摘要：针对具有典型非线性特性的多段线驱动柔性空间机器人的轨迹跟踪控制问题,提出基于预定义时间的自适应滑模控制方法.基于常曲率方法和拉格朗日法,建立多段线驱动柔性空间机器人的动力学模型.设计基于预定义时间理论的滑模控制器,利用径向基函数(RBF)神经网络补偿多段线驱动柔性空间机器人系统的建模误差和外界干扰.利用Lyapunov理论,证明轨迹跟踪误差可以在预定义时间内收敛.通过数值仿真验证了模型和控制器的有效性,与固定时间控制器和无补偿的控制器相比,所提出的控制器使系统轨迹误差具有更快的收敛速度.

摘要：桥式吊车系统的数学模型是一个非线性时变的欠驱动系统模型,其执行机构数少于自由度个数,并且桥式吊车系统模型的参数信息无法精确获得。针对上述问题,提出了一种基于移动分层滑模面的模型参考自适应滑模控制策略。首先,针对桥式吊车系统的参考模型,设计了一种移动分层滑模面以提高参考模型的暂态性能;然后,针对带有不确定性的桥式吊车系统,设计了一种带有参数估计的自适应滑模控制方法,在模型参数信息无法精确获得时确保小车到达期望位置并消除负载摆角;最后,利用李雅普诺夫稳定性理论,证明了该控制系统的闭环稳定性。仿真结果表明,所提方法不仅有效,而且具有较强的鲁棒性。

摘要：在孤岛微电网中,为了提高并联逆变器负载变化和滤波参数摄动时电压的鲁棒性,讨论了一种基于名义模型下的并联逆变器的滑模控制方法。首先建立了在孤岛微电网中并联逆变器的数学模型,针对滤波参数摄动对逆变系统的影响,将逆变器模型分解为名义模型和建模误差两部分,并对两部分用逆变器输出电压误差定义滑模函数,设计名义模型控制律和滑模控制补偿律,通过双幂次趋近律来降低滑模控制中存在的抖振,提高逆变系统的鲁棒性。通过Lyapunov函数证明了滑模控制补偿律的稳定性。最后使用MATLAB/Simulink软件进行了仿真验证,仿真结果表明,与传统的PI控制算法进行比较,基于名义模型下的滑模控制系统有较好的动态性能和鲁棒性。

摘要：随着移相全桥拓扑在新能源发电、电动汽车等电源系统中的应用日益广泛,滑模控制在移相全桥中的应用也越加广泛。针对传统指数趋近律的移相全桥变换器滑模控制方法存在收敛速度慢、负载扰动下鲁棒性差等缺点,提出了一种基于双幂次趋近律的改进滑模控制方法。将该方法应用于移相全桥变换器三阶滑模控制器的设计。建立了移相全桥的数学模型,构建了滑模面,并给出滑模面参数选择方法。通过双幂次项,提高系统收敛速度;引入双曲函数,减少抖振的大小。仿真和实验表明,提出的双幂次趋近律滑模控制方法在负载扰动的调节时间为0.08 s,电压变化0.8 V,相比于PI控制,滑模控制能够提高调节时间0.1 s,在负载变化处电压跳变减少4.2 V。

摘要：针对欠驱动船舶在轨迹跟踪控制中遭遇的外部未知环境强扰动和控制器频繁更新问题,本文提出一种基于事件触发的自适应滑模控制器。控制器利用反步法设计虚拟控制律实现轨迹跟踪,并采用径向基(RBF)神经网络逼近船舶模型不确定部分,设计参数自适应律以估计外部干扰的上界。引入事件触发机制,显著降低控制器更新频率。通过构建Lyapunov函数,证明了闭环系统的稳定性,确保事件触发间隔大于零,有效预防Zeno现象。仿真结果显示,控制器能够保持精确轨迹跟踪,并且更新次数减少约5000次,显著提高船舶控制效率。该控制器设计简洁,易于实现,有助于降低船舶能耗,提高船舶的操作性能,可进一步应用到实际工程实践中。

摘要：为了提高水稻直播机自动作业时路径跟踪的精度和稳定性,提出了一种基于新型非线性滑模面和改进快速变幂次趋近率的滑模路径跟踪控制方法。首先,建立Frenet坐标系下直播机的路径跟踪运动学模型;然后,为保证路径跟踪过程中横向偏差和航向偏差全局收敛,采用双曲正切函数设计滑模面;最后,在快速幂次趋近率的基础上设计了变指数幂次项,提高了系统趋近速度并有效抑制了抖振。在Simulink上搭建模型并进行仿真,与基于快速幂次趋近率和指数趋近率的滑模控制方法相比,本文改进滑模控制方法的路径跟踪误差收敛时间最短并且无抖振现象发生。直播机采用改进算法以0.8 m/s的速度在水田实际自动作业时,横向偏差和航向偏差的平均绝对误差为0.016 9 m和1.099 9°,均方差为0.021 5 m和1.499 2°,提高了路径跟踪的精度和稳定性,满足了实际作业需求。

摘要：为了提高永磁同步电机的调速性能,滑模控制逐渐取代PI控制被引入控制系统中。但是传统滑模控制中趋近律的趋近速度慢与固有抖振问题制约着滑模控制的发展,为此提出一种改进的滑模趋近律。首先,为了解决传统等速趋近律中趋近速度和抖振难以平衡的问题,在所提趋近律中引入系统状态变量,并在滑模增益中引入指数项,使其在保证趋近速度的同时抑制滑模抖振。其次,由于开关函数在零点附近具有不连续的特性,会引起滑模抖振,为此采用sat函数代替常规开关函数,能够在保证响应速度的前提下抑制滑模抖振。然后,基于所提趋近律,设计永磁同步电机的滑模速度控制器。最后,仿真和实验结果表明,所提趋近律可以提高永磁同步电机调速系统的控制性能。

摘要：针对滑模变结构控制中出现的抖振问题,提出了一种分段幂次趋近律。该趋近律采用分段函数方式设计,具有较快的收敛速率、较多的调节参数,并且针对不同阶段的趋近律分开设计互不影响。理论证明了该趋近律达到滑模面时无抖振、固定时间收敛,详细推导出了收敛时间的表达式。在系统存在不确定性和外界干扰时能收敛于干扰稳定界,求出了干扰稳定界范围,给出了各参数对收敛速率和干扰稳定界的影响程度。以小卫星姿态机动控制为例,通过对比仿真实验,证明了所提趋近律的优越性。

摘要：对全桥型逆变器的滑模控制方案进行了分析,包括建立系统的变结构模型、选择滑模切换线和确定控制作用,给出可到达条件及滑模存在区域等。着重讨论了在实际电路设计中选择开关面系数和开关频率的原则,并且给出相应的设计程序。在此基础上进行了仿真研究并设计制作了实验样机,仿真及实验结果表明滑模控制全桥型逆变器的输出电压能够快速跟踪参考信号,在负载突变的情况下,输出电压表现出对扰动的不敏感性和较强的鲁棒性以及良好的动态特性。

摘要：为提高激光通信捕获、跟踪、对准(ATP)系统粗精复合控制的跟踪精度,提出了指数趋近律的离散滑模控制方法.建立了ATP系统跟踪控制模型,设计了滑模控制器组成的精跟踪控制系统,对动态滞后跟踪性能进行仿真研究.结果表明,相对于频域设计法,滑模控制可增加系统的控制带宽,在较宽的范围内对粗跟踪系统产生的随机误差有较强的抑制能力.