检索结果-内蒙古大学图书馆

制造业自动化 2013年第19期35卷 34-37页

作者：茅靖峰吴爱华吴国庆张旭东南通大学电气工程学院南通226019

针对磁悬浮支承系统复杂非线性、参数时变、强扰动的特点和高精度数字控制要求,设计了基于干扰估计的离散积分滑模磁悬浮支承控制器。控制器采用了离散型积分滑模面,以有效抑制系统受外界扰动后的稳态跟踪误差积累,提高系统的静态跟踪特... 详细信息

针对磁悬浮支承系统复杂非线性、参数时变、强扰动的特点和高精度数字控制要求,设计了基于干扰估计的离散积分滑模磁悬浮支承控制器。控制器采用了离散型积分滑模面,以有效抑制系统受外界扰动后的稳态跟踪误差积累,提高系统的静态跟踪特性;研究了外部干扰项的离散迭代估计方法,以使切换控制律具有依据外部干扰项而实时自适应调整的能力,增强系统的全局鲁棒性能和跟踪速度。仿真与实验结果表明,所提出的控制方法的整体控制性能较传统数字PID控制在动、静态和鲁棒性上具有更好的表现,适于磁悬浮支承系统的数字控制实现与高性能控制。

关键词：磁悬浮支承离散滑模干扰估计自适应控制积分滑模面

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非匹配不确定性下连铸结晶器振动位移系统准滑模控制

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控制与决策 2020年第7期35卷 1615-1622页

作者：李强方一鸣李建雄马壮燕山大学工业计算机控制工程河北省重点实验室河北秦皇岛066004 燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心河北秦皇岛066004

以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统中同时存在的匹配建模误差和非匹配外界时变扰动不确定系统,提出一种基于干扰补偿器的鲁棒准滑模控制方案.首先,针对非匹配外界时变扰动不确定系统,采用一种改进的解耦干扰... 详细信息

以伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统为研究对象,针对系统中同时存在的匹配建模误差和非匹配外界时变扰动不确定系统,提出一种基于干扰补偿器的鲁棒准滑模控制方案.首先,针对非匹配外界时变扰动不确定系统,采用一种改进的解耦干扰补偿器,保证估计误差有界收敛;其次,采用一种新型的混合趋近律,将幂次趋近律与等速趋近律相结合,减小滑模面趋近时间;再次,基于切换函数设计扩张状态观测器用于观测系统不确定项(包括干扰补偿器估计误差及系统的匹配不确定性),并构建趋近律参数与不确定项的定量关系,以降低抖振,提高系统的控制性能和鲁棒性;最后,通过理论分析证明了闭环系统离散准滑动模态的稳定可达性.仿真分析结果表明了所提出控制方案的有效性.

关键词：连铸结晶器振动位移系统非匹配不确定混合趋近律离散滑模

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一种基于离散自适应滑模的直流降压变换器复合控制方法

一种基于离散自适应滑模的直流降压变换器复合控制方法

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作者：王佐刘鹏李世华 210096 江苏省南京市玄武区四牌楼2号

本发明提出了一种基于离散自适应滑模的直流降压变换器复合控制方法。在直流降压变换器系统中，不仅存在常值/慢变的干扰，还会存在高斯的噪声。该方法额外对噪声进行建模、分析、处理，在离散域下提出了自适应卡尔曼滤波器和干扰观测器... 详细信息

标准号: CN116995922A

本发明提出了一种基于离散自适应滑模的直流降压变换器复合控制方法。在直流降压变换器系统中，不仅存在常值/慢变的干扰，还会存在高斯的噪声。该方法额外对噪声进行建模、分析、处理，在离散域下提出了自适应卡尔曼滤波器和干扰观测器(AKF+DOB)的策略，再通过自适应离散滑模控制器(ADSMC)进一步压制扰动。本发明所设计的离散复合控制器，在强噪声下，对于各种干扰及不确定性也具有强鲁棒性，有效地提升了直流降压变换器系统的抗干扰、抑制噪声性能和输出精度。

关键词：直流降压自适应变换器系统噪声卡尔曼滤波器复合控制器干扰观测器不确定性复合控制离散滑模噪声性能控制器抗干扰变换器离散域鲁棒性强噪声有效地扰动高斯滑模建模压制输出分析

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量化反馈滑模控制系统稳定性和行为特性研究

量化反馈滑模控制系统稳定性和行为特性研究

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作者：阎妍大连海事大学

学位级别：博士

滑模控制理论自20世纪50年代出现以来,被广泛地应用来解决实际控制问题。滑模控制器结构简单,而且对于外部干扰和系统不确定性具有鲁棒性。滑模控制系统的一个最显著的特性是其可以完全补偿匹配不确定性。近年来,国内外众多学者对滑模... 详细信息

滑模控制理论自20世纪50年代出现以来,被广泛地应用来解决实际控制问题。滑模控制器结构简单,而且对于外部干扰和系统不确定性具有鲁棒性。滑模控制系统的一个最显著的特性是其可以完全补偿匹配不确定性。近年来,国内外众多学者对滑模控制理论进行了广泛深入地研究,滑模控制逐渐发展成为控制科学的一个重要分支。随着网络技术以及计算机控制的发展,要求将传统的滑模控制理论与数字控制相结合,这就出现了离散滑模控制理论以及新兴的领域——量化滑模控制。本文结合了滑模控制理论与数字控制理论,对几类具有量化状态反馈的滑模系统进行了深入地研究和探讨,主要研究工作概括如下：研究了滑模控制理论与量化控制系统相结合的问题,将均匀量化器和对数量化器加入滑模控制系统中,分析了量化对滑模控制系统的影响,首次提出了“量化滑模控制系统”、“量化切换面”以及“量化滑模”的概念。分析了具有匹配不确定性扰动的连续时间量化滑模控制系统的稳定性,将量化引起的误差看成系统的匹配不确定扰动,给出系统稳定的条件,指出量化滑模分段连续的特性。将量化器加入到离散滑模控制系统中,分析了量化状态反馈对离散滑模系统的影响,针对等效滑模控制系统在用欧拉法或者零阶保持器离散以后具有周期行为的特点,指出在应用量化器以后,量化离散滑模系统的状态输出会在几个固定的点之间振动。最后,将本文的理论结果用永磁同步电机数学模型进行仿真,分析比较永磁同步电机在有限时间控制器作用下以及量化等效滑模控制下的时间响应特性。

关键词：量化滑模控制均匀量化器对数量化器匹配不确定性离散滑模周期行为

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基于气动人工肌肉的混合位置跟踪控制

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上海交通大学学报 2012年第2期46卷 201-206页

作者：沈伟施光林上海海洋大学工程学院上海201306 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对一种气动人工肌肉驱动的弹簧质量位置控制系统,设计了一个带有自适应模糊小脑模型(Cerebellar Model Articulation Controller,CMAC)在线逼近的离散趋近律滑模混合控制器.该混合控制器中离散趋近律滑模策略产生控制器的输出;自适应... 详细信息

针对一种气动人工肌肉驱动的弹簧质量位置控制系统,设计了一个带有自适应模糊小脑模型(Cerebellar Model Articulation Controller,CMAC)在线逼近的离散趋近律滑模混合控制器.该混合控制器中离散趋近律滑模策略产生控制器的输出;自适应模糊CMAC用以逼近气动人工肌肉系统中的不确定项.CMAC网络权值的在线学习调整保证了自适应模糊CMAC的逼近性能.对离散抗饱和PID控制器(DASPID)与自适应模糊CMAC离散滑模混合控制器(HybridC)的位置跟踪控制性能进行了对比实验.实验结果表明,HybridC较之DASPID有更好的位置跟踪控制性能.当期望参考输入为正弦信号时,DASPID的最大位置跟踪误差为±1.5 mm;而HybridC的最大位置跟踪误差仅为±0.7 mm,平均位置跟踪误差大约仅为±0.2 mm.并且,离散滑模所固有的抖振现象得到了有效的抑制.

关键词：气动人工肌肉离散滑模自适应模糊小脑模型混合控制器位置跟踪控制

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基于数据驱动的ACC系统离散二阶滑模控制系统及其方法

基于数据驱动的ACC系统离散二阶滑模控制系统及其方法

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作者：张袅娜李昊林王晓东魏巍李绍松王杨刘美艳周长哲矫德强孙影卢晓晖姜春霞 130021 吉林省长春市朝阳区延安大街2055号

基于数据驱动的ACC系统离散二阶滑模控制系统及其方法涉及混合动力汽车自适应巡航系统的控制技术领域，该方法利用子空间辨识的方法建立基于输入输出数据的ACC模型，并通过观测器和增广最小二乘的方法对模型中的参数进行辨识，最后采用... 详细信息

标准号: CN106019938A

基于数据驱动的ACC系统离散二阶滑模控制系统及其方法涉及混合动力汽车自适应巡航系统的控制技术领域，该方法利用子空间辨识的方法建立基于输入输出数据的ACC模型，并通过观测器和增广最小二乘的方法对模型中的参数进行辨识，最后采用自适应离散二阶滑模的车距跟随控制方法实现车辆的自适应巡航。本发明中由于子空间辨识的方法实时跟进车辆状态的变化，不断调整自身的模型参数，操作中对非线性不确定项进行拆分处理，减少了建模过程中外界干扰的影响，因此可以显著提高车辆的建模精度，自适应离散二阶滑模的应用有效改善了传统离散滑模的抖阵问题，实现了实际车距与驾驶员人为设定的安全距离的偏差最小。

关键词：自适应二阶子空间辨识车距滑模自适应巡航系统混合动力汽车控制技术领域输入输出数据安全距离不确定项车辆状态滑模控制建模过程离散滑模模型参数数据驱动外界干扰最小二乘观测器辨识巡航建模应用

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基于数据驱动的ACC系统离散二阶滑模控制系统的控制方法

基于数据驱动的ACC系统离散二阶滑模控制系统的控制方法

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作者：张袅娜李昊林王晓东魏巍李绍松王杨刘美艳周长哲矫德强孙影卢晓晖姜春霞 130021 吉林省长春市朝阳区延安大街2055号

基于数据驱动的ACC系统离散二阶滑模控制系统的控制方法涉及混合动力汽车自适应巡航系统的控制技术领域，该方法利用子空间辨识的方法建立基于输入输出数据的ACC模型，并通过观测器和增广最小二乘的方法对模型中的参数进行辨识，最后采... 详细信息

标准号: CN106019938B

基于数据驱动的ACC系统离散二阶滑模控制系统的控制方法涉及混合动力汽车自适应巡航系统的控制技术领域，该方法利用子空间辨识的方法建立基于输入输出数据的ACC模型，并通过观测器和增广最小二乘的方法对模型中的参数进行辨识，最后采用自适应离散二阶滑模的车距跟随控制方法实现车辆的自适应巡航。本发明中由于子空间辨识的方法实时跟进车辆状态的变化，不断调整自身的模型参数，操作中对非线性不确定项进行拆分处理，减少了建模过程中外界干扰的影响，因此可以显著提高车辆的建模精度，自适应离散二阶滑模的应用有效改善了传统离散滑模的抖阵问题，实现了实际车距与驾驶员人为设定的安全距离的偏差最小。

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组合趋近率下的液位系统滑模控制

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河北理工大学学报（自然科学版） 2010年第2期32卷 35-37页

作者：李院平郭西进枣庄学院物电系山东枣庄277100 中国矿业大学信息与电气工程学院江苏徐州221008

针对离散指数趋近率中的带状切换带会带来系统抖振,降低系统的稳态性能这个问题,结合离散变速趋近率,提出了一种离散组合趋近率,并将其应用于一SISO三容水箱中,通过MATLAB仿真实验,验证了组合趋近率的有效性。

关键词：离散滑模组合趋近率抖振液位系统

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基于直驱电液技术的有杆抽油系统运动控制与节能控制研究

基于直驱电液技术的有杆抽油系统运动控制与节能控制研究

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作者：劳立明浙江大学

学位级别：博士

有杆抽油系统在油田采油中占主导地位,是油田能耗的主要组成部分,其运行效率一直备受关注。采用传统游梁式抽油机是有杆抽油系统效率低下的重要原因。受限于游梁抽油机曲柄摇杆的非线性传动方式,尽管出现了各种改进型游梁抽油机,其驱动... 详细信息

有杆抽油系统在油田采油中占主导地位,是油田能耗的主要组成部分,其运行效率一直备受关注。采用传统游梁式抽油机是有杆抽油系统效率低下的重要原因。受限于游梁抽油机曲柄摇杆的非线性传动方式,尽管出现了各种改进型游梁抽油机,其驱动功率不平衡、电机负载率低、效率低下、工作参数调整困难、体积大质量重等一系列缺点一直存在,并限制了其通过长冲程低冲次运行提高有杆抽油系统效率的能力。因此一系列无游梁式抽油机得到了研发与应用。本文针对提高有杆抽油系统运行效率的目标,尝试将直驱电液技术应用其中,研发了线性平衡驱动的液压抽油机,研究了直驱电液系统的悬点提升位移跟踪控制,并基于井下系统工作动态提出了有杆抽油系统节能运行控制策略,实现了原油开采的节能增效。这些研究为有杆抽油系统效率提升与直驱电液系统应用研究提供了支撑,具有重要的实际应用与学术研究价值。本文根据采油悬点载荷的特点,从驱动速度平衡与驱动力平衡角度分析了减小抽油机装机功率、提高电机负荷率进而提高抽油机效率的方法,并由此设计了平衡效果好的直驱电液抽油机。为实现仅可获带噪声位移量测信号且受未知干扰的直驱电液抽油机悬点提升跟踪控制,本文研究了量测噪声环境下的系统状态观测与未知干扰估计方法,进而设计了带干扰补偿的自适应切换增益滑模控制器。在连续时间滑模控制器的基础上,考虑工业控制器的采样控制特性,设计了位移跟踪离散时间滑模控制器。在研究高效直驱电液抽油机与悬点提升控制的基础上,进一步研究了有杆抽油系统的节能运行控制。建立了包括抽油杆柱和抽油泵在内的井下系统动态仿真模型,分析比较了不同浮力处理方法在抽油杆柱动态模型中的效果,求解了基于等摩擦功原理的抽油杆柱波动方程粘性阻尼系数。利用井下系统模型仿真比较了油井含气量与悬点运动对抽油泵工况与悬点载荷的影响。进一步考虑油层供油动态,仿真分析了不同采油冲次下油井产油量与系统能耗效率的变化。最终提出了基于抽油泵充满度控制的采油节能控制策略,并设计了由悬点功图求解井下泵充满度的方法。论文的主要结构如下:第一章,论述了有杆抽油系统节能增效的研究背景及意义,概述了有杆采油系统的工作原理、国内外采油效率研究现状以及液压抽油机的研发现状,并介绍了直驱电液技术的相关研究进展,最后提出了课题的主要研究内容。第二章,介绍了直驱电液抽油机的设计、仿真分析与样机功能性试验。给出了本课题液压抽油机的载荷与冲程冲次等主要性能指标。设计了悬点提升曲线及液压驱动与功率平衡方案,并对带气体蓄能的直驱电液系统方案进行了具体设计与器件选型。仿真验证了所设计液压抽油机的性能,并对样机进行了轻载挂重的连续运行试验与传动效率分析。第三章,针对直驱电液抽油机仅位移可测且带随机噪声,存在系统参数不确定性及未知负载力扰动下的悬点提升位移跟踪问题,设计了连续时间滑模控制器。结合电机矢量控制与液压动态建立了直驱电液系统的动态模型。比较了基于滑模观测器、跟踪微分器与Kalman扩张观测器的状态观测与干扰估计效果。设计了基于理想切换增益的切换增益自适应律。仿真与实验比较了控制算法的性能。第四章,研究了直驱电液抽油机悬点提升采样控制时的离散滑模控制器。讨论了离散滑模趋近律问题,分析了准滑模带宽与干扰补偿误差的关系,研究了给定降维系统性能下的滑模面设计方法。分析了前步干扰补偿可能导致的系统不稳定,并提出在滑模控制器输出与系统输入间引入一阶输入滤波器,分析了引入输入滤波器后系统的稳定性判断方法。第五章,建立了包括三维定向井抽油杆柱与抽油泵在内的井下系统联合仿真模型,给出了其数值求解方法,并利用仿真模型比较了油层含气量和不同悬点运动曲线对采油作业的影响。讨论了抽油杆柱动态模型中不同浮力处理方法的影响与效果,以及基于等摩擦功求解了的其等效粘性阻尼系数。第六章,研究了供采匹配问题,提出了有杆抽油系统节能控制策略。联合油井流入动态与井下系统模型仿真了不同冲次时的供采平衡状态。分析了冲次提高对油井产油量与井下系统效率的影响。提出了维持一定泵充满度的采油效率优化控制策略。对优化控制策略中的抽油泵充满度判断问题,研究了基于泵端位移-载荷曲线一阶、二阶导数的判断方法。第七章,对本文的主要研究工作和结论进行了总结归纳,阐述了本文的创新点,并对下步研究工作进行了展望。

关键词：有杆抽油系统液压抽油机井下系统模型充满度供采匹配直驱电液系统滑模控制自适应切换增益扩张观测器卡尔曼滤波跟踪微分器离散滑模前步干扰估计输入滤波器

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有限时间收敛寻的导引律

有限时间收敛寻的导引律

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作者：孙胜哈尔滨工业大学

学位级别：博士

反导导弹通过精确制导实现与目标直接碰撞,利用动能将目标彻底摧毁。在很大的相遇速度下,留给精确制导的时间只限于几秒,这就提出了有限时间收敛高精度制导技术的需求。本文以直接侧向力与气动力复合控制导弹拦截高速机动弹道导弹目标... 详细信息

反导导弹通过精确制导实现与目标直接碰撞,利用动能将目标彻底摧毁。在很大的相遇速度下,留给精确制导的时间只限于几秒,这就提出了有限时间收敛高精度制导技术的需求。本文以直接侧向力与气动力复合控制导弹拦截高速机动弹道导弹目标为背景,研究有限时间收敛寻的导引律。论文首先基于非线性控制系统有限时间稳定性理论,提出了可保证制导系统视线角速率有限时间收敛的充分条件,设计了使视线角速率有限时间收敛到零或零附近边界层内的导引律,理论证明了所提有限时间收敛导引律在三维耦合制导模型下仍是能保证视线角速率有限时间收敛至零。合理调整有限时间收敛导引律的导引参数,可获得不同的使视线角速率收敛到零的速度和制导性能,能在提高制导系统鲁棒性的同时降低制导系统抖动,使得视线角速率在末制导结束前收敛至零,从而确保高制导精度。考虑到在大气层内飞行的导弹自动驾驶仪都存在动态延迟特性,应用非奇异终端滑模控制和常规滑模控制方法,设计了两种滑模导引律。理论证明了两种导引律都可保证制导系统状态有限时间收敛至滑模面,基于非奇异终端滑模的导引律在滑动模态上视线角速率有限时间收敛至零,基于常规滑模的导引律在滑动模态上视线角速率以指数形式收敛至零。理论分析和仿真结果表明,在不考虑导引头测量噪声的情况下,两种导引律都能有效补偿导弹自动驾驶仪动特性和克服目标机动加速度的影响。基于平面内弹-目相对运动方程下得到的真比例导引、增广比例导引和滑模变结构导引已得到了广泛的应用,本文通过构造Lyapunov函数证明了其在三维空间耦合制导模型下仍可保证视线角速率渐近收敛至零。进一步考虑导弹自动驾驶仪一阶动态延迟特性,应用非线性反步设计法,针对目标非机动、目标机动加速度可获取和目标机动加速度不可获取的三种情形分别设计了三种三维非线性导引律。在反步设计的过程中,不需要消去三维制导动力学方程中的非线性耦合项,使得导引规律的最终表达形式得以极大简化。所提三维非线性导引律都能有效克服导弹自动驾驶仪的动态延迟特性对制导精度的影响,且导引律中所需控制量都是实际制导过程中可直接测量的量,便于工程应用。为了提高导弹拦截的杀伤效果,讨论了目标机动下的攻击角度约束导引律设计问题。在不考虑导弹自动驾驶仪动特性下设计了两种攻击角度约束滑模导引律;理论证明了两种导引律都能有限时间收敛到滑动模态,进入滑动模态后第一种滑模导引律可保证视线角以指数形式收敛至期望值和视线角速率以指数形式收敛至零,第二种滑模导引律可保证攻击角度收敛到期望值且终端脱靶量收敛至零。进一步应用非线性反步设计法把上述两种导引律推广到导弹自动驾驶仪存在一阶动态延迟特性的情形;在目标做大机动逃逸,导弹自动驾驶仪存在大滞后下,所设计的导引律都可以期望的攻击角度精确击中目标。最后,考虑到复合控制导弹直接侧向力具有离散的工作特性,应用离散滑模变结构控制理论,系统设计了三种离散滑模导引律。先推导出了一种不需要获取目标机动加速度信息只需要其界限的离散滑模导引律;为了有效降低制导系统抖动,又提出了只需要知道目标加速度在两个采样周期之间变化界限的离散滑模导引律;由于该导引律在导引头存在测量噪声时容易引起制导系统发散,进一步设计了一种能有效克服测量噪声和目标高机动影响的离散滑模导引律;从理论上证明了上述三种离散滑模导引律都能保证视线角速率有限时间收敛至零的特性;探讨了离散滑模导引律的准滑动模态和导弹停控后脱靶量计算方法,阐述了离散滑模导引律的终端脱靶量满足的范围。

关键词：导引律有限时间收敛三维制导自动驾驶仪攻击角度约束离散滑模

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