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模型跟随变结构控制系统的滑模设计和控制策略研究

模型跟随变结构控制系统的滑模设计和控制策略研究冯勇,白铁军,李久胜(哈尔滨工业大学电气工程系,150001)(邮电部电信科学技术研究院)(哈尔滨工业大学)摘要介绍模型跟随变结构控制系统一种新的滑模平面设计方法。运用矩阵的广义逆及投影变换理论对模型跟随变结构控制系统的降阶控制进行论证,并对系统的特性进行分析,同时研究了模型跟随变结构系统的控制策略选择。关键词模型跟随变结构控制,滑模平面,投影变换,控制策略1引言模型跟随变结构控制是一种新的控制方法,它具有对参数摄动和外部干扰的不敏感性和很强的鲁棒性,其滑模运动具有系统强稳定和部分极点可以任意配置。在一定范围内,模型跟随变结构控制不需要任何收敛判据,仅需要输入信号的位置信号,而不需要其速度和加速度信号。通过设定一个满足性能要求的期望参考模型,建立系统的动力学误差模型,使实际系统的动态性能快速跟随参考模型的动态性能。模型跟随变结构控制的主要特点是系统的降阶控制,这取决于系统的m个滑模平...  (本文共5页) 阅读全文>>

《黑龙江自动化技术与应用》1996年02期
黑龙江自动化技术与应用

模型跟随变结构控制系统的滑模设计和控制策略

一3言 模型用防变结构控制是一种新型的、独特的控制方法,具有对参数摄动和外部干扰的不敏感性和很强的各样性的特性。其滑模运动具有系统强稳定和部分极点可以任意配置,在一定范围内,模型跟随变结构控制不需要任何收敛判据,仅需要输人信号的位置信号,而不需要其速度和加速度信号。通过设定一个满足性能要求的期望参考模型,建立系统的动力学误差模型,使实际系统的动态性能快速回防参考模型的动态性能。模型医防变结构控制的最主要特点是系统的同阶控制,这一特点取决于系统的rn个沿用平面特性,如系统本身是m个输入控制,而变结构则是通过n—m阶来控制的,因此,模型用田变结构是通过改变系统结构来实现所期望的系统特性,这种控制是通过一定的控制策略及开关滑面这种不连续控制实现的。 本文介绍了一种新型的滑模设计方法,运用李亚普诺夫的运动稳定性理论来研究滑模平面的设计,利用李亚普诺夫理论的稳定性判定定理来分析系统的稳定性,并推导出一种简单、有效的辽模设计公式。该方法具有...  (本文共4页) 阅读全文>>

东北大学
东北大学

无轴系统同步控制的研究

无轴传动印刷机具有传动精度高、结构简化、传动比范围宽、调整方便等优点,它已逐步取代传统机械长轴印刷机并成为未来印刷业的发展趋势。经过多年的研究,许多学者都提出了一些应用于无轴传动系统的同步控制策略,至今为止,对于无轴传动印刷机同步控制系统的研究仍是热点与难点。面对各种因素造成的不同步现象,寻求多轴高性能的同步运动仍是一个急待解决的问题。本文针对无轴传动印刷机同步控制中所存在的难题进行了探索性的研究。本文首先以无轴传动印刷机为研究对象,在剖析无轴传动技术优势和学习无轴传动印刷机同步控制的基础知识之后,研究了目前常见的几种多电机的同步控制方式,为无轴传动印刷机同步控制系统设计了电子虚拟总轴同步控制策略,仿真结果说明了电子虚拟总轴控制策略能够满足多轴(大于两轴)系统速度同步和位置同步的要求,适合应用于无轴传动印刷机的同步控制系统。其次,本文在研究了滑模变结构控制算法的基础上,为无轴系统设计了滑模变结构控制器,以提高系统的跟踪性能和鲁棒...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉理工大学
武汉理工大学

双驱进给系统的动力学建模与同步控制技术研究

进给系统作为数控装备的基本控制单元和执行部件,其运动控制精度将直接影响装备的工作性能。双驱进给系统在单个自由度方向采用双伺服电机同步运动共同驱动部件运动,能使进给系统获得更好的进给刚性和精度,是先进数控装备的重要研究方向。但是,双轴之间的机械、伺服特性差异,双丝杠传动部分的机械耦合关系、机械系统的谐振特性及其非线性摩擦力都会对双驱同步控制的同步性能和跟随精度产生影响,传统数控系统仅仅通过增加单驱系统带宽或者提高单驱系统抗干扰能力以提高进给精度的方法并不能满足双驱同步控制的要求。因此,本文围绕双驱进给系统的同步控制技术,进行了其动力学建模、同步控制策略和算法以及系统谐振抑制的理论和试验研究。本文主要研究内容如下:(1)建立了基于重心驱动的双驱进给系统混合参数模型,根据系统辨识试验和理论计算得到动力学模型的关键参数,并对进给系统的固有频率和振型进行了预测;通过模态试验检测所研发双驱进给系统的固有特性并与仿真预测结果进行对比,验证了所...  (本文共138页) 本文目录 | 阅读全文>>

《战术导弹技术》1995年02期
战术导弹技术

一种消弱变结构控制系统震颤的新方法及应用

引言 变结构控制(vSC)的突出优点是对系统参数和外扰的不变性一’一,然而它有一个明显的缺点就是系统存在震颤,如果不能消除或消弱之.VSC的意义将大大减小。文献厂2」[3」介绍了多种消弱震颤的方法,其中引人注目的就是趋近律方法,它有如下几个优点:a.求解VSC简单,直接且一步可得;b.VSC是等式型表达式;。.趋近模态的品质可以设计;〔{.提供削弱震颤的方法。然而,这种方法也有其缺点。下面,简单作一下分析。 设有如下单输入单输出性系统 X一AX十/,ll·····,··········································……(l)设计切换函数: S(X)一〔一X············,········································一(2)式中:X任尸rl,U任R,S任尺,A,b,‘为相应维矩阵、按趋近律 S一一“gns一(]S····················...  (本文共4页) 阅读全文>>

《河海大学学报》1992年04期
河海大学学报

具有输出不变性的变结构控制系统

1引言 变结构控制系统(vss)是一种非线性控制系统,“变结构”主要体现在其控制规律是一个类似于“乓乓控制”的开关式控制律.合理设计变结构控制律,能减小甚至消除系统对参数变动和外扰的敏感性巨’〕.vss在交流电机调速系统中已经得到应用. 考虑线性系统 灭=AX十BU+D尸(l)定义开关超平面S一口犬.显然,使 括=s「e通x+CB‘+CDF〕(0(2)的控制函数u一定是在开关超平面两侧具有不同结构的控制律. 此外,只要式(2)成立,系统的状态轨迹一定会在有限时刻进入开关超严面,~cX,并沿着开关超平面滑动到平衡状态. 当状态轨迹沿着平面滑动时,显然有 C大~cAX+CB[j。十CDF一O由此得到状态轨迹沿着超平面滑动时的“等价线性控制”L2J: U。=一(CB)一,(AX十DF)(3)式(3)代入(l)得到“滑动”运动的方程“一〔‘一”(CB’一’c〕(Ax+”F’)CX~O)(4)显然,只要 rank「B,D〕一rank刀(5...  (本文共7页) 阅读全文>>

《控制与决策》1989年04期
控制与决策

变结构控制系统的品质控制

一、引言 变结构控制早期在苏联的发展已有专著及综迷文章t”,,,其中包含了大量文献。由于变结构控制具有一系列优点,如对系统的摄动和干扰具有完全的自适应性〔”3·‘,,是一种很广泛的控制系统的综合方祛,不仅适用于线性系统,而且适用于非线性系统、不确定系统及跟踪系统。变结构控制近年来重新获得全面发展,在应用上也有很多研究,如航天、航空〔“从机器人控制tl3,’‘〕等领域。文〔6〕考虑了控制受限情况,文口,8〕考虑了动态补偿器。 在变结构控制系统中,任一过程是由几段组成的。第一段是未到达滑动模态前的正常运动;第二段又由若干段组成,·其各段所在的子空间(或流形)维数逐渐减小,第三段是最终滑动模态段,渐近地趋向原点砂在所有滑劫模态段上都存在着抖动运动。只有最终滑动段才可按墩点配置或最优控制等方法来保证它的品质,而且这一段运动对系统的摄动和干扰具有完全的自适应性(不变性)。’ 对正常运动段,仅仅到达条件价如0,当 公‘(0,当常常更进一步要...  (本文共6页) 阅读全文>>