检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：彭志香湖南工业大学

学位级别：硕士

永磁同步电机伺服控制系统中，需要精确的转子位置信息，而位置传感器在高温、高湿和粉尘环境中的高故障率严重影响系统运行，因此，无位置传感器伺服控制的研究非常必要。本文以永磁同步电机矢量控制技术为基础，将模糊控制和滑模变结... 详细信息

永磁同步电机伺服控制系统中，需要精确的转子位置信息，而位置传感器在高温、高湿和粉尘环境中的高故障率严重影响系统运行，因此，无位置传感器伺服控制的研究非常必要。本文以永磁同步电机矢量控制技术为基础，将模糊控制和滑模变结构控制算法相结合对永磁同步电机的无位置传感器控制进行了研究。搭建了滑模控制器仿真模型并设计了带有前置和后置滤波器的滑模控制器，仿真实验表明切换增益和角度补偿量的选取对系统稳定性和控制精度有较大影响，合适的切换增益和角度补偿量能有效的降低抖振影响，提高系统的控制性能。利用模糊算法处理不确定性信息能力强大特点，将模糊控制理论应用于滑模控制器，构造了模糊滑模变结构控制算法。仿真实验表明，选取合适的切换增益和角度补偿量，该算法能够减少系统抖振，提高系统的控制精度和稳定性。设计了硬件实验平台并将模糊滑模变结构控制算法应用于转子角度的预估，在不同给定速度和不同负载转矩下进行实验，结果表明：模糊滑模变结构控制算法具有良好的调速性能、较高的稳定性和较强的鲁棒性。

关键词：模糊控制算法滑模变结构控制算法无位置传感器控制切换增益角度补偿量

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基于滑模变结构控制算法的气压ABS控制器设计

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石家庄职业技术学院学报 2017年第4期29卷 6-11页

作者：孙明李素蕊新乡职业技术学院电子信息系河南新乡453006 新乡医学院三全学院医学工程学院河南新乡453003

根据商务车的制动过程,建立了车辆单轮制动模型.针对制动过程中的高度非线性,设计了基于滑模变结构控制算法的气压ABS(Anti-lock Braking System)系统,分为总体设计、硬件设计、滑模变结构控制算法和系统软件实现4部分.气压ABS的电控单... 详细信息

根据商务车的制动过程,建立了车辆单轮制动模型.针对制动过程中的高度非线性,设计了基于滑模变结构控制算法的气压ABS(Anti-lock Braking System)系统,分为总体设计、硬件设计、滑模变结构控制算法和系统软件实现4部分.气压ABS的电控单元由轮速信号调理电路、阀驱动电路和CAN总线通信电路组成;系统软件的实现采用模块化编程思想,分为初始化、车辆行驶状态监测和ABS算法介入共3部分内容.高附着路面试验证明了系统的鲁棒性和可靠性.

关键词：气压ABS系统滑模变结构控制算法微控制器路面试验

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基于滑模变结构理论的电控柴油机速度控制研究

基于滑模变结构理论的电控柴油机速度控制研究

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作者：易小兵武汉理工大学

学位级别：博士

滑模变结构控制具有鲁棒性强,不受系统参数影响和抗干扰的的特性,被广泛应用于工业领域,并取得了很好的效果。电控柴油机速度控制是一种典型的多扰动动态和时滞的非线性系统,为了使电控柴油机获得优异的速度稳定性和适应各种不同的工况... 详细信息

滑模变结构控制具有鲁棒性强,不受系统参数影响和抗干扰的的特性,被广泛应用于工业领域,并取得了很好的效果。电控柴油机速度控制是一种典型的多扰动动态和时滞的非线性系统,为了使电控柴油机获得优异的速度稳定性和适应各种不同的工况,本文提出用滑模变结构算法来控制电控柴油机的速度。首先,本文分析了机械式柴油机通过齿条进行滑模变结构控制算法在调速过程中的的优缺点。建立了主要执行方式的电磁执行器的数学模型,阐述了各种参数对电磁执行器动态特性的影响,分析了电控柴油机在不同使用要求的条件下,速度控制的不同应用。同时为了更加精准的设计和调试电控柴油机的控制算法,本文通过以某电控柴油机为研究对象的大量的试验,用均值建模方法建立了高压共轨柴油机的数学模型。然后,本文通过拟合大量数据的方法,获得以喷油量为控制量,速度为被控制量的控制模型。在阐述了滑模变结构控制理论的基础上,本文设计了传统非线性的变结构控制器。同时针对电控柴油机的应用不同,如车用,发电机组用和工程机械用,本文提出了针对不同负载特性的柴油机滑模变结构控制算法。分析了滑模变结构控制抖振产生的原因和引起的后果后,采用Terminal滑模变结构控制算法设计电控柴油机速度控制器,以达到削弱抖振和优化速度控制的目的。为了对电控柴油机速度控制的精度进行实时的优化和调整,本文建立了电控柴油机的在环仿真平台,通过静态和动态速度响应的验证,基本达到实际柴油机使用的要求。同时建立了以喷油量为控制量,速度为被控制量的实验平台,在此平台上优化各种控制算法。通过调节电控柴油机速度控制算法的参数来优化速度控制的结果,从而验证控制算法的可行性和适应性。文中研究了传统和Terminal变结构控制算法,并设计电控柴油机速度控制器；在离线和在线仿真系统上对滑模变结构控制算法进行了仿真实验,满足不同条件下电控柴油机速度控制的稳定性和快速响应的要求。最后,将PID控制器,传统滑模变结构控制器以及Terminal滑模变结构控制器对电控柴油机速度控制的效果进行比较和分析。详细地对比分析了速度控制跟踪系统的稳态误差,瞬态响应和对干扰的影响。得出了滑模变结构控制算法和Terminal滑模变结构控制算法具有抗干扰能力强和鲁棒性强,速度控制较稳定,超调量和稳态误差较小和响应速度较快的优点；特别是Terminal滑模变结构控制算法跟踪性能好。PID控制器结构简单和可靠性强,能达到电控柴油速度控制的要求。

关键词：电控柴油机柴油机模型在环仿真滑模变结构控制算法

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基于混沌控制的采摘机器人防碰撞系统设计

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农机化研究 2024年第10期46卷 228-231页

作者：张昭晗高瑞敏周口职业技术学院河南周口466001 郑州职业技术学院郑州450121

针对采摘机器人在作业过程中遇到障碍物导致路径规划出现混沌现象的问题,基于混沌控制对采摘机器人防碰撞系统进行设计,并采用模糊自适应控制算法和滑模变结构控制算法结构的方式对系统进行控制。为了验证防碰撞系统的有效性,对采摘机... 详细信息

针对采摘机器人在作业过程中遇到障碍物导致路径规划出现混沌现象的问题,基于混沌控制对采摘机器人防碰撞系统进行设计,并采用模糊自适应控制算法和滑模变结构控制算法结构的方式对系统进行控制。为了验证防碰撞系统的有效性,对采摘机器人进行了防碰撞和采摘仿真试验,结果表明:采摘机器人在作业过程中可以避开障碍物,按照规划路线到达预设位置,完成果蔬的采摘。

关键词：采摘机器人防碰撞系统混沌控制模糊自适应控制算法滑模变结构控制算法

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旋翼无人机水稻叶面肥喷施控制系统

旋翼无人机水稻叶面肥喷施控制系统

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作者：曲云霞黑龙江八一农垦大学

学位级别：硕士

无人机在进行大田或者中小田的丘陵山区作业时,能够有效提高作业效率。因作业的过程中,与作物距离较高,雾滴沉积的分布会受到速度和风速的影响,导致喷施作业的覆盖面不稳定。为确定无人机喷孔的最佳喷洒结构因素,对喷孔采用CFD仿真;为... 详细信息

无人机在进行大田或者中小田的丘陵山区作业时,能够有效提高作业效率。因作业的过程中,与作物距离较高,雾滴沉积的分布会受到速度和风速的影响,导致喷施作业的覆盖面不稳定。为确定无人机喷孔的最佳喷洒结构因素,对喷孔采用CFD仿真;为提高无人机在飞行控制上的稳定性,针对被控系统的复杂性和不确定性,提出变结构的控制方案,利用滑模变结构控制算法,对无人机飞行系统进行性能控制,实现稳定飞行;根据仿真,对试验台进行设计并搭建,用于室内以及室外的喷施试验;最后对无人机喷施下喷雾沉积的均匀性以及有效喷幅进行分析,判断影响参数的因素,构建有效喷幅以及参数方面的回归模型,满足在室内和室外试验对控制无人机的性能要求。主要研究如下:(1)根据无人机作业的农业要求,设计可以在室内和室外进行无人机喷施的试验台装置。试验台的移动是借助行驶电机来实现自由行驶的目的;升降试验台通过控制高度,对不同高度下进行研究试验。旋翼无人机喷施的试验台,可以实现在行驶的状态下进行收集雾滴。试验台可以进行1.0m-3.5m的升降调节,调速电机的可调速度范围为0m/s-2.5m/s;(2)对试验台上影响喷孔的各因素和无人机飞行控制分别进行仿真。在模拟仿真过程中,先在Design Modeler中对无人机模型构造简易仿真流体域,利用Meshing对流场的计算域进行网格的划分,采用FLUENT软件对肥液流动时喷孔的角度、直径、个数、风速对其的影响程度进行仿真分析;在无人机飞行控制上进行仿真,在驱动电机上加入滑模变结构算法,对无人机在位置与姿态上进行分析,控制无人机在飞行时出现的抖振;(3)进行室内试验。先研究试验台在升降高度、移动速度单因素下的试验,得到单因素的最优参数;再将两因素共同作用下,进行二因素四水平正交试验,利用Design-expert8.0.6软件,判断有效喷幅及沉积均匀性,最终得到最佳有效喷幅;(4)以试验台室内的研究数据为基础,对无人机的作业高度、行驶速度和外界风速的选取为试验因素。通过分析各个参数变化对无人机作业下的有效喷幅、沉积均匀性影响,确定各个因素间的交互,分析有效喷幅和沉积均匀性产生的影响,构建一个回归模型,判断有效喷幅与所有参数之间的影响关系,确定无人机室外相关的参数,得出的结果为:当在1.5m/s左右的外界风速,2.5m的高度,行驶速度为1.0m/s时,四旋翼无人机作业参数下的最佳有效喷幅为7.5m。综上,CFD仿真分析确定了喷孔的最佳位置因素,通过采用滑模变结构控制,能够使驱动电机有着良好的控制精准性,整体试验结果满足基本的要求,为农业的无人机水稻叶面肥喷施的研究提供了一定基础。

关键词：四旋翼无人机喷施肥 CFD仿真有效喷幅滑模变结构控制算法

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基于BUCK电路的滑模算法研究

基于BUCK电路的滑模算法研究

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作者：王典北方工业大学

学位级别：硕士

随着电力电子技术的飞速发展,电源的效率、体积和重量越来越受到人们的关注。相对一般电源而言,开关电源具有(SMPS)效率高、响应速度快、对参数退化鲁棒等优点。另一方面,数字控制器随着集成电路的发展,体积越来越小且可在现场可编程门... 详细信息

随着电力电子技术的飞速发展,电源的效率、体积和重量越来越受到人们的关注。相对一般电源而言,开关电源具有(SMPS)效率高、响应速度快、对参数退化鲁棒等优点。另一方面,数字控制器随着集成电路的发展,体积越来越小且可在现场可编程门阵列(FPGA)上实现。基于以上原因,数字控制模式的开关电源在过去十年中受到了广泛关注。本文以BUCK电路为研究对象,设计有效的PID控制算法和滑模变结构控制算法。本文的主要研究工作包括:首先,根据BUCK电路建立其数学模型;其次,分别研究BUCK开关变换器采用PID控制算法的控制器设计与参数选择和滑模变结构控制算法的控制器设计与参数选择,然后分析系统性能;再次,基于BUCK电路拓扑结构,设计电流观测器;然后,在PID控制和滑模变结构控制的基础上,设计高精度混合数字脉宽调制器;另外,利用AltiumDesigner软件绘制AD电路板和BUCK电路板;最后,搭建FPGA实验平台,基于实验平台对BUCK开关变换器的PID控制算法和滑模变结构控制算法硬件实现,分析并对比实验结果。本文主要内容如下:(1)介绍本课题研究背景及意义,提出课题研究方案,从课题研究方法和课题研究步骤两方面说明了研究此课题的可行性。(2)介绍BUCK电路的基本工作原理,分析BUCK电路开关导通和断开两种不同状态,利用基尔霍夫电压、电流定律对系统的状态进行状态空间建模和小信号建模。(3)在介绍PID控制算法的基础上,将PID控制算法应用到BUCK电路控制器设计中。针对其数学模型,利用PID控制理论,计算相应的控制器参数,设计合理的控制器。(4)在介绍滑模变结构控制算法的基础上,将滑模变结构控制算法应用到BUCK电路控制器设计中。针对其数学模型,利用滑模变结构控制理论,计算相应的控制器参数,设计合理的控制器。(5)设计并实现一种高精度混合延迟链型数字脉宽调制器(DPWM),利用快速计数比较器和延时单元,在FPGA开发板工作频率为128 MHz,BUCK电路开关管的工作频率为1 MHz的条件下,实现了 11位的DPWM,此时最小延时单元时间为0.488ns。(6)介绍AD电路板和BUCK电路板的设计原理。采用FPGA开发板XilinxXUPVirtex II Pro、AD电路板和BUCK电路板搭建实验平台,通过VHDL语言实现控制算法,验证PID控制算法和滑模变结构控制算法的有效性,同时将两种控制算法的结果对比分析,证明滑模变结构控制算法的优越性。仿真和硬件实验结果都证明:相对PID控制算法而言,滑模变结构控制算法在控制BUCK开关变换器时有一定的优越性,此优势有助于优化开关电源的性能,提高开关电源的效率。

关键词：现场可编程门阵列 BUCK开关变换器滑模变结构控制算法数字脉宽调制器

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基于自适应滑模控制的无人驾驶汽车横向控制方法研究

基于自适应滑模控制的无人驾驶汽车横向控制方法研究

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作者：裴海洋合肥工业大学

学位级别：硕士

随汽车保有量的不断增加,伴随而来的问题也越来越多。我国因车祸失去生命的人数逐年上升,而驾驶员的不当操作是造成车祸的主要原因。无人驾驶是一种能够替代驾驶员,减少交通安全事故以及缓解交通压力,集环境感知、路径规划与运动控制于... 详细信息

随汽车保有量的不断增加,伴随而来的问题也越来越多。我国因车祸失去生命的人数逐年上升,而驾驶员的不当操作是造成车祸的主要原因。无人驾驶是一种能够替代驾驶员,减少交通安全事故以及缓解交通压力,集环境感知、路径规划与运动控制于一体的先进车辆智能化技术。横向运动控制是其运动控制系统的核心,因此无人驾驶汽车的横向控制在理论和应用方面都具有积极的研究意义,本文所做的主要工作如下: (1)车辆单轨动力学模型的建立。结合牛顿第二定律,得到车辆运动过程中的受力平衡方程,建立车辆单轨动力学模型。分析轮胎侧向力与侧倾角之间的关系,建立轮胎的线性模型。引入单点预瞄模型,考虑到路面附着系数和道路曲率的影响对预瞄时间进行改进。假设航向角速度保持不变,驾驶员根据当前时刻车辆的位姿与参考轨迹上某一点的位姿信息得到预瞄误差,进而得到理想航向角速度,并通过稳态下的前轮转角与航向角速度间的关系,推导出理想前轮转角。简化后的模型降低后续横向控制算法设计的复杂度,设计仿真试验验证模型的准确性。 (2)为了提高车辆对参考轨迹的跟踪精度及控制器的鲁棒性,将对模型参数摄动以及外界扰动不灵敏的滑模控制用于无人驾驶汽车的横向控制中,实现对理想航向角速度的跟踪,并通过设计滑模面来消除滑模运动的到达阶段。最后在联合仿真实验平台上进行仿真试验,验证控制算法的性能,结果表明所设计算法的具有较强的鲁棒性和适应性。 (3)轮胎转向刚度是十分重要的系统参数,设计控制器时依赖于准确的轮胎转向刚度。为了弥补轮胎转向刚度的不确定性,考虑在滑模控制中引入参数自适应律设计车辆的横向控制器。并采用具有连续切换特性的双曲正切函数削弱滑模抖振,给出系统稳定性理论证明。由于控制器的参数较多,采用改进粒子群算法(Improved Particle Swarm Optimization,IPSO)对其参数进行优化。最后在试验平台上进行仿真实验,结果表明所设计控制器对速度有较好的适应性。与滑模控制算法相比,自适应律的引入提高了相同工况下目标车辆对参考轨迹的跟踪精度。

关键词：无人驾驶汽车横向控制单点预瞄模型滑模变结构控制算法自适应控制算法

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板球系统控制研究综述

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自动化与仪器仪表 2020年第7期 1-4,11页

作者：徐峰杨舒博毛剑琳昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650500

板球系统是一种具有非线性、强耦合性、参数不确定性以及存在未知干扰的被控对象,涉及运动控制、机器视觉和智能控制算法等诸多研究领域,多领域融合的特性使得以板球系统为对象的研究具有挑战性。对板球系统数学模型和主要控制方法,包... 详细信息

板球系统是一种具有非线性、强耦合性、参数不确定性以及存在未知干扰的被控对象,涉及运动控制、机器视觉和智能控制算法等诸多研究领域,多领域融合的特性使得以板球系统为对象的研究具有挑战性。对板球系统数学模型和主要控制方法,包括模糊控制算法、人工神经网络控制算法、群智能优化算法、滑模变结构控制算法和一些其他先进控制算法进行综述和分析,给出在智能制造背景下该领域的研究趋势。

关键词：板球系统数学模型模糊控制算法人工神经网络控制算法群智能优化算法滑模变结构控制算法

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