现代控制理论与交流电机调速（V）——滑模变结构控制

介绍变结构系统的基本概念，数学表达设汁问题及其在交流电机调速系统中的应用。阐述滑模理论在变结构系统中的重要作用。指出设计变结构控制系统的核心思想是通过不连续控制，强迫这种类型的运动朝向状态空间的某个特定区域（滑动流形）井保持下去；同时指出，对于非线性不确定性系统，采用滑横变结构控制可能使跟踪误差最小化，并使复杂过程与系统控制的工程实现相对简单。     

基于滑模控制的卡尔曼滤波在列车定位中的研究

为了提高城市轨道交通中轮轴速度传感器与加速度计组合定位的精度,提出一种基于滑模控制的改进卡尔曼滤波算法。对于组合定位来说,由于卡尔曼滤波不能很好地修正加减速过程中的空转打滑误差,考虑到滑模控制器的滑动模态与系统的参数及扰动无关,提出采用基于滑模控制的改进卡尔曼滤波来进一步降低误差。其基本思路是应用指数趋近律滑模变结构来改善里程计算值,然后再进行卡尔曼滤波。并利用仿真软件对上述过程进行验证,仿真结果表明:基于滑模控制的改进卡尔曼滤波算法,能够在一定程度上减小空转打滑误差,进一步提高定位的精度。最后通过与其他卡尔曼滤波改进算法对比,得出基于滑模控制的卡尔曼滤波方法结构更为简单,也能保证一定的精度。     

基于新型滑模变结构策略的交流调速系统

在交流传动系统设计中,通常采用电机的简化、降阶模型作为设计模型,因此,若采用经典线性控制设计,则实际系统中存在的电机参数不确定性、未建模动态及外扰必然对动、静态性能构成冲击。利用滑模控制在处理不确定性和外扰方面的优势,文章提出了一种基于新型滑模变结构策略的交流调速系统控制方案,采用滑模变结构控制环节与PI串联的结构,在瞬态过程中变结构为主导以提高鲁棒性,稳态过程中PI控制起主导作用以削弱振颤。仿真结果表明该方案在解决传统滑模控制振颤及等价控制设计困难等问题的同时,实现了优良的动、静态特性。     

基于自适应滑模控制的城际列车精确停车方法研究

停车精度是衡量列车自动驾驶控制性能的重要指标。针对城际轨道列车精确停车的需求，分析列车自动停车过程、列车动力学模型以及制动模型，在此基础上提出采用自适应滑模控制器来提高停车精度和列车运行舒适性；应用滑模控制原理设计列车停车控制算法，并对滑模控制中的趋近律增益进行自适应调节，以提高系统响应速度及改善稳态精度。仿真结果表明，基于自适应滑模控制的停车算法表现出良好的鲁棒性和自适应性，该控制器使列车能够精确地跟踪停车目标曲线，并改善列车的停车精度和运行舒适性。     

一种改进的电压电流混合控制的并联逆变器

采用了电压模块、电流模块混合的并联逆变器系统。模块中增加了主逆变器仲裁电路,使得电压模块在出现故障时可以动态切换。电压控制环和电流控制环均采用滑模变结构控制,使得模块鲁棒性增强,对模块间的相互影响不敏感。实验结果验证,该方法提高了系统的稳定性,而且使负载平均分配,较好地实现了逆变器的并联。     

一种考虑系统不确定性估计的重载列车最优黏着控制

重载列车在运行时,黏着条件容易受到不良的天气状况或轨面状态影响,会导致列车无法有效发挥牵引力。为了解决重载列车在运行过程中因黏着条件恶化导致无法有效发挥牵引力的问题,提出一种考虑系统不确定性估计的离散积分滑模控制方法,该方法通过对最优蠕滑速度的跟踪控制,实现重载列车的最优黏着控制。由于黏着系数在实际情况中难以测量,所以针对此情况设计串联滑模观测器对黏着系数进行观测估计。采用带遗忘因子的最小二乘法估计出黏着特性曲线斜率,并根据梯度下降算法得到最优蠕滑速度。以最优蠕滑速度和实际蠕滑速度作为控制系统输入,以牵引电机转矩作为系统输出,利用一步延迟估计方法估计系统的不确定性,据此设计离散积分滑模控制器控制电机转矩使蠕滑速度始终稳定在最佳蠕滑速度处。仿真实验结果表明：设计的考虑系统不确定性估计的离散积分滑模控制方法实现了对最优蠕滑速度的跟踪控制,并且与离散积分滑模控制方法相比,系统跟踪误差更小且具有更高的控制精度。说明采用的方法不仅能够补偿系统的不确定性和抑制抖振现象,而且还能实现对最优蠕滑速度的高精度跟踪控制,达到使重载列车牵引性能最优的目的。     

基于改进模糊滑模控制的列车速度跟踪研究

列车运行过程具有强耦合、非线性等特征,且往往存在较大且不可观测的外界干扰,这些特性加大了列车运行控制的难度,针对列车运行速度跟踪控制问题,提出一种新的模糊滑模控制器设计方法。首先基于模糊滑模控制,引入全局快速终端滑模控制,使系统在有限时间内达到稳态;然后构造以李亚普洛夫函数导数的绝对值为补偿的自适应干扰估计项,对外界干扰进行准确估计,进而提出一种双层递阶指数趋近全局快速终端模糊滑模控制器,并且引入指数趋近率来调节滑模面的动态品质,该控制器能快速收敛到稳定状态,且有效地消除了控制器的抖振情况;最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性,且提高了列车运行控制系统性能。     

基于滑模控制的三轴重型汽车平顺性优化研究

建立了基于半主动悬架的9自由度三轴重型汽车垂向动力学模型,为提升其平顺性,针对该重型汽车模型设计了滑模控制系统,对悬架阻尼力进行控制.该控制器以天棚阻尼系统为参考,使重型汽车振动响应跟随参考系统.基于Matlab/Simulink软件对滑模控制系统进行验证,在B级路面不同车速工况下进行响应分析.结果表明,所建立的控制器...     

用于永磁同步电机单电流弱磁控制的积分型滑模控制器

为提高永磁同步电机单电流调节器高速运行的转速控制性能,设计了一种用于永磁同步电机单电流弱磁控制的转速滑模控制器。在滑模控制器的设计中选取了积分型滑模面,有效削弱滑模的固有抖振现象,减小了转速误差和抖动,而且电机转速对负载和供电电压的变化不敏感。结合单电流弱磁控制策略,滑模控制器利用电机定子电流d-q轴交叉耦合效应的作用,实现弱磁和转速的集成控制。仿真和数据分析验证了其可行性。     

双峰隧道竖井混凝土衬砌滑模施工技术

根据围岩内衬式竖井(含中隔板)的特点,确定了滑模施工方案,设计滑模结构布置形式、模板、围圈、滑模盘、提升系统、液压系统、辅助系统,根据滑模荷载计算和结构具体情况确定千斤顶和支撑杆数量,进行提升架选择,介绍滑模施工的具体过程和施工工艺及组织,分析施工中出现的问题及处理办法。     

磁悬浮列车电磁悬浮系统的自适应模糊滑模控制

为增强电磁悬浮系统的抗干扰和负载能力,针对磁悬浮列车悬浮系统中存在的非线性不确定问题,采用模糊逼近与模糊滑模相结合的方法,基于等效控制和切换控制设计了自适应模糊滑模控制器,通过TMS320F2812 DSP实现单点悬浮.仿真与试验结果表明,该控制器不但削弱了滑模控制中固有的抖振,而且具有更强的鲁棒性和快速性,还满足电磁悬浮系统实时控制的要求.     

考虑电机凸极效应的永磁同步风力发电机滑模位置观测器

分析了直驱式永磁同步风力发电系统（D-PMSG）用内置式永磁同步电机的数学模型,通过进行数学变形,提出了一种适用于内置式永磁同步电机的新的滑模位置观测器模型。该模型只与交轴电感有关,而与直轴电感无关。并且采用双滤波器串联的方式提取反电动势信息,可以实时测量不同转速下的滤波器相移,用于角度补偿。仿真与实验验证了控制策略的有效性。     

基于非线性鲁棒控制原理的防滑控制

为了在高速区有效操纵列车,无论列车长度如何都需要控制系统能够提供稳定的制动力.在设计制动控制系统过程中,由于粘着和制动材料的摩擦系数变化而导致的模型不确定性是一个需要首先考虑的问题.提出利用滑模控制原理设计一种全新防滑控制系统.相比于常规控制方式,仿真结果证明,在非线性制动动力学方面,基于滑模控制的防滑控制系统具有良好的性能.     

地铁车站消火栓系统控制模式优化

阐述地铁车站消火栓系统的控制模式,并分析消火栓系统的操作模式,对手动启泵控制模式和自动启泵控制模式进行详细分析,从启动时间、运营管理、经济性等方面进行对比,得出手动控制模式在启动时间上具有优势,但存在人为误操作的可能;自动控制模式比手动操作模式增加了压力开关(流量开关)控制系统,投资会有所增加。优化两种控制模式,在设计手动启泵控制模式时增加自动巡检或其他线路故障报警功能,在设计自动启泵控制模式时,增设低流量或者低压力报警的流量开关或者压力开关,在消火栓系统出现小流量泄漏时,能及时报警,及时维修,避免消防泵在非消防状态下的错误启动。     

某型塞拉门研发设计

介绍了某型号双开塞拉门的结构、功能、工作原理,并分析各部分结构关系。根据用户特殊要求,选择开度较大的塞拉门系统;同时采用塞拉门系统和残疾人坡道装置相连的设计,使设计更具有人性化,该塞拉门特点决定了采用双开外摆式塞拉门;为满足强度和平面度以及隔声性能的要求,门板材料采用铝合金框架、铝蜂窝、面板的三明治组合结构。     

地铁车辆司机室内藏门优化设计

文章在充分阐述司机室内藏门各部件结构的基础上,分析了前期项目主要结构的缺陷,通过改进承载导向结构、锁闭结构、前部密封及门槛结构,优化了地铁车辆司机室内藏门结构。     

基于CVI的机车电空制动机微机测控系统

介绍了基于CVI的电力机车电空制动机的微机测控系统，详细叙述了该控制系统的硬件和软件的结构及其设计和调试方法。采用该侧控系统试机车电空制动机，不但提高了测试系统的自动化控制程度，而且提高了测试系统的精度和可靠性。     

一种基于PWM的新型滑模控制器在BUCK变换器中的仿真研究

介绍了滑模控制理论及其在Buck变换器中的仿真研究,提出了一种新型滑模控制器的设计方法,该方法与传统设计方法的不同之处是在三维空间中设计滑模面,该设计方法充分考虑了Buck中各元件的信息.Buck变换器工作在CCM模式下,计算出该方法的滑模可达性条件及其控制器方程,并论述了该种方法的稳定性.最后采用SIMUUNK对该控制器在Buck电路中的应用进行了仿真,通过仿真结果论证了变换器的相关理论,证明了该种方法的可用性.