积分滑模控制

摘要： 针对液压马达伺服控制系统由于系统强非线性引起的精确控制困难的问题,提出了基于线性化和滑模控制算法的自适应鲁棒积分滑模控制器。在不改变系统模型的前提下,应用线性化将系统模型中的部分非线性项进行线性化处理,降低了系统的强非线性,并结合自适应算法进行线性化误差补偿。同时,针对跟踪精度不足等问题,引入积分滑模控制算法进行鲁棒控制器设计,并通过Lyapunov理论证明了液压马达伺服系统的闭环稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器相比传统PID控制性能提升了40%,且具有较强的鲁棒性。

摘要： 为设计一种节能并且鲁棒性强的船舶航向保持控制器,将非线性反馈算法与积分滑模控制相结合,设计非线性反馈积分滑模控制器用于船舶航向保持。非线性反馈积分滑模控制器建立在积分滑模控制器的基础上,利用非线性函数处理反馈误差,从而达到节能的作用。证明了积分滑模曲面的李雅普诺夫稳定性,并进行了仿真实验。从仿真结果可以看出,非线性反馈积分滑模控制在不影响航向保持精度的前提下,能够降低舵力,但是,船舶的横漂运动和转艏运动会受到影响。在设计非线性反馈积分滑模控制器的同时,分析了非线性反馈算法对船舶各状态的影响,对非线性反馈算法的进一步改进具有一定的参考价值。

摘要： 针对库仑力—太阳帆混合推进的航天器在行星悬浮轨道附近编队保持控制问题进行了研究.首先,建立了在行星悬浮轨道附近的航天器编队动力学模型,然后对模型进行线性化处理,推导出航天器编队相对运动方程.设计积分滑模编队飞行控制器,通过调节太阳光压力及星间库仑力对编队构型进行保持控制,具有响应速度快和对系统模型依赖小的特点.数值仿真表明存在扰动的情况下,该控制方法能实现行星悬浮轨道附近编队保持控制.

摘要： 针对复杂飞行环境下的多四旋翼飞行器系统,提出一种基于有限时间扩张状态观测器的主从编队控制策略(FTESO-LFFC)。对于领航者子系统,提出一种积分滑模控制(ISM)策略,通过引入的积分项,消除了传统滑模控制中的趋近阶段,提高了系统的鲁棒性。对于跟随者子系统,提出一种非奇异终端滑模控制(NTSM)策略,该方法在解决了奇异性问题的同时也具有有限时间收敛特性,其控制效果更佳。针对外界扰动,提出一种有限时间扩张状态观测器(FTESO)实现了对扰动的准确观测。通过稳定性分析可知,所提出的控制策略可以实现闭环系统的有限时间稳定。仿真结果验证了该方法的可靠性与优越性。

摘要： 针对导弹纵向通道存在干扰影响的问题,设计了一种复合控制方案。首先,选取超螺旋干扰观测器估计未知干扰,并设计积分滑模控制器补偿输入干扰产生的影响;其次,基于微分对策理论,结合自适应动态规划算法,设计单评价神经网络在线求解自适应最优控制器来抑制非匹配干扰,利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性和评价网络权值的收敛性;最后,对导弹纵向动力学进行建模仿真,验证了所提复合控制策略的有效性。

摘要： 针对单级光伏逆变器并网系统直流侧和网侧系统不确定干扰的影响,提出一种双环积分滑模控制方法。首先,通过微分法来获得两相虚拟正交信号,以实现单相控制信号的d-q坐标转换,实现有功无功的解耦控制;然后,对直流环节电容电压进行调节,通过积分滑模控制在保证最大功率追踪的同时,使电流环对直流侧电压扰动具有的较强的鲁棒性;最后,在电压外环采用积分滑模控制,获得良好的电压跟踪效果,提高系统抵御电网电压波动等干扰因素的能力。仿真实验结果表明,所提控制策略能够使单级光伏逆变器并网控制系统稳定可靠运行,具有满意的动态响应和较强的抗干扰能力。

摘要： 在大功率直流供电系统中,一般采用分布式并联系统运行来提高输出功率以及可靠性,而在实际中分布式并联系统运行的电源模块间会产生环流,采用传统线性控制方法会造成均流精度低、抗干扰能力低、稳定性差等问题。为此,提出了一种基于积分滑模电压控制的分布式均流的方法。对分布式并联系统建立状态空间平均模型,在保留双闭环的基础上设计了积分滑模控制器,分析积分滑模的稳定性并对参数进行选取;其次,将分布式并联系统转化为多智能体协同控制问题,通过相邻模块之间通信,消除误差并补偿母线电压;最后,通过仿真验证了所提算法能提高均流精度和鲁棒性,且在负载跳变下,仍获得良好的动态均流特性。

摘要： 高速磁悬浮列车用长定子直线同步电机工作在双端供电模式时,是多变量、非线性、强耦合系统。传统的线性控制方法对参数摄动较为敏感,因此该文分析了参数摄动对电流环控制性能的影响并提出一种基于积分滑模的电流控制策略。该策略将状态变量的积分项引入到滑模面中,避免了高频噪声的干扰,并改进了指数趋近律以削弱抖振,使得电流的动态跟随性能和抗参数摄动性能都得到改善。硬件在环实验验证了该策略与传统线性控制策略相比,可提高磁悬浮列车在定子段换步过程中的电流跟随性能,并且对电机参数摄动具有较强的鲁棒性。

摘要： 针对可重构电池储能的运行特点,研究了一种基于可重构电池储能的微电网功率协调控制策略。首先,为了改善可重构电池的响应特性,设计了基于积分滑模控制的储能变换器控制系统。其次,将微电网运行状态划分为四种工作模式,在系统运行状态发生变化时,通过可重构电池储能的主动功率调节作用,使得微电网能够在不同工作模式下维持系统功率平衡,从而保证系统稳定运行。最后,通过搭建MATLAB/Simulink仿真模型,验证了所提策略的有效性。

摘要： 为了克服多电机差速失步振荡及同步稳定性变差等问题,提出了基于新型自适应积分滑模和扰动观测的多PMSM同步控制方法。首先,构建了一种改进型偏差耦合同步控制结构。其次,设计了基于新型自适应积分滑模(new adaptive integral sliding mode control,NAISMC)的PMSM控制器。同时,利用滑模扰动观测器(sliding mode disturbance observer,SMDO)对电机负载扰动进行观测,并与改进的偏差耦合同步控制结构相结合,提出了基于NAISMC与SMDO的多PMSM的改进型偏差耦合同步控制方法。最后,进行了实验分析。其结果表明所提出的同步控制方法能有效地保证4个电机具有良好的同步性能,提高了其抗扰动的能力,确保了多电机同步的稳定性。

摘要： 滑模控制具有较强的鲁棒性、良好的动态和稳态响应，针对常规滑模控制出现的“抖动”问题，设计了一种基于积分滑模控制在定频工作模式下的三电平Buck变换器，给出了滑模切换面存在的滑模区域，论证了滑模控制的稳定性、存在性,并进行了仿真验证。仿真结果表明，积分滑模控制消除了系统的稳态识差和较好的鲁棒性和动态响应。

摘要： 本文探讨了漂浮基全柔性臂空间机器人的轨迹跟踪及柔性抑振控制的问题.采用奇异摄动理论,将系统的动力学方程分解为表示刚性运动的慢变子系统和柔性振动的快变子系统.针对慢变子系统,设计了一种基于名义模型的积分滑模控制器.此方案的特点是无需已知精确的动力学模型,且定义的积分型切换函数减少了外部干扰引起的稳态误差,通过合理地选择鲁棒项系数可以消除控制器输出所存在的抖振现象,从而提高了控制性能.而对于快变子系统,采用线性二次最优控制方法主动抑制其振动,以保证系统的稳定性.李雅普诺夫理论证明了系统是全局渐进稳定的.仿真算例证实了提出方法的有效性.

摘要： 本发明公开一种比例积分滑模面的数控机床用模糊滑模位置控制方法，首先，对机械数控机床非线性系统进行分析，提取实际反馈值θ，得到期望值θd的位置误差e(t)；然后设计比例积分滑模面切换函数，将滑模控制中的切换函数s(t)作为模糊系统的输入；进一步地对模糊控制器进行设计，采用重心算法，将系统进行反模糊化，得到模糊控制器输出u(t)；最后将机械数控机床位置控制器的位置输出信号u(t)输入数控系统，机械数控机床系统输出的位置角度反馈至输入端。本发明将基于比例积分滑模面的模糊滑模控制替代传统的PID伺服控制系统，提高了对位置的跟踪精度和响应性能，满足运动控制系统中高速、高精度、输出功率大的控制要求。

摘要： 本发明属于压电驱动器控制的技术领域，具体公开了一种积分型高阶滑模控制的压电驱动器轨迹跟踪控制方法，包括以下步骤：步骤1：采集压电驱动器的信号，并采用二阶线性化数学模型辨识出压电驱动器的数学模型；步骤2：采用扩展状态观测器估计系统的总扰动；步骤3：根据辨识出的数学模型及扩展状态观测器估计到的总扰动，采用积分型高阶滑模控制器实现压电驱动器的高精度轨迹跟踪控制。本发明取得的有益效果：解决了扰动上界无法准确得到的问题，收敛速度快，避免出现奇异问题，保证控制量的连续性，有效改善抖振现象，提高控制精度。

摘要： 本发明公开了一种基于复合积分滑模控制的直流降压变换器系统控制方法。该方法通过建立降压变换器状态空间平均模型，利用有限时间干扰观测技术，精确估计变换器系统的负载干扰和电压干扰，并将干扰估计信息引入积分滑模控制器的设计中，实现了降压变换器系统输出电压的精确控制。本发明所设计的复合积分滑模控制器可以使得降压变换器的输出电压在有限时间内收敛，并可以抑制多种形式的干扰，有效地提升了降压变换器系统的动态响应速度和稳态精度。

摘要： 本发明实施例涉及控制科学及工程技术领域，公开了面向控制系统的积分滑模控制方法、装置及设备。本发明实施例先获取待镇定被控系统对应的非线性系统模型；对非线性系统模型进行线性化处理，以得到分段仿射线性模型；基于分段仿射线性模型确定积分滑模控制器的控制器矩阵；根据控制器矩阵确定滑模面矩阵；运用积分滑模控制器及与滑模面矩阵对应的积分滑模面，以确保待镇定被控系统在初始时刻时处于滑动模态。可见，本发明实施例运用当前确定出的积分滑模控制器和积分滑模面可使得系统在初始时刻时即处于滑动模态，解决了较难基于分段仿射线性模型来实现工业控制系统的积分滑模控制策略的技术问题；同时，也使得系统表现出更好的抗干扰能力。

摘要： 本发明公开了一种基于积分滑模与模型预测控制的多航天器协同控制方法，如下：1、建立航天器姿态动力学模型，通过转化得到拉格朗日形式的航天器姿态动力学模型；进而得到状态空间下的航天器姿态动力学模型；2、多航天器之间采用随机通信协议；将随机通信协议建模为马尔可夫跳变模型；3、采用积分滑模控制与鲁棒模型预测控制相结合的混杂控制方法，从而得到对每一个航天器的控制量。解决了现有技术在多航天器协同控制中的通信缺陷与抗扰不足的问题，本发明可以充分利用积分滑模控制有效抑制匹配干扰的优点，结合鲁棒模型预测控制能够处理约束以及非匹配干扰的特点，对多航天器进行协同控制。

摘要： 本发明涉及一种双幂次趋近律的积分滑模控制(DPRL‑I‑SMC)的磁悬浮列车系统控制方法，尤其是涉及一种基于改进型双幂次趋近律的积分滑模控制的磁悬浮列车系统控制方法。本发明结合双幂次趋近律和指数趋近律方法，并利用饱和函数和积分函数综合设计的滑模控制器。改进型DPRL‑I‑SMC方法在各方面性能都表现得优于传统滑模控制(SMC)和幂次趋近律的积分滑模控制(PRL‑I‑SMC)方法，能有效消除系统的抖振，减小超调，加快收敛速度，克服非线性因素从而使非线性系统稳定悬浮，表现出优良的动态特性和抗干扰性能。

摘要： 本发明涉及电力电子变换器领域，尤其涉及基于干扰观测器与积分滑模控制的boost变换器控制方法，包括：建立boost变换器的状态空间模型方程；基于状态空间模型方程并根据扰动观测器估计的不确定性建立积分滑模控制器；在线路输入电压和/或负载电阻不确定时，通过积分滑模控制器调节输出电压。通过使用本发明，可以实现以下效果：1、直接输出电压控制；2、无需任何附加硬件就可保证恒定的开关频率；3、无需测量输入电压；4、对线路、负载不确定性具有很强的鲁棒性，能够跟踪参考电压。

摘要： 本发明公开了一种基于复合积分滑模控制的直流降压变换器系统控制方法。该方法通过建立降压变换器状态空间平均模型，利用有限时间干扰观测技术，精确估计变换器系统的负载干扰和电压干扰，并将干扰估计信息引入积分滑模控制器的设计中，实现了降压变换器系统输出电压的精确控制。本发明所设计的复合积分滑模控制器可以使得降压变换器的输出电压在有限时间内收敛，并可以抑制多种形式的干扰，有效地提升了降压变换器系统的动态响应速度和稳态精度。

摘要： 本发明实施例涉及控制科学及工程技术领域，公开了面向控制系统的积分滑模控制方法、装置及设备。本发明实施例先获取待镇定被控系统对应的非线性系统模型；对非线性系统模型进行线性化处理，以得到分段仿射线性模型；基于分段仿射线性模型确定积分滑模控制器的控制器矩阵；根据控制器矩阵确定滑模面矩阵；运用积分滑模控制器及与滑模面矩阵对应的积分滑模面，以确保待镇定被控系统在初始时刻时处于滑动模态。可见，本发明实施例运用当前确定出的积分滑模控制器和积分滑模面可使得系统在初始时刻时即处于滑动模态，解决了较难基于分段仿射线性模型来实现工业控制系统的积分滑模控制策略的技术问题；同时，也使得系统表现出更好的抗干扰能力。

摘要： 本发明公开了一种基于积分滑模与模型预测控制的多航天器协同控制方法，如下：1、建立航天器姿态动力学模型，通过转化得到拉格朗日形式的航天器姿态动力学模型；进而得到状态空间下的航天器姿态动力学模型；2、多航天器之间采用随机通信协议；将随机通信协议建模为马尔可夫跳变模型；3、采用积分滑模控制与鲁棒模型预测控制相结合的混杂控制方法，从而得到对每一个航天器的控制量。解决了现有技术在多航天器协同控制中的通信缺陷与抗扰不足的问题，本发明可以充分利用积分滑模控制有效抑制匹配干扰的优点，结合鲁棒模型预测控制能够处理约束以及非匹配干扰的特点，对多航天器进行协同控制。