康复治疗时电机跟踪精度不足的问题,基于下肢结构建立动力学模型,并设计线性执行机构驱动的外骨骼结构模型。为提高步态输出精度,减小外骨骼工作时外部干扰的影响,设计了一种结合非线性干扰观测器(Nonlinear Disturbance Observer, NDO)的滑模(Sliding Mode Control, SMC)控制方法,并使用优化器对控制模型参数全局寻优,获得最优反演滑模控制律参数。通过比较SMC与NDO-SMC在引入干扰信号下的跟踪精度,发现NDO方法可有效减少外部干扰的影响,使跟踪精度提升31%;比较SMC与AO-SMC控制器的轨迹跟踪误差,优化器相较于遗传算法在控制算法参数收敛速度方面有较大提升,并使步态轨迹跟踪精度提升了63%。

关键词：反演滑模控制非线性干扰观测器优化器下肢康复 Observer 执行机构步态遗传算法

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基于非线性干扰观测器的UUV反演滑模深度控制

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数字海洋与水下攻防 2024年第3期7卷 310-317页

作者：周新力胡庆玉中国船舶集团有限公司第七一〇研究所清江创新中心

针对水下无人航行器（UUV）在浅水海洋环境下的悬停作业需求，提出一种基于非线性干扰观测器的UUV反演滑模深度控制算法。首先，根据全驱动UUV的悬停运动特性，建立五自由度及解耦的垂荡通道动力学模型。然后，采用非线性干扰观测器（ND... 详细信息

针对水下无人航行器（UUV）在浅水海洋环境下的悬停作业需求，提出一种基于非线性干扰观测器的UUV反演滑模深度控制算法。首先，根据全驱动UUV的悬停运动特性，建立五自由度及解耦的垂荡通道动力学模型。然后，采用非线性干扰观测器（NDO）对时变海浪扰动与模型的不确定进行有效估计，并证明了NDO的指数收敛特性。根据UUV的标称模型及NDO对扰动状态的估计，采用反演思路，设计了反演滑模控制器。通过引入双曲正切函数取代不连续切换函数，改进滑模趋近律，进而降低滑模的抖振效应。根据Lyapunov理论证明了系统的稳定性。最后，通过仿真实验验证了该控制算法的有效性与优越性。

关键词：水下无人航行器深度控制干扰观测器反演滑模控制

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坦克炮控系统的反演滑模鲁棒摩擦补偿控制

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装甲兵工程学院学报 2007年第1期21卷 58-61页

作者：冯亮马晓军袁东王冬装甲兵工程学院控制工程系北京100072

坦克炮控系统存在低速摩擦，摩擦环节不但造成系统的稳态误差，而且导致极限环振荡、低速爬行等现象。为此提出基于反演理论的滑模鲁棒控制方法，通过Lyapunov稳定理论获得控制量。仿真结果表明该设计方法优于经典设计，为炮控系统实际... 详细信息

坦克炮控系统存在低速摩擦，摩擦环节不但造成系统的稳态误差，而且导致极限环振荡、低速爬行等现象。为此提出基于反演理论的滑模鲁棒控制方法，通过Lyapunov稳定理论获得控制量。仿真结果表明该设计方法优于经典设计，为炮控系统实际设计提供了一种可行的方法。

关键词：坦克炮控系统反演滑模控制摩擦补偿

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不确定移动机械臂的反演滑模轨迹跟踪控制

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集美大学学报（自然科学版） 2020年第4期25卷 299-303页

作者：杨素珍漳州职业技术学院机械工程学院福建漳州363000

针对一类受复杂不确定影响下的非完整移动机械臂轨迹跟踪问题,建立包含模型误差和外界扰动的不确定动力学模型,提出一种基于反演设计的滑模控制方法。该方法首先采用输入-输出非线性反馈进行系统线性化,建立包含总体不确定性的等价系统... 详细信息

针对一类受复杂不确定影响下的非完整移动机械臂轨迹跟踪问题,建立包含模型误差和外界扰动的不确定动力学模型,提出一种基于反演设计的滑模控制方法。该方法首先采用输入-输出非线性反馈进行系统线性化,建立包含总体不确定性的等价系统;然后,基于李雅普诺夫直接法两步反演设计幂次趋近率滑模控制器,有效抑制系统有界不确定性,减小滑模抖振,保证闭环控制系统渐进收敛,从而实现对参考轨迹的快速精确跟踪。仿真结果表明,该方法跟踪速度快,精度高。

关键词：移动机械臂轨迹跟踪反演滑模控制非完整系统不确定系统

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隔膜分切机放卷张力串级控制器设计

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电机与控制学报 2023年第10期27卷 181-192页

作者：汪良王恒升郭新平廖正银中南大学机电工程学院湖南长沙410083 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

以锂电池隔膜分切机中的放卷张力为研究对象,针对放卷系统非线性、强耦合与参数时变特性对张力控制提出的挑战,提出一种基于扰动补偿的串级控制方法。通过分层控制的思路,对放卷张力和速度2个相互耦合的变量进行串级控制,增加对速度环... 详细信息

以锂电池隔膜分切机中的放卷张力为研究对象,针对放卷系统非线性、强耦合与参数时变特性对张力控制提出的挑战,提出一种基于扰动补偿的串级控制方法。通过分层控制的思路,对放卷张力和速度2个相互耦合的变量进行串级控制,增加对速度环的扰动补偿与鲁棒控制,提升张力控制的稳定性。考虑到张力滞后于速度,张力外环使用积分滑模控制(ISMC),得到放卷辊最优速度期望值。速度内环使用鲁棒反演滑模控制(BSMC),实现放卷速度的稳定跟踪。针对系统的扰动及未建模因素,设计了扩张状态观测器(ESO)进行实时补偿。仿真和实验结果表明,提出的控制方法相较于传统PID控制具有良好的鲁棒性和抗干扰性,能够很好地适应隔膜分切机不同工况下的张力控制要求。

关键词：张力控制速度控制积分滑模控制反演滑模控制扩张状态观测器串级控制

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