一种离散变结构组合控制策略在 UUV 舵机系统中的应用

对离散变结构控制理论中的离散趋近律方法进行研究,提出一种新的可期待原点稳定性的趋近律—离散变速趋近律,其特点是与系统状态范数成正比,并能够产生扇形切换区。以变速趋近律和传统趋近律为基础,形成一种具有良好性能的组合控制策略。将该组合控制策略应用于UUV舵机系统的无刷直流伺服电机的控制,仿真结果表明,无论是否存在外部扰动的影响,所设计的控制器对给定位置信号都具有很强的跟踪能力。     

船舶电机伺服系统离散变结构优化控制方法

为了有效提高船舶电机伺服系统离散变控制精确度,对传统控制方法的控制函数进行优化,提出新型电机伺服系统离散变结构控制方法。确定伺服系统的切换函数并修正传统控制函数的幂次趋近率,添加扰动估计量值,对系统控制不确定项进行补偿,获取最终控制函数,对控制数据降维,完成控制函数的收敛校对,添加周期量,保证系统可以完成定位控制,实现船舶电机伺服系统离散变结构的整体高精度控制。实验数据表明,与传统控制方法相比,设计的控制方法跟踪控制精确率提高了13%,定位控制精确度提高了22%,可以有效提高系统控制精确度。     

基于趋近律方法的永磁同步电机滑模速度控制器设计

为了提高永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)调速系统的动态品质,提出了一种基于趋近律方法的滑模速度控制策略。为了解决传统指数趋近律所存在的缺点,文中首先设计了一种改进的指数趋近律算法,该方法能够根据系统状态距离平衡点的远近而自适应调整趋近律速度;基于改进的指数趋近率设计了适用PMSM调速系统的速度滑模控制器。通过仿真结果验证了所提控制算法的有效性和可行性。     

船舶电站双机并联系统的新型控制器研究

基于离散滑模控制理论设计了船舶电站双机并联系统的稳定和有功分配控制器。分析了变速趋近律的运动机理并给出了一种改进算法，通过引入衰减系数以加快趋近速度。只要不确定因素有界，即可保证闭环系统的鲁棒稳定性。通过调整变速趋近律自身参数，可以避免抖振并使系统具有良好的动态品质。仿真结果表明了本文方法的有效性。     

基于Bech模型的船舶航向离散变结构控制

采用带不确定项的Bech模型可以更好地反映船舶运动的非线性特性以及不确定因素对船舶运动的影响。在Bech模型中增加不确定项，采用离散变结构控制理论设计船舶航向控制器。针对传统设计方法稳态抖振的缺点，提出一种新型的离散趋近律，可以消除传统趋近律自身参数导致的抖振。设计扰动估计器，能够自适应估计不确定因素对系统的影响，只要不确定因素的变化率有界，即可保证闭环系统的鲁棒稳定性，特别是对于幔变不确定性，具有很高的估计精度。仿真结果表明，所设计的离散变结构控制器可以快速准确地跟踪设定航向，并对参数摄动和外部干扰具有很强的鲁棒性。     

减摇水舱试验台架系统无模型自适应控制

结合无模型控制的优点,首次将无模型控制理论应用到船舶减摇控制系统中.减摇水舱试验台架电液力矩伺服系统所采取的控制策略是设计减摇水舱试验台架的关键,针对模型控制策略对非线性系统的控制在应用中表现出的不足和局限性,采用无模型控制律对电液伺服系统控制器进行了设计和仿真研究.仿真结果表明:无模型控制器表现出优良的控制品质,跟踪性能良好,具有结构适应性,系统符合设计要求.     

一种DVSC设计方法在舰船航向控制中的运用

运用变结构的理论和设计方法对舰船航向的问题进行离散变结构设计，对准滑动模态的存在条件进行了分析和研究，运用基于离散变速趋近律的变结构控制设计方法对舰船航向进行了研究和设计，运用仿真证明了设计的有效性。     

基于趋近律方法的舰载遥控武器站滑模控制研究

本文首先介绍了国内舰载遥控武器站的发展情况,分析了遥控武器站控制系统的优化方向,针对遥控武器站跟踪射击状态下存在的随机扰动问题,设计了一种改进的趋近律,以解决传统趋近律滑模面趋近时间和系统抖振之间的矛盾,提高系统响应快速性。基于改进趋近律设计了适用于舰载遥控武器站控制系统的速度滑模控制器。仿真结果验证了所提控制算法的有效性和可行性,对舰载遥控武器站算法优化具有工程指导意义。     

基于输入输出线性化的航迹滑模控制及仿真

针对船舶航迹控制系统的非线性及易受外部干扰的特点,提出了一种基于输入输出线性化的航迹滑模控制策略。通过定义输出变量将非线性航迹控制系统转化为线性系统,然后采用指数趋近律的滑模控制方法设计控制器,使得设计的非线性控制律直观简洁,鲁棒性好。通过SIMULINK仿真验证了该算法的有效性。     

船舶航向控制中的一种模糊滑模控制器设计

本文将模糊逻辑引入到了变结构控制器的设计中,设计了一种基于指数趋近律的模糊滑模控制器.运用计算机仿真手段验证了所设计控制器的优越性.同时,将这种模糊滑模控制器引入到了船舶航向的控制之中,通过仿真证明了设计的有效性.     

水下遥作业系统的协调控制的研究

针对带缆水下机器人和机械手组成的水下遥作业系统协调作用实现预期运动的问题,改进了传统的滑模控制算法,用模糊算法动态调节滑模控制器的指数趋近律的两个参数,达到削弱抖震的效果,较好地跟踪系统的轨迹,实现水下机器人和机械手的协调控制。结果表明基于模糊动态调整滑模指数趋近律的方法能够改进系统的控制性能,在机器人和机械手共同运动时能克服系统的误差和外界扰动,达到较好的控制效果。     

The stabilization control of underactuated surface vessels

The problem of stabilization control of underactuated surface vessels with two independent control inputs is in vestigated inthis paper. Through transformation, a cascade property of the system is revealed. And the original nonlinear system could be divided into two subsystems: a linear subsystem and a nonlinear subsystem. The stabilization laws are derived for the two subsystems separately. A smooth time - varying feedback stabilization law with exponentially convergence rate is obtained. The proposed stabilization law guarantees all the system states converge to the equilibrium exponentially. The aim of stabilization control of underactuated surface vessels is achieved. At last, the effectiveness of the proposed algorithm is illustrated by simulation tests.     

基于新型滑动模态和观测器的船舶自动舵设计

设计一种新型准滑动模态船舶自适应自动舵,该自动舵可以克服模型参数未知和外界扰动,具有较强鲁棒性。为克服滑模面切换带来的抖振,在指数趋近律的基础上,提出一种新型的双曲正弦函数的指数趋近律,使轨迹的运动速度与轨迹和滑模面的距离相关联,实现自适应调节,使切换平缓;同时利用状态观测器对船舶模型参数及外界干扰进行观测,从而实现有效补偿;最后借鉴Backstepping方法设计船舶航向滑模控制器。通过对一具体船舶航向控制器的仿真,验证了上述方法的有效性。     

NTSM控制的AUV路径跟踪控制研究

针对非线性欠驱动自治水下机器人（Autonomous underwater vehicle，缩写为AUV），提出了一种基于非奇异终端滑模（Non—singular terminal sliding mode，缩写为NTSM）控制的鲁棒路径跟踪控制方法。在跟踪控制系统中，采用的参考变量为非时间量，摆脱了时间因素的影响，有利于提高AUV在不确定环境中的跟踪能力。应用指数趋近律进行NTSM控制器设计，能保证系统状态在有限时间内到达平衡点。数值仿真结果验证了该控制律的路径跟踪效能。     

一个新混沌系统的自适应Backstepping控制

研究了一个新的混沌系统的控制问题,根据Lyapunov稳定性理论方法构造一个新的自适应控制器,给出了控制器及未知参数的自适应律解析式,识别了系统的全部4个参数,同时将系统控制到一个稳定点,方法简单,控制效果好。数值模拟证明了该方法的可行性和有效性。     

ROV attitude control based on multi-motor cooperative propulsion北大核心CSCD

[目的]为了提高遥控水下航行器(ROV)在复杂水下环境中的姿态控制性能,开展多电机协同推进的ROV姿态控制研究。[方法]首先,针对多电机系统的结构和算法,分别提出一种基于PID速度补偿器的偏差耦合结构和一种新型非奇异终端滑模控制(SMC)算法,并设计一种新颖的基于多电机协同推进的ROV姿态控制方法;然后,建立ROV的运动学和动力学模型,开展推进器组推力建模分析、解耦简化ROV动力学模型研究;最后,设计一种ROV滑模姿态控制器。[结果]仿真结果表明,所提的结构和算法可提高多电机系统的抗干扰性、同步性和快速响应能力,进而提高ROV姿态控制系统的稳定性与鲁棒性。[结论]所提方法可为ROV姿态控制提供一种新的可用方案。     

Feedback-feedforward variable gain iterative learning method adopted in electro-hydraulic position servo system北大核心CSCD

[目的]为了实现电液位置伺服系统的精确控制,提出一种反馈-前馈变增益迭代学习法。[方法]首先建立电液位置伺服系统的简化模型,然后对迭代学习控制算法进行改进,采用带遗忘因子的变增益学习律,最后开展Matlab仿真对比验证。[结果]仿真结果表明:相较于传统的迭代学习和传统PID控制,改进后的迭代学习算法具有更好的收敛性和更小的跟踪误差,可以使电液位置伺服系统快速精确地跟踪位置曲线,从而提高系统动态特性。[结论]研究成果可为电液位置伺服系统的控制性能优化及实际工程应用提供参考。     

深弹舵机电动加载系统的滑模模糊自适应控制研究

针对某型深弹舵机电动加载控制系统存在跟踪精度、参数不确定性和干扰问题,将滑模变结构与模糊自适应控制相结合,设计了一种滑模自适应控制方案。在滑模控制中引入自适应参数调节律和模糊控制规则,采用自适应律实时调节控制器,采用模糊控制消除抖颤。仿真结果表明,滑模模糊自适应控制方法不仅改善了舵机电动加载系统的跟踪精度,而且还有效地消除外界干扰、抑制抖振,具有很强的鲁棒性。