摘要：针对固定翼无人机的三维路径跟踪控制问题,设计了一种基于全局稳定积分滑模S面模型的内外环控制器。控制器外环采用全局稳定积分滑模控制,内环采用S面控制。设计控制器外环的全局稳定积分滑模控制律,并采用Lyapunov理论证明所设计控制律的稳定性。对内环的指令信号设计S面控制器,考虑到S面控制器中求导的复杂性,引入二阶微分器,解决内环中导数存在积分爆炸的问题。半物理仿真试验结果表明,提出的控制器能精确跟踪期望路径,具有良好的控制性能和抗干扰性能。

摘要：针对小型固定翼无人机在执行任务时跟踪精度低以及容易受外界风影响的问题,设计基于Super-Twisting滑模S面(STSM S-Plane)的路径跟踪控制器,同时采用内外双环控制模式。外环即速度环采用Super-Twisting滑模控制,内环即姿态环采用S面控制。考虑到S面控制求导易导致积分爆炸的问题引入了二阶微分器,并对外界风组成进行建模研究。最后通过空间特殊曲线来验证所设计算法的控制性能。仿真结果表明,所设计的算法可以实现固定翼无人机对期望路径的精确跟踪,并具有良好的鲁棒性和抗干扰性能。

摘要：音圈电机(VCM)主要应用于小范围直线定位场景,需保证其拥有高精度及高鲁棒性,并且由于电机参数及摩擦力等影响,VCM是非线性且时变的。本文从VCM工作原理分析并建立对应二阶系统模型。控制策略上采用滑模控制和状态观测器的结合,针对滑模控制的抖振问题分别从滑模面和趋近律方向分别提出对应解决方案。滑模面采用互补积分终端滑模控制(CISMC),在减小抖振的基础上,采用齐次理论设计的积分终端滑模实现了有限时间的收敛性;趋近律采用幂次趋近律和fal非线性函数的结合,可以更快的到达滑模面;在滑模控制外采用状态观测器(ESO)对系统扰动等进行前馈补偿,提出了一种基于趋近律的互补积分终端滑模控制(CISMC)。根据推导的数学模型在MATLAB/Simulink中建立系统仿真模型,通过仿真实验表明CISMC+ESO的方案,在跟踪正弦信号相较于互补滑模控制(CSMC)+ESO方案,稳定误差最大减少75%,完全跟踪时间最大减小28.5%;在跟踪斜坡信号时,稳态误差明显减少较大,完全跟踪时间最大减小84%。实验表明其在系统控制精度和鲁棒性方面都有明显提高。

摘要：为提高永磁同步电机(PMSM)控制系统的鲁棒性,针对永磁同步电机参数失配问题,提出一种基于改进滑模观测器的无模型无差拍预测电流控制(MFDPCC-SMO)算法。首先,基于理想状态下的PMSM模型,利用电流环的输入与输出,构建PMSM新型超局部模型。其次,使用双曲正切函数建立改进滑模观测器(SMO),利用SMO对超局部模型的干扰部分进行实时估计。最后,结合延时补偿的无差拍预测电流控制(DPCC)得到参考电压矢量,从而实现MFDPCC-SMO控制算法。对参数失配情况下MFDPCC-SMO算法与MPCC算法进行对比分析,仿真与实验结果表明,所提算法有较强的抗干扰性和鲁棒性,能够稳定跟踪目标电流。

摘要：针对现有音圈电机式振镜驱动控制器存在的诸多不足,提出一种基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)和进阶精简指令集机器(ARM),再配合外围电路的异构驱动控制方法,外围驱动电路依据工程需求对应设计。根据FPGA和ARM两种处理器各自的优势划分功能,其中ARM主要用于系统初始化、信号采样、模拟信号输出、位置环电流环闭环控制等,FPGA主要负责激光打标图象点数据集的处理、上位机通讯功能、与ARM之间的数据交换等。驱动电路仿真实验表明电路设计是合理的,可以达到所需要求。