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机电工程 2006年第7期23卷 1-4页

作者：骆再飞吴文昌宁波工程学院电信学院浙江宁波315016 浙江大学控制电气学院浙江杭州310027

针对交流伺服系统速度控制问题,提出了一种动态积分滑模控制方法。利用动态滑模控制方法消除抖振,在切换函数中引入积分环节提高了稳态精度,并给出了交流伺服系统速度控制器的设计方法。仿真试验表明,该方法能明显削弱抖振,提高稳态精度... 详细信息

针对交流伺服系统速度控制问题,提出了一种动态积分滑模控制方法。利用动态滑模控制方法消除抖振,在切换函数中引入积分环节提高了稳态精度,并给出了交流伺服系统速度控制器的设计方法。仿真试验表明,该方法能明显削弱抖振,提高稳态精度,并有较强的鲁棒性。

关键词：动态积分滑模控制交流伺服速度控制永磁同步电机

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非最小相位高超声速飞行器的动态滑模镇定控制

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国防科技大学学报 2024年第5期 54-64页

作者：王雨潇丰航赵昱宇孙明玮中国民航大学电子信息与自动化学院南开大学人工智能学院

针对高超声速飞行器非最小相位特性带来的零动态不稳定问题，提出基于B-I(Byrnes-Isidori)标准型的模型变换方法，实现系统内、外动态的解耦。设计了一种动态积分滑模镇定控制方法，构建包含内、外部状态和动态参数变量的增广系统。提... 详细信息

针对高超声速飞行器非最小相位特性带来的零动态不稳定问题，提出基于B-I(Byrnes-Isidori)标准型的模型变换方法，实现系统内、外动态的解耦。设计了一种动态积分滑模镇定控制方法，构建包含内、外部状态和动态参数变量的增广系统。提出滑模控制参数整定方法实现增广系统的闭环极点配置，使得不同工况和摄动条件下增广系统保持动态稳定，同时外部输出误差平衡点始终为零。所提方法可实现在外部输出精确跟踪的同时镇定不稳定零动态，实现非最小相位高超声速飞行器的纵向轨迹稳定跟踪控制。给出了控制方法的Lyapunov稳定性证明，并进行了恒动压轨迹跟踪和蒙特卡罗仿真。仿真结果表明，动态积分滑模控制方法在摄动条件下保持了较好的跟踪精度和鲁棒性，同时可以有效地镇定系统零动态。

关键词：高超声速飞行器非最小相位零动态 Byrnes-Isidori标准型动态积分滑模控制

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基于动态积分滑模的AUV三维路径跟踪控制

基于动态积分滑模的AUV三维路径跟踪控制

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作者：余荣臻广东海洋大学

学位级别：硕士

海底油气管线的水下巡检必须能自主识别管线并具备沿管线自主航行的能力,是获取全方位、长时序、高密度海底油气管线数据信息的关键方式,也是海洋油气开发与运营安全的重要保障。自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)具... 详细信息

海底油气管线的水下巡检必须能自主识别管线并具备沿管线自主航行的能力,是获取全方位、长时序、高密度海底油气管线数据信息的关键方式,也是海洋油气开发与运营安全的重要保障。自主水下机器人(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)具有工作效率高,能够在复杂海洋环境下完成长周期、大范围的巡查任务等特点,其在复杂环境下智能自主是未来重要研究方向之一。管线跟踪控制又是AUV顺利的完成海底管线的巡检作业的关键技术。本文针对跟踪控制涉及的海洋环境随机时变、高效避障和快速跟踪等问题,利用AUV的非线性控制系统理论、视线法(Line of Sight,LOS)和滑模法等理论工具,基于三维路径规划研究了AUV的三维路径跟踪控制问题。首先,针对“精灵M200”AUV对象,利用坐标转换、刚体运动学和动力学以及操纵性理论,建立了AUV的6自由度运动学和动力学数学模型,并考虑了海流干扰的影响,为研究AUV的三维路径跟踪控制问题奠定了基础。其次,以三维栅格法建立AUV的海洋环境模型,为了实现AUV海洋环境的避障和路径优化,将蝗虫优化算法(Grasshopper Optimization Algorithm,GOA)应用到三维路径规划中,该方法能够在海洋障碍物环境中从起始点到目标点规划出满足高效避障和收敛速度快的最优路径,从而能够改善路径跟踪的效果和降低能耗。仿真结果表明,GOA算法具有良好的全局搜索能力,收敛速度更快,最终得到的路径更优。该算法能有效降低AUV的航行能耗,规划出满足AUV实际机动性能的路径。最后,为了便于控制器的设计,对AUV的数学模型做了进一步的简化处理,将其在空间中的运动分解为水平面运动和垂直面运动,将AUV的位置误差控制转化为艏向角误差和纵倾角误差控制,建立了AUV的简化运动模型。接着,基于三维路径规划问题生成的路径点,研究了AUV三维路径跟踪问题。提出了一种结合三维积分视线(Integral Line of Sight,ILOS)制导律和动态积分滑模控制器的两层框架,以实现AUV沿着预定路径的鲁棒跟踪。第一层设计了AUV的三维ILOS制导律,以保证运动学阶段路径跟踪的稳定性;第二层在动力学阶段,针对非线性环境扰动,提出了一种基于李雅普诺夫(Lyapunov)稳定性理论和ILOS制导律的动态积分滑模控制方法。此外,有别与传统的滑模控制器,该方法能够消除稳态误差,解决滑模法的“抖振”问题。仿真结果表明,该控制器具有良好的稳态和瞬态跟踪性能、鲁棒性,并且无效操舵少,具有一定的经济性。研究结果表明所提出的控制策略既能提高三维路径跟踪质量,又对海流干扰具有鲁棒性,极大提高了AUV航行效率、安全性和稳定性。

关键词： AUV 三维路径规划三维路径跟踪动态积分滑模控制

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直线电梯单电磁悬浮导向系统RBF神经网络滑模控制

直线电梯单电磁悬浮导向系统RBF神经网络滑模控制

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作者：郝明亮沈阳工业大学

学位级别：硕士

直线电梯垂直运输系统在超高层建筑中的应用是未来超高层电梯的一个重要发展方向。将电磁悬浮技术应用在超高层建筑的直线电梯导靴中构成直线电梯电磁导向系统,使直线电梯导向装置在井道中与导轨无机械摩擦的高速运行,消除了电梯运行时... 详细信息

直线电梯垂直运输系统在超高层建筑中的应用是未来超高层电梯的一个重要发展方向。将电磁悬浮技术应用在超高层建筑的直线电梯导靴中构成直线电梯电磁导向系统,使直线电梯导向装置在井道中与导轨无机械摩擦的高速运行,消除了电梯运行时的噪声,同时大大降低了轿厢运行时的振动。针对直线电梯悬浮导向系统的模型系统参数不确定和外部扰动对悬浮气隙稳定性的影响,采用RBF神经网络滑模控制器对单电磁悬浮导向系统的悬浮气隙高度进行控制,保证其稳定性和快速跟踪性。本文综述了电磁悬浮导向技术的背景和发展,介绍了直线电梯电磁悬浮导向技术的研究现状,并对电磁悬浮导向系统常用的控制方法进行了分析比较。直线电梯单磁悬浮导向装置采用3U型电磁铁形式,整个导向系统的结构为“Eight-Maglev”对称拓扑结构。在分析了整个导向系统电磁导靴的安装结构和电磁悬浮原理的基础上,建立直线电梯的单电磁悬浮导向系统的数学模型。针对数学模型中的非线性特性,应用基于平衡点线性化的方法简化单电磁导向系统的数学模型。以导向系统的线性化模型为基础进行电磁悬浮气隙控制器设计。针对系统参数变化和外部扰动对导向系统悬浮气隙高度控制的影响,采用积分滑模变结构控制和动态积分滑模控制分别对导向系统进行控制器设计,以确保系统参数变化时悬浮气隙的稳定性。通过比较,积分滑模变结构控制和动态积分滑模控制比传统PID在系统参数变化时更能适应悬浮气隙高度控制,动态积分滑模控制比积分滑模控制在一定程度上削弱了系统抖动,有更好的鲁棒性。为了进一步削弱系统抖动,加快系统响应速度,提出RBF神经网络控制替换动态滑模切换控制部分以有效削弱滑模抖动并抑制轿厢振动的目的。通过Matlab仿真结果对上述四种控制方法比较得出,采用RBF神经网络滑模控制可以实现直线电梯单电磁悬浮导向系统在系统参数不确定和有外部干扰存在的情况下仍能保证悬浮气隙高度控制的鲁棒性,并有效抑制系统抖动。

关键词：直线电梯单电磁悬浮导向系统 RBF神经网络动态积分滑模控制

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