基于扩张状态观测器的一类未知非线性不确定系统滑模控制

研究了基于扩张状态观测器的一类n阶未知非线性不确定系统的滑模控制问题.在系统状态已知的前提下,利用滑模控制思想将一个n阶未知非线性不确定系统方程转化为一个关于切换曲面函数的一阶非线性方程,然后利用二阶扩张状态观测器来估计转化后的一阶非线性方程的非线性函数和扰动.为了消除滑模控制项所带来的抖振,引入边界层.利用Lyapunov函数证明了系统的稳定性,完成了系统输出跟随系统输入的目的.由于系统中存在扩张状态观测器,本文的控制方法不依赖于被控对象的数学模型,具有很强的鲁棒性.仿真的结果表明了本文方法的可行性.     

基于干扰观测补偿的滑模控制器的设计

针对一类具有未知干扰的输入系统,讨论了一种含有干扰观测补偿的滑模变结构控制设计问题,并采用趋近律的滑模设计方法优化控制律参数,有效地削弱了系统抖振现象,以满足控制系统的鲁棒性和趋近运动动态品质的要求,同时也能改善系统的稳态性能。仿真研究结果表明了该方法的有效性。     

滑模控制抖振抑制的新方法

提出一种抑制抖振的新方法。此方法把引起抖振的因素归纳为系统数学模型的不确定性，并采用Ｈ∞优化方法设计滑模变结构控制的切换面。由于它能使滑动模态实现希望的频率整形，故能有效地抑制抖振。计算机仿真实验结果证实文中所提出的方法是有效的。     

智能网联汽车的自主换道控制研究

针对智能网联车在极限工况下自主换道控制的精确性以及稳定性,提出了基于自适应鲁棒滑模的车辆换道控制方法。对RBF神经网络做了输入有界映射改进,提高了神经网络的灵敏度;利用改进后的神经网络对车辆参数的不确定性进行估计,提高了系统的稳定性;设计了基于改进神经网络的干扰观测器,可以快速、准确地估计出外界时变干扰并进行补偿,有效降低了抖振现象;构造Lyapunov函数证明设计的控制器可以保证被控系统的稳定性。通过数值仿真以及联合仿真进行验证,表明所提方法可以保证车辆满足换道需求,控制效果良好,有较强的鲁棒性。     

改进PLL的永磁同步电机无传感器控制研究

针对滑模观测算法因高频抖振引起的无感永磁同步电机转子速度和位置估计误差较大、反电动势幅值失配问题,提出一种改进PLL的滑模观测永磁同步电机无传感器控制算法。设计了抑制反向电动势次级谐波的自适应滤波算法,减小了转子速度和位置估计误差;引入幅值归一化算法,解决了因电机参数变化引起的反电动势幅值失配问题,提升了系统的抗干扰能力和动态响应速度。仿真结果表明：新算法的观测精度较高,转速估计误差仅为5 r/min,转子位置估计误差仅为0.1 rad,且在阶跃输入信号下有较强的动态响应性能。     

模糊自适应滑模控制研究

针对传统滑模变结构控制器(SMC)的抖振现象,提出了一种模糊自适应滑模控制方法.该方法采用模糊逻辑系统来代替传统的SMC中不连续的控制信号,以削弱其由于不连续切换引起的抖振.另外,为了补偿实际应用中系统的不确定性,给出了相应的自适应算法,以调节模糊系统的参数,并给出了算法的Lyapunov稳定性证明.最后,通过对一个感应电机位置控制的数值仿真计算,验证了方法的有效性.     

基于扩张状态观测器的火电单元机组协调控制

扩张状态观测器不依赖对象精确模型,可将火电单元机组协调系统中普遍存在的耦合、扰动、不确定性等因素看做一个扩张状态进行估计。设计控制率对该估计量进行补偿,可有效改善系统动态,提高系统性能鲁棒性。以某300 MW燃煤直流炉再热机组为被控对象进行仿真研究。根据实际控制要求,进行设定值跟踪实验,输入扰动实验和蒙特卡洛实验。结果表明,合理选择扩张状态观测器参数,可以使机炉协调系统具有较好的负荷跟踪能力,保证主汽压力在较小范围内波动;同时能有效抑制输入扰动并使系统具有强的鲁棒性。基于扩张状态观测器的协调控制策略结构简单,获得了良好的控制品质,具有工程应用价值。     

半主动动力吸振镗杆系统的颤振抑制机理

深孔镗削过程中,针对影响工件加工精度和表面质量的颤振现象,建立单自由度切削颤振系统的动力学模型,利用谐波平衡法求得机床主轴转速与极限切削宽度的关系式,并绘制了机床主轴转速与极限切削宽度的稳定性图,结合半主动动力吸振镗杆刚度和阻尼系数的可控性,分析了机床结构刚度及阻尼系数大小对颤振抑制的影响。研究结果表明:机床颤振频率随着主轴转速呈分段线性变化,增大机床结构的刚度和阻尼,系统的稳定性区域在一定范围内相应的增大。为今后进行半主动动力吸振镗杆具体模型的建立和相关参数的选取提供了理论依据,具有实际意义。     

带有扰动的一维波动方程的镇定

研究了带有扰动的一维波动方程的镇定问题。首先,基于量测位移的加权平均来设计时变的扩张状态观测器对波动方程的干扰进行估计,然后在反馈环节中将干扰消除,最后利用算子半群理论和李雅普诺夫方法证明了闭环系统解的适定性和渐近稳定性,并通过数值模拟验证了文章的结论。     

模糊软切换控制的汽车SBC研究

研究了电子感应控制汽车制动系统(SBC)的模糊和滑模变结构控制方法。根据模糊推理估计集成不确定边界,利用双曲正切函数代替符号函数实现软切换连续控制。设计了模糊软切换控制汽车SBC制动系统,使用Matlab/Simulink软件进行计算机仿真,并在试验台上进行制动性能试验。结果表明仿真结果和试验台上的试验结果基本一致;减小了抖振,制动平稳,制动距离和制动时间短,能有效改善汽车制动性能。     

基于扰动观测器的四旋翼飞行器跟踪控制

针对存在不确定干扰的四旋翼飞行器轨迹跟踪控制问题,提出了非线性干扰观测器和扩张状态观测器对系统中的扰动进行估计,并将估计值与最优控制器、滑模控制器的设计相结合,克服了模型不确定及外部不确定干扰问题,并实现了飞行器系统跟踪误差的一致有界。通过李雅普诺夫稳定性理论验证了用上述方法设计的控制器系统的稳定性。通过仿真验证了该控制器能够实现对飞行器的轨迹跟踪控制。     

一类随机系统基于自适应非线性干扰观测器的抗干扰控制

本文针对一类带有多源异质干扰的随机系统研究了抗干扰控制问题.多源异质干扰包括与系统状态和控制输入耦合的未知非谐波扰动和白噪声.设计了自适应非线性干扰观测器用来估计非谐波扰动.在此基础上,提出了一种基于自适应非线性干扰观测器的抗干扰控制方法.最后通过仿真算例验证了所提策略的有效性.     

基于滑模观测器的感应电机力矩伺服系统研究

针对传统磁链观测方式对电机参数变化敏感、鲁棒性差影响感应电机力矩伺服系统稳定性的问题,建立了在静止两相坐标系下感应电机数学模型,采用滑模观测器观测感应电机定子磁链,利用定、转子磁链间的关系,得到转子磁链,并完成了滑模观测器下的感应电机力矩伺服系统仿真。仿真结果表明:滑模观测器下的感应电机力矩伺服系统的力矩跟随性能满足力矩伺服系统的性能要求,且鲁棒性较高。     

一类不确定广义时滞系统的鲁棒H_∞观测器

针对一类不确定广义时滞系统,采用线性矩阵不等式处理方法,给出了具有时滞的线性鲁棒H∞观测器问题可解的充分条件.所设计的观测器保证了相对于能量有界的外界扰动信号,滤波误差系统是正则、稳定和无脉冲的,而且满足给定的H∞性能指标.数值算例验证了方法的可行性.     

基于状态观测器噪声干扰的混沌控制与同步

提出了一种基于状态观测器参数控制噪声干扰下的混沌数字通信控制方法。利用一混沌系统驱动另一混沌系统产生出理想的输出波形,将该控制方法用于混沌控制;根据噪声干扰下的系统方程构造出状态观测器,并将该状态观测器用于具有测量噪声、输入噪声干扰的混沌系统和Lorenz混沌系统的控制;改变观测器的作用范围,可以将混沌系统稳定到固有的区域内。仿真结果证实了该控制方法的有效性。     

三油楔轴承若干参数对刚性和弹性转子失稳转速的影响

分别以三油楔固定瓦滑动轴承-刚性Jeffcott转子系统和三油楔固定瓦滑动轴承-弹性Jeffcott转子系统为研究对象,采用有限差分法,通过数值计算联立求解系统自由振动方程、Reyn-olds方程和扰动Reynolds方程。研究了轴承的宽径比、最小间隙比和平均油温的变化对两种系统失稳转速的影响规律并进行了比较。结果表明:减小宽径比,弹性系统失稳转速上升,刚性系统则在小范围内有小幅波动;增大最小间隙比,两系统的失稳转速先减小后增大,最小间隙比的变化对刚性系统的稳定性影响更大;提高平均油温,两系统的失稳转速提高。     

二自由度两弹簧系统振动实验设计与分析

设计了二自由度两弹簧振子系统,并进行了系统理论模态分析与ANSYS仿真,通过激振实验对系统进行了频率响应特性和模态分析,研究了系统振动动态特性测试。研究结果表明,实验观测数据、ANSYS仿真结果与理论分析值较为一致。通过对弹簧振子的动态性能测试和分析,为深入研究机械振动特性提供了参考。     

回旋管复合腔的綫性理諭

本文利用线性动力学理论和扰动方法,详细研究了回旋管复合腔的注波互作用和电子注的预群聚作用。推出了电子注与波的互作用功率、频偏和起振电流等公式,并进行了详细的讨论和分析。     

采用神经网络滑模控制的齿隙摩擦补偿

基于滞环齿隙模型和集合摩擦模型,建立了齿轮传动系统动力学变结构模型。采用径向基函数(RBF)神经网络和滑模控制构成复合控制器,对系统齿隙、摩擦非线性因素进行了补偿。利用RBF神经网络调节滑模控制器的切换项增益,降低了滑模控制的抖振,提高了补偿效果,仿真结果验证了该方法的可行性。     

非光滑复杂网络的混沌同步

通过广义哈密顿系统和观测器方法研究了一类非光滑复杂网络混沌系统的同步控制问题,消除了非光滑项,得到了光滑的误差系统,利用Lyapunov稳定性理论得到了误差系统渐近稳定的充分条件.