摘要：针对执行器效率部分损失情况下高速列车对期望速度曲线的跟踪控制问题,并考虑模型参数时变不确定、附加阻力干扰、执行器输出饱和受限等因素的影响,提出基于自适应非奇异终端滑模控制技术的高速列车有限时间容错跟踪控制策略。采用自适应控制技术实现模型参数标称值与系统集总不确定性上界的在线估计;引入非奇异终端滑模控制技术实现高速列车速度跟踪误差和位移跟踪误差的有限时间收敛。所设计的控制器不依赖于故障检测与诊断设备,不需要模型参数和系统集总不确定性的先验知识,可以有效补偿由附加阻力、执行器故障、输出饱和受限、模型参数时变不确定性引起的系统集总不确定性。基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性,以及速度跟踪误差与位移跟踪误差的有限时间收敛。仿真结果证明了本文所提出控制策略的可行性和有效性。

摘要：针对高速列车受到执行器故障、输出幅值和变化率饱和等执行器性能约束,模型参数不确定性,以及附加阻力干扰等影响下的跟踪控制问题,设计了一种鲁棒容错跟踪控制算法。首先,基于双曲正切函数构造的辅助系统,构建了高速列车的增广速度跟踪控制模型;其次,为避免控制器中出现虚拟控制信号的一阶导数,采用动态面方法并结合自适应控制技术,设计了高速列车的容错跟踪控制器,基于Lyapunov函数对控制器的稳定性进行了分析;最后,对设计的容错跟踪控制算法进行了仿真验证。仿真结果表明,控制输入及其变化率均满足所设置饱和约束的要求;列车运行中的暂态速度和位移跟踪误差分别在0.016 m/s和0.003 m范围内,从而验证了所设计控制器的良好容错跟踪性能。

摘要：针对高速列车的主动黏着防滑控制问题,提出基于障碍Lyapunov函数的蠕滑速度动态面跟踪控制算法,可以实现对蠕滑速度的上界约束,同时保障黏着控制系统的稳定性。首先建立考虑牵引与制动转矩产生过程的高速列车动力学模型,并将黏着控制问题描述为含输出约束的非线性系统的跟踪控制问题;然后引入障碍Lyapunov函数处理输出约束问题,设计了自适应动态面控制律,未知参数由自适应律估计得到,未知时变的黏着力和运行阻力由两个力观测器来估算;最后通过Lyapunov方法证明了蠕滑速度跟踪误差半全局一致最终有界,蠕滑速度始终保持在稳定区域内。仿真结果证明了该方法的有效性。

摘要：针对列车运行控制中对目标速度和位移的跟踪控制问题,建立了考虑牵引与制动转矩产生动态过程的高速列车运行模型,提出了高速列车的自适应动态面控制算法,在消除"计算爆炸"问题的同时,可以实现对目标速度和位移的高精度跟踪。设计了自适应动态面控制律,将不确定的运行阻力、未知的粘滞摩擦系数以及未测量状态等构成的不确定项看作系统的“总扰动”,并引入扩张状态观测器进行在线估计,扩张状态观测器产生的估计误差由虚拟控制信号中的鲁棒项来补偿,未知参数由自适应律估计得到。基于Lyapunov方法证明了闭环系统是稳定的,稳定状态时,高速列车的位移跟踪误差可以任意小,速度跟踪误差能收敛到零。仿真结果证明了算法的有效性。

摘要：实现高速列车对期望速度与位移的精确跟踪至关重要。考虑输入饱和约束以及由于不确定的运行阻力、未知的黏滞摩擦系数和未测量的运行状态等引起的系统不确定性,提出高速列车的鲁棒自适应动态面控制算法。建立考虑牵引与制动转矩产生动态过程的高速列车动力学模型;引入扩张状态观测器在线估计和补偿系统总的不确定性,应用跟踪微分器代替动态面控制中的一阶滤波器,构造附加系统处理输入约束问题,设计了高速列车的鲁棒自适应动态面控制律;基于李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性以及高速列车速度跟踪误差和位移跟踪误差的半全局一致最终有界性。仿真结果验证了所提算法的有效性。

摘要：为实现高速列车黏着控制中对期望蠕滑速度的精确跟踪,提出了一种新的蠕滑速度跟踪控制方法.首先考虑牵引/制动动态建立了列车黏着控制系统动力学模型,并将其描述为一个串级非线性系统;然后采用动态面控制方法,并引入自适应技术估计列车模型参数和系统集总不确定性上界,设计了基于自适应动态面的高速列车蠕滑速度跟踪控制策略.所设计的控制策略仅需要较少的模型参数,不依赖难以精确测量的列车质量、车轮黏滞摩擦系数、列车基本阻力以及轮轨间黏着力.基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性和蠕滑速度跟踪误差的半全局一致最终有界性.数值仿真结果表明该控制方法可行且有效,能够实现对期望蠕滑速度的精确跟踪.

摘要：针对执行器故障下高速列车的速度和位移跟踪控制问题,考虑模型参数的不确定性,引入自适应控制技术,设计了列车的自适应容错跟踪控制器.该控制器不依赖于列车模型参数的先验知识,不需要故障检测与诊断设备,可以有效克服列车模型参数未知以及执行器故障的影响,实现执行器故障下高速列车对目标速度和位移曲线的精确跟踪.基于Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性.仿真结果说明该控制器具有良好的容错跟踪控制能力.

摘要：建立了五相混合式步进电动机恒频斩波恒总流驱动系统的稳态数学模型及仿真模型,并给出了仿真的主要结果.仿真采用MATLAB语言及其中的S imu link仿真工具.仿真结果表明新五边形接法、下桥臂斩波的五相混合式步进电动机在4-5通电运行时,绕组电流不存在锯齿波,系统具有良好的运行特性,可以为五相混合式步进电动机系统的研究和设计提供基础.

摘要：提出了一种简单的用于感应电机无速度传感器控制的自适应观测器设计方法.该方法以磁链误差作为校正反馈项,利用电流和电压模型组合成一个降阶观测器.在将电机模型和观测器进行线性化的基础上,利用劳斯-赫尔维茨稳定判据和极点配置方法得到了观测器增益,该增益能够保证获得一个全局渐近稳定并具有良好阻尼的感应电机控制系统.数字仿真试验结果进一步验证了所提出的自适应观测器的有效性.

摘要：提出了一种简单新颖的水轮发电机组鲁棒控制器设计方法,并将其应用到一个高阶、非最小相位的水轮发电机组中.该方法的主要特点是被控对象的所有稳定控制器均可用两个独立的自由参数q1和q2来描述.以我国某水电站的真实数据对所设计的控制器进行计算机仿真.仿真结果表明:在系统参数发生变化的情况下,所提出的控制策略能保证水轮机调节系统获得鲁棒稳定性和良好的动态性能.