摘要：针对一类复合干扰有界的不确定仿射非线性系统,提出一种切换滑模控制方法.首先利用3条滑模面将系统扩展动态空间划分为3个子空间,其中两个子空间组成滑动区,通过设计合适的切换规则和滑模切换增益,可以使滑动区满足到达条件和滑动条件,同时能够减小控制律不连续出现的区域和增益大小.为了增加设计的灵活性,给出一种可行设计方法.仿真实验结果表明,切换滑模控制方法在抑制抖振的同时具有较高的控制精度.

摘要：针对挠性航天器姿态机动控制问题,设计了一种模糊滑模控制律。在原有的滑模控制基础上,用连续光滑的双曲正切函数代替了符号函数,并采用模糊控制对切换增益进行了改进,以抑制系统的抖振。考虑到挠性航天器初始阶段控制力矩过大的情况,引入了滞后因子,减小了控制力矩输出,避免了由此引起的挠性附件的振动问题。数值仿真结果表明:所设计的模糊滑模控制律不仅能够实现挠性航天器的姿态机动,而且有效抑制了挠性附件的抖振,具有更好的控制性能。

摘要：针对挠性航天器姿态滑模变结构控制中存在的抖振问题,提出了一种改进的滑模变结构控制律.在滑模"边界层"法的基础上,用更为光滑的"反正切"函数替代饱和函数,以抑制抖振.在滑模控制器的到达运动控制律中引入滞后因子以减小机动初始时刻控制所需的最大控制力矩,避免由此引起的挠性附件振动.仿真结果表明,所设计的改进滑模变结构控制律不仅能够有效抑制抖振,而且对航天器自身参数摄动具有良好的鲁棒性.

摘要：由于桥式起重机系统的运行环境的原因,起重机运行过程中普遍存在类似机械振动、风力影响等外部干扰。为了提高起重机系统的抗干扰能力和快速响应性能,以二维桥式起重机系统为研究对象,提出了一种鲁棒的基于固定时间滑模控制(FTSMC)的桥式起重机抑摆策略。首先,综合考虑了外部干扰以及导轨与行车之间的动态摩擦特性对桥式起重机动力学的影响,采用拉格朗日动力学方程建立了起重机系统的非线性动力学模型,并对其行车的期望轨迹进行了规划;然后,基于固定时间稳定理论和非奇异快速终端滑模控制策略,设计了新型非线性滑模面和弱抖振控制律,并利用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性;最后,通过数值仿真实验验证了FTSMC控制策略的有效性。研究结果表明:在系统参数不确定性、不同载荷率等鲁棒性测试中,FTSMC控制策略能够保证系统的高抗干扰能力和快速响应特性,同时还表现出良好的负载摆动抑制能力;与现有文献中的控制策略相比,FTSMC控制策略可以在9 s内快速抑制负载摆动,抑摆控制时间至少缩短了25.3%;在行车的轨迹跟踪方面,FTSMC控制策略能够在6 s内精确地跟踪期望轨迹,其跟踪速度至少提升了49.3%。FTSMC策略不仅提高了起重机系统的快速响应性能和抗干扰能力,同时在抑制负载摆动方面也展现了其优越的性能。

摘要：针对飞机垂尾抖振抑制的需要,提出一种空间布局紧凑、基于非接触式电涡流耗能机理、阻尼可设计的动力吸振器设计方案。电涡流耗能机制的引入保证该动力吸振器具有良好的环境适应性、耐久性和可靠性。基于电磁场理论,建立了电涡流阻尼力的计算模型,获得电磁阻尼的设计规律,通过与试验结果对比,验证了电涡流阻尼模型的准确性。并以等效悬臂梁结构为对象,应用最优参数设计原理确定动力吸振器参数,设计制造了动力吸振器样机。试验结果表明,该电涡流动力吸振器具有良好的吸振性能,最大减幅比可达98%。

摘要：设计了一种新型滑模控制方法,该方法不但能对已有的控制律进行鲁棒性改进,而且能有效抑制抖振现象。在该方法的设计过程中,首先基于已有的控制律和标称系统,设计了一种新型的动态滑模面,然后对超扭曲算法进行改进,得出了一种快速、连续且有限时间收敛的算法,并首次将其作为新型趋近律,该趋近律与滑模面相结合能够大大增强现有控制律的鲁棒性,而且滑模的切换律是连续的,因此大大降低了系统的抖振。将以上方法应用于再入飞行器的姿态跟踪控制中,有效增强了已有控制律的鲁棒性,实现了大干扰情况下对姿态系统的稳定控制。通过仿真,验证了该方法在提高系统鲁棒性和降低抖振方面的有效性。

摘要：针对传统滑模控制无法将系统误差在有限时间内收敛和系统存在抖振的问题,提出了非奇异快速终端滑模控制与扰动观测器结合的策略设计速度控制器。通过非线性函数与线性函数结合的方法设计非奇异快速终端滑模面,实现了误差在不同阶段都能快速收敛。对于外部施加的负载转矩对系统性能产生的影响,设计扰动观测器,能够观测外部施加的负载转矩,并前馈补偿到速度控制器的输出端,避免使用较大的开关增益,克服了施加扰动时系统出现抖振大的缺点。仿真和实验的结果表明,电机在启动时能够快速的到达参考转速且无超调。突施转矩时,扰动观测器能够准确的估计系统施加的转矩扰动。削弱了转速的抖振,并使速度下降量小,恢复到参考转速的时间短。表明非奇异终端滑模控制与扰动观测器结合的策略具有鲁棒性强、响应速度快、稳态跟踪性能高的优点。

摘要：利用驱动Jacobian矩阵构建机械臂系统与液压伺服系统的耦合关系,进而建立整个系统的动力学模型。考虑系统未建模动态和外界干扰,通过定义虚拟控制量并选取合适的Lyapunov函数,设计此系统的自适应二阶滑模控制律,使系统在有限时间内精确跟踪期望轨迹且保持强鲁棒性,同时有效削弱了传统滑模控制对系统硬件不利的抖振。仿真结果验证了本文方法的有效性。

摘要：针对飞行器再入段的强耦合和非线性的问题,提出了一种基于鲁棒微分器(robust exact differentiator,RED)的全阶非奇异终端滑模控制(full-order nonsingular terminal sliding mode control,FONTSMC)方法.首先,设计了一种新的全阶非奇异终端滑模函数,保证在控制器中不存在带有分数次幂项的状态量的导数,同时证明了跟踪误差可以在有限时间内收敛到0;然后,针对该滑模运动方程存在误差二阶导数的特殊情况,引入了超螺旋算法(super-twisting algorithm,STA)作为鲁棒微分器(RED),避免了由直接采用普通微分器引入的干扰噪声.进一步为了避免滑模控制的抖振问题,采用边界层技术与低通滤波技术共同消除控制量的抖振.最后,仿真结果验证了所设计的控制器可以实现有限时间姿态跟踪控制,且具有较好的鲁棒性.

摘要：针对探测器软着陆小行星的轨道控制问题,本文提出了一种基于自适应超螺旋算法的控制方法,避免了传统滑模控制的高频抖振,并且结构简单、无需已知外界扰动时间导数的上界。首先,将软着陆的轨道控制问题描述为一类非线性系统的镇定问题。其次,基于球谐系数法表示的小行星引力场模型设计前馈控制律,将系统解耦为三个滑模函数的一阶子系统。然后,针对每个子系统设计自适应超螺旋控制器,并证明闭环系统的稳定性。最后,将本文提出的控制方法与传统的自适应滑模控制进行了对比仿真,结果表明,所提出的算法能使系统更快地收敛到滑模面上,同时有效抑制抖振效应。