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变结构控制的抖振问题研究

计算机仿真 2006年第6期23卷 155-158,179页

作者：白圣建黄新生国防科技大学机电工程与自动化学院湖南长沙410073

变结构控制是一种鲁棒控制方法,它对系统参数的变化和外部干扰具有理论上的完全鲁棒性,然而,变结构控制系统在滑模面上的高频抖振是其工程应用的主要障碍。该文将抖振削弱方法分为两类:一类是传统控制方法,它通过改变变结构控制器的构... 详细信息

变结构控制是一种鲁棒控制方法,它对系统参数的变化和外部干扰具有理论上的完全鲁棒性,然而,变结构控制系统在滑模面上的高频抖振是其工程应用的主要障碍。该文将抖振削弱方法分为两类:一类是传统控制方法,它通过改变变结构控制器的构造方式来削弱抖振;另外一类是组合控制方法,它通过引入其他先进控制理论(如智能控制、自适应控制等)来削弱抖振。目前,多种组合控制方法被广泛采用,但缺乏对结合方式的系统性分析,本文以模糊变结构组合控制方法为例,详细探讨了多种形式的结合方式。最后指出了处理抖振问题的发展方向。

关键词：变结构控制抖振组合控制模糊变结构控制

模糊变结构电动车驱动IPM永磁同步电动机直接转矩控制

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模糊变结构电动车驱动IPM永磁同步电动机直接转矩控制

2011年中国智能自动化学术会议

作者：车国霖张云生昆明理工大学机电工程学院昆明理工大学信息工程与自动化学院

内置式永磁同步电动机适合电动汽车牵引驱动,为了满足车用驱动控制系统的动、稳态性能和鲁棒性,设计一种模糊滑模变结构直接转矩控制策略。该方法克服了传统直接转矩控制存在转矩脉动、速度超调、抗干扰能力差的不足,减弱了滑模变结构... 详细信息

内置式永磁同步电动机适合电动汽车牵引驱动,为了满足车用驱动控制系统的动、稳态性能和鲁棒性,设计一种模糊滑模变结构直接转矩控制策略。该方法克服了传统直接转矩控制存在转矩脉动、速度超调、抗干扰能力差的不足,减弱了滑模变结构控制的颤振问题。仿真试验表明该方法具有可行性和有效性。

关键词：电动汽车驱动内置式永磁同步电动机直接转矩控制模糊变结构控制

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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区域交通智能车辆导航控制技术

农业机械学报 2007年第7期38卷 39-42页

作者：王荣本张荣辉金立生郭烈吉林大学交通学院

通过系统辨识实验得到车辆转向系统动态特性方程,结合车辆预瞄运动学模型和二自由度转向动力学模型建立基于视觉预瞄的转向动力学控制数学模型,根据线性二次型最优控制理论设计的最优控制器能稳定跟踪直线路径。采用模糊控制快速跟踪弧... 详细信息

通过系统辨识实验得到车辆转向系统动态特性方程,结合车辆预瞄运动学模型和二自由度转向动力学模型建立基于视觉预瞄的转向动力学控制数学模型,根据线性二次型最优控制理论设计的最优控制器能稳定跟踪直线路径。采用模糊控制快速跟踪弧线导航路径,结合车辆转向系统当前状态和最快动态响应能力建立车辆弧线跟踪时的变结构控制输出集。针对JLUIV-型区域交通智能车辆部分状态变量的不可测性,根据Kalman滤波理论构造状态观测器。仿真和试验结果表明:该控制技术在区域交通智能车辆户外路径跟踪过程中平稳、可靠。

关键词：智能车辆导航控制器模糊变结构控制卡尔曼状态观测器

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一种机电液系统的模糊变结构模糊控制器

中国机械工程 1998年第8期9卷 50-53页

作者：申水文罗邦杰葛安林上海交通大学机械学院上海市200030 吉林工业大学长春市130025

车辆机械式干摩擦离合器及其执行机构具有非线性、时变、变结构特点，此类机电液系统的快速跟踪控制较困难。提出一种变结构模糊控制器，此控制器具有特征识别与处理环节，能够在线调节参数和根据系统特征状态选择合适的控制模式;此控... 详细信息

车辆机械式干摩擦离合器及其执行机构具有非线性、时变、变结构特点，此类机电液系统的快速跟踪控制较困难。提出一种变结构模糊控制器，此控制器具有特征识别与处理环节，能够在线调节参数和根据系统特征状态选择合适的控制模式;此控制器带有前馈环节，可以提高系统的快速响应能力。利用此模糊变结构控制器对离合器进行斜坡和二次曲线快速跟踪控制试验，结果表明，此模糊控制器对一类非线性、时变、变结构特点的机电液系统具有一定的实用价值。

关键词：模糊变结构控制机电液系统模式识别控制器

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模糊控制的现状与发展概述

现代防御技术 2008年第3期36卷 51-55页

作者：葛新成胡永霞第二炮兵驻8602厂军事代表室湖北孝感432100 三江集团红阳机械厂湖北孝感432100

模糊控制方法是智能控制的重要组成部分。简要回顾了模糊控制理论的发展,详细介绍了模糊控制理论的原理和模糊控制器的设计步骤,根据各种模糊控制器的不同特点,对模糊控制在航空航天领域中的应用进行了分类,并分析了各类模糊控制器的应... 详细信息

模糊控制方法是智能控制的重要组成部分。简要回顾了模糊控制理论的发展,详细介绍了模糊控制理论的原理和模糊控制器的设计步骤,根据各种模糊控制器的不同特点,对模糊控制在航空航天领域中的应用进行了分类,并分析了各类模糊控制器的应用效能,最后分析了模糊控制理论的优缺点及需要完善或继续研究的内容,展望了模糊控制的发展趋势与动态。

关键词：模糊控制模糊PID控制模糊变结构控制 H∞控制

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电动汽车电机制动防抱死控制系统研究

电动汽车电机制动防抱死控制系统研究

作者：李其军中国矿业大学

学位级别：硕士

电机制动防抱死控制,充分利用电机响应速度快、控制精度高及能量回收的优势,提高车辆制动性能,实现再生制动防抱死控制,提高能量的综合利用率。但是电机制动力矩相对较小,同时受到转速、电机参数、电源系统等诸多因素的影响,如何解决这... 详细信息

电机制动防抱死控制,充分利用电机响应速度快、控制精度高及能量回收的优势,提高车辆制动性能,实现再生制动防抱死控制,提高能量的综合利用率。但是电机制动力矩相对较小,同时受到转速、电机参数、电源系统等诸多因素的影响,如何解决这些问题,实现再生制动防抱死是新能源汽车制动优化急需解决的问题。针对这些问题本文做了如下工作:首先对全桥调制、半桥调制方式下无刷直流电机的制动电流、能量回收率、制动力矩波动情况进行研究,通过仿真对理论分析结果进行验证,结果表明:全桥调制具有较宽的力矩调节范围,电流脉动小,稳定性强;半桥调制能量回收率优于全桥调制。其次设计了通过占空比调节实现无刷直流电机制动防抱死的双闭环控制系统。外环为基于模糊变结构的滑移率控制,利用模糊控制削弱变结构控制中的“抖振”现象;内环为电流环控制,产生PWM控制信号。以电机制动强度、能量回收率为判断依据,设计了电机制动ABS控制使能条件。建立了电机制动ABS双闭环控制系统仿真模型,在多种路况下对所设计系统的有效性、可靠性及稳定性进行仿真验证。最后搭建了电机制动ABS控制硬件在环仿真实验平台,并对上述提出的电机制动ABS控制实现方法、控制方式进行硬件在环仿真实验。仿真计算及模拟实验结果表明:本文设计的控制方法,成功实现了电机制动防抱死控制,通过使能条件控制,实现了再生制动防抱死。并且系统响应速度快,具有良好的制动稳定性和可靠性,为电机制动ABS控制系统的开发与设计提供了理论依据和新的思路。

关键词：电机制动模糊变结构控制防抱死控制建模仿真硬件在环试验

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几类不确定机器人模糊控制策略的研究

几类不确定机器人模糊控制策略的研究

作者：王海涛燕山大学

学位级别：硕士

机器人运动控制的智能控制方法主要包括模糊控制、神经网络控制、变结构控制以及相互融合技术。这些智能控制方法在多自由度刚性机器人轨迹跟踪方面的应用是十分有效的，在实际应用中操作性能也是相当优秀的。在实际工程中，要得到机器... 详细信息

机器人运动控制的智能控制方法主要包括模糊控制、神经网络控制、变结构控制以及相互融合技术。这些智能控制方法在多自由度刚性机器人轨迹跟踪方面的应用是十分有效的，在实际应用中操作性能也是相当优秀的。在实际工程中，要得到机器人精确的数学模型是一件很困难的事情，因此，我们在建立机器人数学模型时，需要做合理的近似处理，而忽略一些不确定性因素，诸如参数误差、未建模动态、观测噪声和不确定性的外界干扰等等。然而这些不确定性的存在可能会引起控制系统品质的恶化，甚至成为系统不稳定的原因。因此，针对机器人轨迹跟踪，本文引入智能控制方法，使机器人满足高速高精度的要求。本论文首先介绍了适合不确定机器人实时控制需要的小脑模型联结控制器(Cerebella Model Articulation Controller)，简称CMAC。用CMAC网络来逼近机器人的不确定性函数。由于CMAC的泛化能力与存储容量之间的矛盾是不可忽视的，因此本文提出一种模糊CMAC方案解决了这个矛盾，并保证了系统的快速稳定性。其次，变结构控制因其不需要被控对象精确的数学模型和对参数变化以及噪声干扰的不敏感性，所以尤其适合于控制不确定的机器人系统，但是其控制的鲁棒性与抖振又是并存的，所以削弱抖振，并保证系统的稳定性是十分必要的。本文提出一种基于系统状态的模糊变结构控制方法，有效地削弱了抖振，同时又保证了机器人的轨迹跟踪精度。最后，考虑对机器人的参数不确定性和外界干扰分别进行补偿的控制策略，用神经网络智能控制方法逼近机器人参数不确定性函数，对于外界干扰和逼近误差，由于它们会使系统状态长时间到达不了稳定状态，为此本文分别采用两种控制方案代替传统的变结构控制方法，达到消除逼近误差，抑制外界干扰的目的。通过分析所设计控制器的稳定性、鲁棒性等品质指标，并且对同一个二自由度串联机器人计算机仿真，证明了本论文所提出控制方案的有效性和可行性。

关键词：机器人智能控制变结构控制模糊CMAC 模糊变结构控制神经网络控制

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舰船电力系统稳定性研究

舰船电力系统稳定性研究

作者：赵巧利江苏科技大学

学位级别：硕士

舰船电力系统的稳定运行,对于舰船来说,有着特别重要的意义。舰船长期航行于海洋上,当其发生故障时,不可能立刻得到岸上的支援,而如果某些重要部件发生故障,将可能导致船毁人亡的悲剧,这就使得舰船对电力供应的依赖性非常大。它要求舰... 详细信息

舰船电力系统的稳定运行,对于舰船来说,有着特别重要的意义。舰船长期航行于海洋上,当其发生故障时,不可能立刻得到岸上的支援,而如果某些重要部件发生故障,将可能导致船毁人亡的悲剧,这就使得舰船对电力供应的依赖性非常大。它要求舰船电力系统不仅能在正常情况下保证船电设备的正常稳定运行,还必须保证在特殊情况下具有一定的稳定性,能够最大限度的保障和提高舰船的生命力。但是,随着舰船电力系统规模的不断增大,传统的基于经验的稳定性分析方法,已经不能满足舰船电力系统稳定运行的要求,开展舰船电力系统稳定性的分析和研究就显得非常重要。经过查阅大量的国内外资料,本文首先论述了课题的研究背景与研究意义。其次,对舰船电力系统的两机并联非线性数学模型的建立过程进行了详细的分析。再次,在已有的系统模型的基础上,借鉴陆地电力系统稳定性分析的成熟理论,设计了系统的第一种控制器,即鲁棒自适应控制器,使系统在存在参数不确定性及外界常值扰动的情况下仍能稳定运行。为了简化控制率的设计,将反步法引入到自适应控制中,设计了系统的鲁棒自适应控制器,应用李雅普诺夫稳定性判据判断了系统的稳定性。最后,设计了系统的另一种控制器,即模糊变结构控制器,使系统在存在参数摄动的情况下仍能稳定运行。将模糊控制与滑模变结构控制相结合,可有效的消弱滑模变结构控制系统中所固有的“抖振”现象,并能将两者的优点结合起来。为了验证控制器的控制效果,本文在MATLAB6.5软件平台编写仿真程序,进行了计算机仿真。给出了系统转子运行角,及转子运行角速度随时间的变化曲线,运用舰船电力系统暂态稳定性判据,判断系统的暂态稳定性。仿真的结果表明控制器具有良好的控制效果,系统的暂态稳定性得到了很好的控制。在系统受到外界常值扰动及存在参数不确定性的情况下,鲁棒自适应控制器能够保证系统具有良好的稳定性,可以使系统中并联的同步发电机快速回到同步运行状态,从而使系统快速地回到稳定运行状态。在系统存在参数摄动的情况下,模糊变结构控制器具有较强的鲁棒性,可以使系统中并联的发电机很快的回到同步运行状态,从而使系统快速地回到稳定运行状态。

关键词：舰船电力系统稳定性反步法自适应控制模糊变结构控制

基于模糊控制的汽车动力学稳定性控制（VDC）研究

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基于模糊控制的汽车动力学稳定性控制（VDC）研究

作者：涂志祥长沙理工大学

学位级别：硕士

汽车高速或在低附着系数路面上转向行驶时,由于受转向或外界干扰的影响,侧向附着力容易达到附着极限,使汽车丧失动力学稳定性,从而造成交通事故的发生。汽车动力学稳定性控制(VDC)可以改善汽车在这些极限情况下的操纵性和稳定性。本文... 详细信息

汽车高速或在低附着系数路面上转向行驶时,由于受转向或外界干扰的影响,侧向附着力容易达到附着极限,使汽车丧失动力学稳定性,从而造成交通事故的发生。汽车动力学稳定性控制(VDC)可以改善汽车在这些极限情况下的操纵性和稳定性。本文根据国内外对汽车动力学稳定性控制方法的研究现状,运用模糊控制理论对汽车动力学稳定性控制进行了研究,为以后实际系统的开发提供更好的控制策略。本文首先建立了七自由度人-车闭环系统模型,并对模型进行了仿真分析与验证,为汽车动力学稳定性控制(VDC)的研究提供了正确的汽车模型;其次根据汽车动力学稳定性控制(VDC)的基本原理,指出了采用单轮制动产生附加横摆力矩来改善汽车在极限情况下的动力学稳定性控制策略;然后针对汽车动力学稳定性控制系统的非线形时变特点,采用两种鲁棒性强的控制方法对其进行了研究:第一种方法是以横摆角速度为控制变量的参数自整定模糊-PI控制;第二种方法是以横摆角速度和侧偏角为控制变量的模糊变结构控制;最后分别用这两种控制方法对汽车几种典型运行工况进行了仿真分析,结果表明参数自整定模糊-PI控制比普通PID控制有更好的鲁棒性和自适应能力,控制方法是合理的、有效的,能改善汽车动力学稳定性控制的性能;模糊变结构控制是以横摆角速度和侧偏角为状态变量进行的控制,而它们是描述动力学性能的两个主要参数,使得动力学稳定性控制更加全面、合理,是汽车动力学稳定性控制的一种好方法。

关键词：汽车动力学稳定性控制(VDC) 动力学模型模糊-PI控制模糊变结构控制横摆角速度侧偏角