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以二阶非线性系统为研究对象,采用非奇异终端滑模控制器进行控制。在非奇异终端滑模控制器的设计中,提出了一种变速指数趋近律。采用饱和函数代替符号函数,对抖振现象进行抑制。采用Matlab/Simulink软件建立了仿真实验系统,对提出的方法进行了仿真验证。采用变速指数趋近律时,状态变量的收敛速度更快。该仿真实验系统将理论学习和编程实现相结合,提高了学生学习的兴趣和积极性,激发学生的创新意识。 相似文献
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研究目的:四轮独立驱动汽车四个车轮的电机转矩可以正、反向输出,有必要对其底盘集成控制系统进行针对性设计以保证各车轮间的协调运作。集成控制系统一般可以分为上层运动控制器和下层力分配器。对于运动控制器的设计,同类研究一般采用滑模控制方法来处理汽车运动的非线性特征,其中终端滑模控制因具有高的稳态精度和有限时间收敛的特点而成为研究热点。对于力分配器的设计,通常方法不能在保证运算效率的同时考虑到执行器的约束,从而很难应用于实际。本文采用终端滑模控制方法来设计运动控制器,通过分析驾驶员操作行为从而更好地追踪理想的车辆运动目标;并提出一种简单有效的转矩分配控制策略,通过考虑轮胎附着极限从而将运动总力分配至四个车轮上。创新要点:本文创新性地将终端滑模控制应用到底盘集成控制系统以实现车辆纵向、侧向及横摆运动的联合控制;本文提出了一种新颖的转矩分配控制策略,将复杂的有约束控制分配问题分解至若干个简单的无约束分配子问题。研究方法:本文采用分层式协调控制方案(图1),应用非奇异和全局快速终端滑模控制方法设计运动控制器,提出一种基于伪逆矩阵的有约束转矩分配策略,应用驾驶员最优预瞄加速度模型来描述和分析人-车闭环系统的运动响应,通过MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真对所设计的四轮独立驱动汽车转矩分配方法进行对比验证。所设定的三个仿真工况包括:开环方向盘角阶跃输入(图6、7及表2)、闭环双移线工况(图8–10)和闭环对开路面制动(图11–15),分别用以测试车辆横摆、侧向及纵向方向上的动力学响应。重要结论:本文提出的基于终端滑模控制的四轮独立驱动汽车转矩分配方法将车辆的稳态转向特性由不足转向转变为中性转向,驾驶员从而能更容易地操纵车辆而不需要对汽车的非线性响应做出额外的转向补偿。与此同时,该分配方法在不影响车辆侧向稳定性的前提下可以准确地响应驾驶员的加速/制动意图。仿真结果表明终端滑模控制器相比传统滑模控制方法在车辆纵向、侧向、横摆方向上的运动控制效果均有一定程度地提高,而有约束的力分配器更可以明显地提高车辆的操纵性和稳定性。综合评价表明,所提出的基于终端滑模控制的四轮独立驱动汽车转矩分配方法获得了最佳的控制性能,符合设计要求。 相似文献
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研究目的：四轮独立驱动汽车四个车轮的电机转矩可以正、反向输出,有必要对其底盘集成控制系统进行针对性设计以保证各车轮间的协调运作。集成控制系统一般可以分为上层运动控制器和下层力分配器。对于运动控制器的设计,同类研究一般采用滑模控制方法来处理汽车运动的非线性特征,其中终端滑模控制因具有高的稳态精度和有限时间收敛的特点而成为研究热点。对于力分配器的设计,通常方法不能在保证运算效率的同时考虑到执行器的约束,从而很难应用于实际。本文采用终端滑模控制方法来设计运动控制器,通过分析驾驶员操作行为从而更好地追踪理想的车辆运动目标;并提出一种简单有效的转矩分配控制策略,通过考虑轮胎附着极限从而将运动总力分配至四个车轮上。创新要点：本文创新性地将终端滑模控制应用到底盘集成控制系统以实现车辆纵向、侧向及横摆运动的联合控制;本文提出了一种新颖的转矩分配控制策略,将复杂的有约束控制分配问题分解至若干个简单的无约束分配子问题。研究方法：本文采用分层式协调控制方案（图1）,应用非奇异和全局快速终端滑模控制方法设计运动控制器,提出一种基于伪逆矩阵的有约束转矩分配策略,应用驾驶员最优预瞄加速度模型来描述和分析人-车闭环系统的运动响应,通过MATLAB/Simulink和CarSim的联合仿真对所设计的四轮独立驱动汽车转矩分配方法进行对比验证。所设定的三个仿真工况包括：开环方向盘角阶跃输入（图6、7及表2）、闭环双移线工况（图8–10）和闭环对开路面制动（图11–15）,分别用以测试车辆横摆、侧向及纵向方向上的动力学响应。重要结论：本文提出的基于终端滑模控制的四轮独立驱动汽车转矩分配方法将车辆的稳态转向特性由不足转向转变为中性转向,驾驶员从而? 相似文献
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考虑了一类永磁同步电动机的终端滑模控制器设计问题.在控制器设计中利用中继切换控制使系统在给定的当前控制律的作用下运行到某一特定状态（或某一特定区域）后,控制律被切换到有限时间收敛的终端滑模控制器,使得系统在有限时间内达到平衡状态.终端滑模控制器的设计保证了闭环系统所有信号的有界性和平衡点的全局稳定性,以及系统在有限时间内精确地跟踪给定的参考信号.最后,通过一个数值仿真验证了所提算法的正确有效性. 相似文献
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文中考虑了一类永磁同步电动机的终端滑模控制器设计问题.在控制器设计中利用中继切换控制使系统在给定的当前控制律的作用下运行到某一特定状态（或某一特定区域）后,控制律被切换到有限时间收敛的终端滑模控制器,使得系统在有限时间内达到平衡状态.终端滑模控制器的设计保证了闭环系统所有信号的有界性和平衡点的全局稳定性,以及系统在有限时间内精确地跟踪给定的参考信号.最后,通过一个数值仿真验证了所提算法的正确有效性. 相似文献
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针对一种新型混联式汽车电泳涂装输送机构控制方法存在收敛时间较长问题,提出一种有限时间收敛滑模控制方法。首先采用解析法对机构进行运动学分析,并基于拉格朗日法建立输送机构动力学模型;提出一种快速终端滑模有限时间收敛控制方法,实现新型混联式输送机构控制的有限时间收敛;然后设计有限时间滑模观测器,实时观测被控对象模型中的不确定参数以及外部随机干扰并加以前馈补偿,以进一步提高系统鲁棒性,同时解决快速终端滑模控制存在的抖振问题;最后运用Lyapunov稳定性理论证明该控制方法的稳定性,利用MATLAB对控制方法进行仿真,并将其应用于新型混联式输送机构样机进行实验,结果表明该控制器具有跟踪误差小、稳态精度高、响应速度快、鲁棒性好的特点。 相似文献
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马新 《赤峰学院学报(自然科学版)》2014,(4):45-47
本文结合终端滑模控制和模糊控制两种非线性控制方法,提出了一类永磁同步电动机的模糊滑模控制方法.为了实现永磁同步电动机伺服系统快速而准确的位置跟踪控制,在控制器设计中,利用中继切换控制使系统在给定的当前控制律的作用下运行到某一特定状态(或某一特定区域)后,再在滑模控制策略中引入模糊控制算法,进而设计了一种基于模糊滑模控制的非线性电机转速控制器.仿真结果显示,模糊滑模控制较好地解决了抖振问题,有效地实现了电机的转速跟踪,具有良好的动、静态特性和鲁棒性. 相似文献
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基于滑模控制的悬臂梁振动控制实验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
文章首先介绍了滑模面和控制函数的选取,然后用Matlab／Simulink建立基于滑模控制的仿真模型,通过实时仿真系统dSPACE实现仿真模型与实验硬件装置的连接。采用压电陶瓷传感器采集悬臂梁振动位移,控制器输出经压电陶瓷驱动器对悬臂梁进行振动控制,控制目标是获得短的调节时间,并减小滑模控制常有的抖振．实验结果表明,设计的滑模控制器对悬臂梁的振动具有很好的抑制作用． 相似文献
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《东南大学学报》2020,(2)
对于垂直尾翼损伤问题,提出了一种连续切换的等效滑模容错控制方法.首先,介绍了飞机非线性损伤模型和稳定性与控制导数估计.其次,构造了线性滑动面和等效滑模控制器,并利用李亚普诺夫技术,给出了保证损伤飞机运动模型具有损伤程度稳定性的充分条件.然后,设计了基于自适应滑模控制的飞机系统损伤容限控制器.利用双曲正切函数代替控制器中的符号函数,并从理论上分析了双曲正切函数作为切换函数的可行性.最后,以波音747 100/200模型为例,通过对飞机结构故障的识别,验证了理论结果的有效性.数值结果表明,与传统的损伤稳定控制方法相比,控制律对闭环系统的性能有积极的影响,同时具有更好的容错能力和对外界干扰的鲁棒性. 相似文献
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滑模变结构在非线性控制方面有着很好的优势,因此经常作为汽车ABS控制器的控制方法。在阐述滑模变结构基本原理的基础上,设计了该控制方法下的ABS控制器,并对实际出现的系统抖动问题提出了解决方法,最后进行了仿真。仿真结果表明,该控制方法可实现制动防抱死,采用饱和函数进行去抖后,轮速、滑移率、制动力矩的抖动消除。这些研究对工程应用具有一定的借鉴。 相似文献
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本文主要研究永磁同步电机伺服系统的位置跟踪问题。根据矢量控制原理,针对d轴电压,设计了一阶滑模控制器,将使d轴电流在有限时间到达0。针对q轴电压,基于滑模控制理论,设计了积分型高阶滑模控制器。由于系统中存在不确定性参数,设计了基于神经网络的q轴电压滑模控制器。理论分析表明,在所设计的控制器作用下,可以保证位置系统的精确跟踪控制。仿真结果表明了该控制方案具有较好的收敛性和抗干扰性能。 相似文献
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《实验技术与管理》2020,(5)
为了实现汽车电子节气门开度的精确和快速控制,设计了一种基于积分滑模面的模糊滑模控制器。针对节气门强非线性特性,建立了电子节气门系统的数学模型。将切换函数作为输入,利用模糊系统的万能逼近特性,实现对理想控制律的逼近,并基于Lyapunov方法设计自适应律对控制器参数进行实时调节。同时,针对电子节气门阀片角速度无法直接测量设计了扩张状态观测器,实现了节气门开度变化的准确估计。利用dSPACE搭建了电子节气门系统快速控制原型实验平台,仿真和实验结果均表明所设计的控制器对节气门期望开度的跟踪精确,具有较快的响应速度,并有效地削弱了抖振现象,提高了系统的动态性能。 相似文献
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基于永磁同步电动机精确的数学模型,针对永磁同步电动机绕组相电流和转速强耦合特性,依据中继切换控制机制和有限时间收敛的终端滑动模态控制机制,考虑了永磁同步电动机的有限时间跟踪问题。给出了其终端滑模控制器的设计方案。在所设计的控制作用下,闭环系统将在有限时间内达到平衡状态。并且保证了闭环系统所有信号的有界性和平衡点的全局稳定性,以及系统在有限时间内精确地跟踪给定的参考信号。最后对一具体的永磁同步电动机模型进行了数值仿真,仿真结果表明在所设计的终端滑模控制器作用下,系统的跟踪误差在有限时间内达到零,验证了所提算法的正确有效性。 相似文献
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利用滑动模态控制研究了含有不确定项的混沌系统的反同步问题,用极点配置原理设计的切换函数保证了带有非线性项的滑动模态混沌反同步,用指数滑模到达条件设计混沌反同步控制器,在该控制器作用下,滑动模态不受干扰的影响,系统有很好的鲁棒性和快速跟踪能力;切换函数的参数方便确定,所得结果保守性小. 相似文献
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提出了一种基于FB7桥三相光伏逆变器的改进型双闭环滑模控制策略。电压外环采用准滑模控制,电流内环采用改进型快速终端滑模控制,减小系统抖振的同时使系统状态在有限时间内收敛为零。该控制策略克服了传统双闭环PI控制抗干扰性、快速性较差的缺点,提高了系统的并网电流质量和抗干扰能力。Matlab/Simulink仿真实验结果表明,与传统双闭环PI控制策略相比,双闭环滑模控制策略可有效降低并网电流的THD,改善了并网电流的质量,同时提高了系统的动态响应速度和抗干扰能力。实验验证了提出的控制策略的准确性和可行性。 相似文献
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提出一种基于扩张状态观测器的反演自适应滑模控制方法,通过非线性坐标变换,将标准混沌系统模型变为更适于反演设计策略的严格参数反馈形式。设计线性扩张状态观测器估计系统状态及不确定部分,基于反演策略设计滑模控制律,并设计切换增益的自适应更新律以保证系统跟踪误差快速稳定收敛至零点。为了避免虚拟控制量的解析求导,简化控制器设计过程,虚拟控制量的导数通过一个滤波器获得。最后,将所设计方法与常规反演滑模控制器及PID控制做仿真实验比对,验证了所设计控制器能够改善滑模控制信号的抖振问题,提高了被控系统的动态性能。 相似文献