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基于新型开关切换函数的机器人滑模控制 被引量:4
1
作者 周涛 王磊 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期534-538,共5页
为了消弱滑模控制高频抖振,提出一种新型开关切换函数,代替传统的符号函数。以多自由度串联机器人的动力学模型为研究对象,利用该新型开关切换函数,设计了一种滑模控制律,并证明多自由度机器人滑模控制系统渐近稳定。两自由度机器人滑... 为了消弱滑模控制高频抖振,提出一种新型开关切换函数,代替传统的符号函数。以多自由度串联机器人的动力学模型为研究对象,利用该新型开关切换函数,设计了一种滑模控制律,并证明多自由度机器人滑模控制系统渐近稳定。两自由度机器人滑模控制的仿真实验表明,两个关节都实现了较高的角位置和角速度跟踪精度,并且动态响应较快。同时,与采用符号函数作为开关切换函数的机器人滑模控制系统相比,有效消弱了滑模控制量的高频抖振。该新型开关切换函数具有通用性,适用于机载光电稳定平台、导弹制导等其它滑模控制系统。 展开更多
关键词 开关切换函数 滑模控制 机器人 高频抖振 跟踪精度
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自适应变结构控制的变斜率切换函数研究 被引量:3
2
作者 顾文锦 赵红超 于进勇 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2003年第4期1-4,共4页
基于自适应变结构控制的基本思想,推导了自适应滑模的到达条件,并提出了切换线斜率变化的三种规律:线性规律、幂次规律和指数规律,设计了相应形式的切换函数。最后,举例进行仿真研究,仿真结果说明:采用二次幂规律的切换函数控制效果最佳。
关键词 自适应变结构控制 变斜率切换函数 线性规律 幂次规律 指数规律 自适应滑模 过载控制 导弹 弹体模型 纵向通道
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基于积分型切换函数的自适应神经网络控制 被引量:2
3
作者 夏扬 顾周聪 +2 位作者 杨永淼 曹松银 于启红 《控制工程》 CSCD 2006年第2期164-167,共4页
针对一类具有未知函数控制增益的非线性系统,利用RBF神经网络的逼近能力,依据滑模控制原理,提出了一种直接自适应神经网络控制器设计新方案。通过引入积分型切换函数及逼近误差自适应补偿项,监督控制用饱和函数代替符号函数,根据李雅普... 针对一类具有未知函数控制增益的非线性系统,利用RBF神经网络的逼近能力,依据滑模控制原理,提出了一种直接自适应神经网络控制器设计新方案。通过引入积分型切换函数及逼近误差自适应补偿项,监督控制用饱和函数代替符号函数,根据李雅普诺夫稳定性理论,证明了闭环系统是全局稳定的,跟踪误差收敛到零。该算法应用于连续搅拌型化学反应器CSTR(Continuous Stirred Tank Reactor),仿真结果显示,该算法能很好地使CSTR跟踪给定的温度信号,表明了该控制策略的有效性。 展开更多
关键词 RBF神经网络 积分型切换函数 自适应控制 CSTR
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汽车永磁同步电机切换函数式混合控制策略 被引量:4
4
作者 吴志恒 刘爱民 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期619-626,597,共9页
为提高电动汽车所配永磁同步电机(PMSM)的驱动系统工作效率,增强运动过程的平稳性及响应速度,以达到提升电动汽车驱动系统的整体动态控制性能。根据电动汽车电机工作特性分析及反馈控制原理推导,提出并设计切换函数式混合控制技术。该... 为提高电动汽车所配永磁同步电机(PMSM)的驱动系统工作效率,增强运动过程的平稳性及响应速度,以达到提升电动汽车驱动系统的整体动态控制性能。根据电动汽车电机工作特性分析及反馈控制原理推导,提出并设计切换函数式混合控制技术。该控制技术有效地提高了车用电机控制系统的动、静态性能和鲁棒性。为验证所提控制技术的有效性,建立仿真模型对其进行仿真分析,并搭建实验平台进行实验验证。仿真与实验结果均表明,所提控制技术具有输出响应快、无超调和振荡的优点,能够提高电机工作效率,优化驱动系统输出特性,提升电动汽车驱动系统的控制性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 电动汽车 模糊比例控制 切换函数
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自适应变结构切换函数的研究 被引量:1
5
作者 郭振凯 顾文锦 尚安利 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2003年第S1期97-99,共3页
介绍了线性/自适应变结构复合控制技术,提出了一种新的切换函数,并证明了该切换函数的收敛速度要快于线性/自适应变结构复合控制中的切换函数收敛速度,文中通过一个高速音速飞行器微喷姿态控制实验系统的实例,对两种切换函数的控制能力... 介绍了线性/自适应变结构复合控制技术,提出了一种新的切换函数,并证明了该切换函数的收敛速度要快于线性/自适应变结构复合控制中的切换函数收敛速度,文中通过一个高速音速飞行器微喷姿态控制实验系统的实例,对两种切换函数的控制能力进行了对比仿真研究,仿真结果表明文中提出的切换函数不仅收敛速度快,而且简化了控制器设计,消除了颤振和静差。 展开更多
关键词 自适应变结构 指数切换函数 控制 仿真
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基于改进切换函数的电动轮汽车ABS滑模控制 被引量:1
6
作者 丁惜瀛 张泽宇 马奎超 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2013年第6期704-709,共6页
虽然滑模变结构控制策略的快速性和鲁棒性能够满足紧急制动时车辆的控制要求,但控制器的切换作用使系统出现奇异点,为最佳滑移率的在线辨识带来了困难.针对这一问题,提出一种改进切换函数的滑模变结构控制策略,利用车轮工作状态与滑移... 虽然滑模变结构控制策略的快速性和鲁棒性能够满足紧急制动时车辆的控制要求,但控制器的切换作用使系统出现奇异点,为最佳滑移率的在线辨识带来了困难.针对这一问题,提出一种改进切换函数的滑模变结构控制策略,利用车轮工作状态与滑移率变化趋势之间的关系,动态优化控制器的切换函数,使滑模面逼近最佳滑移率.仿真结果以及硬件在环实验表明,该方案可有效提高车辆的制动性能,并对路面变化引起的严重非线性具有良好的自适应能力. 展开更多
关键词 切换函数 电动轮汽车 防抱死制动系统 滑模变结构 最佳滑移率 XPC Target平台 硬件在环
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基于非线性切换函数的动平衡系统控制研究
7
作者 韩顺杰 赵明宇 艾新 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第10期241-243,共3页
将具有非线性切换函数的滑模变结构控制方法引入到砂轮动平衡控制领域。提出了一种改善直流电动机速度控制系统动态性能的新方法,该方法基于变结构控制理论,通过引入非线性切换函数,解决了快速的动态响应和禁止超调间的矛盾要求,有效地... 将具有非线性切换函数的滑模变结构控制方法引入到砂轮动平衡控制领域。提出了一种改善直流电动机速度控制系统动态性能的新方法,该方法基于变结构控制理论,通过引入非线性切换函数,解决了快速的动态响应和禁止超调间的矛盾要求,有效地缩短了调节时间。 展开更多
关键词 动平衡 砂轮 滑模变结构控制 非线性切换函数
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分布参数切换系统保性能控制设计及仿真
8
作者 鲍乐平 黎曦 《计算机工程与应用》 北大核心 2025年第11期335-341,共7页
针对分布参数切换系统,设计反馈控制器和切换规则,使得相应闭环系统指数稳定且满足一定的性能指标。利用共同Lyapunov函数方法,通过Lyapunov稳定性定理、Poincare不等式和线性矩阵不等式(LMIs)等,得到分布参数切换系统保性能控制存在的... 针对分布参数切换系统,设计反馈控制器和切换规则,使得相应闭环系统指数稳定且满足一定的性能指标。利用共同Lyapunov函数方法,通过Lyapunov稳定性定理、Poincare不等式和线性矩阵不等式(LMIs)等,得到分布参数切换系统保性能控制存在的充分条件。和已有结果相比较,将分布参数切换系统保性能控制概念进行了推广,并且充分考虑了分布切换参数系统中Laplace算子系数对系统性能的影响,降低了保守性。提出切换Lyapunov函数方法结合驻留时间方法,建立分布参数切换系统保性能控制存在的条件。通过计算机仿真验证所提出方法的有效性和优越性。 展开更多
关键词 分布参数系统 切换系统 保性能控制 指数稳定 切换Lyapunov函数 驻留时间
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基于滑模观测器的永磁同步电机控制
9
作者 马帅旗 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期16-19,共4页
针对无速度传感器永磁同步电动机(PMSM)控制中难以准确估计转子位置和转速的问题,利用滑模观测器(SMO)对系统参数变化及外部扰动不敏感的特性,提出了一种改进型永磁同步电动机转子位置和速度的估计算法。首先,构建了永磁同步电机数学模... 针对无速度传感器永磁同步电动机(PMSM)控制中难以准确估计转子位置和转速的问题,利用滑模观测器(SMO)对系统参数变化及外部扰动不敏感的特性,提出了一种改进型永磁同步电动机转子位置和速度的估计算法。首先,构建了永磁同步电机数学模型和基于滑模观测器的转速观测方程,研究了永磁同步电机的滑模观测方式和产生抖振机理。然后,在传统滑模观测器中利用连续变化的Sigmoid函数代替开关函数来降低系统抖振,引入变截止频率低通滤波器来减少高次谐波的变化影响。最后,在MATALB环境下对系统进行了仿真研究。实验结果表明,该滑模观测器设计方法能有效地抑制系统抖振和高频干扰,提高电机位置和速度信息的估算的准确性,对转速和负载变化也具有较好的鲁棒性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模观测器 无速度传感器 切换函数 抖振
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永磁同步电机全速域无传感器复合控制策略研究
10
作者 李贵远 张静 +3 位作者 郭中阳 刘杰 刘勇 崔安迪 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第4期200-208,共9页
为解决单一的永磁同步电机无传感器控制策略在特定转速区间控制效果不佳的问题,提出一种新的复合策略,以实现全速域高性能控制。在矢量控制电流控制器环节,使用神经网络PID控制器,当突加负载时,0.02 s即可恢复到原转速,提高系统的鲁棒性... 为解决单一的永磁同步电机无传感器控制策略在特定转速区间控制效果不佳的问题,提出一种新的复合策略,以实现全速域高性能控制。在矢量控制电流控制器环节,使用神经网络PID控制器,当突加负载时,0.02 s即可恢复到原转速,提高系统的鲁棒性;在零、低速段,采用改进方波高频信号注入法,避免使用滤波器,无需调节滤波系数,在转速上减少0.03 s的延时,进一步提高了控制精度;在中高速段,采用超螺旋滑模观测器,通过采用积分形式消除高频噪声,减小误差以及相位延迟,但使用固定的滑模参数会使估算精度容易受到参数干扰产生误差,降低控制精度比较低,对此提出了改进的粒子群优化算法(improved particle swarm optimization,IPSO)超螺旋滑模观测器,转速误差仅有0.1 r/min;最后,通过采用改进加权切换函数,仅有0.5 s的抖动时间,高效实现2种控制策略的切换。经过仿真验证,该复合控制策略使永磁同步电机在各速度区间均具有较高的估算精度和优良的动态响应性能。 展开更多
关键词 永磁同步电机 神经网络PID 方波高频信号注入法 粒子群优化算法 超螺旋滑模观测器 加权切换函数
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基于磁链在线辨识的异步电机超螺旋滑模控制
11
作者 谢国超 段纳 +1 位作者 万昌晖 臧航 《自动化学报》 北大核心 2025年第5期1092-1102,共11页
研究基于磁链在线辨识的异步电机超螺旋滑模控制问题.针对异步电机,设计一种改进的超螺旋滑模速度控制器,提升系统的动态响应性能.为抑制算法中符号函数高频切换所引起的系统抖振问题,构造一种可变指数切换函数.进一步地,考虑到转子磁... 研究基于磁链在线辨识的异步电机超螺旋滑模控制问题.针对异步电机,设计一种改进的超螺旋滑模速度控制器,提升系统的动态响应性能.为抑制算法中符号函数高频切换所引起的系统抖振问题,构造一种可变指数切换函数.进一步地,考虑到转子磁链受惯性延迟的影响,设计磁链在线观测器,可辨识转子磁链幅值,提升系统的控制精度和参数鲁棒性.数值仿真和实验结果验证了所提算法的可行性和有效性. 展开更多
关键词 异步电机 超螺旋滑模算法 可变指数切换函数 电压模型 磁链在线观测器
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反结构切换混沌系统 被引量:3
12
作者 颜闽秀 徐辉 《武汉科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第6期463-468,共6页
通过设计切换函数,将两个互为反结构的子混沌系统联合构成一个新的自动切换混沌系统。针对系统的耗散性、吸引子存在性、平衡点及其稳定性等进行理论分析,并采用Matlab软件绘制切换系统的吸引子相图、功率谱、分岔图、李雅普诺夫指数谱... 通过设计切换函数,将两个互为反结构的子混沌系统联合构成一个新的自动切换混沌系统。针对系统的耗散性、吸引子存在性、平衡点及其稳定性等进行理论分析,并采用Matlab软件绘制切换系统的吸引子相图、功率谱、分岔图、李雅普诺夫指数谱、庞加莱截面图等,证实其混沌特性。最后,基于混沌电路理论设计切换系统的模拟电路,采用Multisim软件运行该电路,并对虚拟示波器生成的吸引子进行实时观测,观测结果与理论分析和数值仿真结果相符,验证了该切换混沌系统的可实现性。 展开更多
关键词 混沌系统 切换函数 反结构 混沌电路 李雅普诺夫指数谱 分岔图 庞加莱截面 吸引子
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具有一步随机通讯时延的网络化切换系统H_∞滤波 被引量:5
13
作者 蔡逢煌 王武 +1 位作者 林琼斌 李玉榕 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期309-314,共6页
针对数据包在网络中传输的一步随机时延情形,研究任意切换律作用下的离散切换系统的H∞滤波问题.时延数据包包含系统的测量输出信号和切换信号,其时延由一个满足Bernoulli分布的随机变量来描述.选用切换Lyapunov函数,设计全阶和降阶的... 针对数据包在网络中传输的一步随机时延情形,研究任意切换律作用下的离散切换系统的H∞滤波问题.时延数据包包含系统的测量输出信号和切换信号,其时延由一个满足Bernoulli分布的随机变量来描述.选用切换Lyapunov函数,设计全阶和降阶的切换滤波器使得滤波误差系统在均方意义下指数稳定且具有扰动衰减度γ.滤波器的参数通过求解一组线性矩阵不等式获得.数值仿真表明了所提出设计方法的有效性. 展开更多
关键词 网络化切换系统 H∞滤波 随机通讯时延 线性矩阵不等式:切换Lyapunovi函数
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复合控制中切换方式研究 被引量:6
14
作者 赵红超 顾文锦 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2001年第4期27-30,共4页
介绍了线性 /自适应变结构复合控制技术 ,提出了切换函数常采用的四种切换方式 :常值比例切换、饱和函数切换、饱和非线性函数切换和误差比例切换 ,对各种切换方式的控制能力进行对比仿真研究 ,仿真结果说明误差比例切换效果最佳。
关键词 线性/自适应变结构复合结构 切换方式 常值比例切换 饱和函数切换 饱满和非线性函数切换 误差比例切换 导弹
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具有输出延迟的网络化切换系统的稳定性分析 被引量:2
15
作者 于水情 李俊民 《西安电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期748-752,806,共6页
为了增强网络化切换系统适应时延的动态性能,利用Lyapunov稳定性理论,设计了一种切换观测器和相应的切换控制器,给出了对任意切换规则和延迟周期数,都能保证整个闭环网络化切换系统稳定的充分条件.并给出了求解切换观测器增益和切换控... 为了增强网络化切换系统适应时延的动态性能,利用Lyapunov稳定性理论,设计了一种切换观测器和相应的切换控制器,给出了对任意切换规则和延迟周期数,都能保证整个闭环网络化切换系统稳定的充分条件.并给出了求解切换观测器增益和切换控制器增益的锥补线性化方法,仿真实例说明了所提方法的有效性. 展开更多
关键词 网络化切换系统 双线性矩阵不等式 切换Lyaptmov函数 切换观测器 切换控制器 时间延迟
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一类时空切换动态网络的稳定性 被引量:1
16
作者 关治洪 张皓 朱茹 《华中师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2006年第1期1-4,共4页
复杂动态网络由一批相互连接的节点组成,每个节点是一个动态系统.基于实际中网络的切换现象,提出并研究了时空切换动态网络的稳定性.通过构造切换型Lyapunov函数,得到了一类离散型动态网络在任意时空切换律下的渐近稳定性条件.例子和仿... 复杂动态网络由一批相互连接的节点组成,每个节点是一个动态系统.基于实际中网络的切换现象,提出并研究了时空切换动态网络的稳定性.通过构造切换型Lyapunov函数,得到了一类离散型动态网络在任意时空切换律下的渐近稳定性条件.例子和仿真说明了所得结果的有效性. 展开更多
关键词 复杂动态网络 时空切换 切换型Lyapunov函数 稳定性
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基于LMI的网络化切换系统的鲁棒控制
17
作者 于水情 唐映德 李俊民 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期800-804,共5页
为了克服时延和不确定参数对系统性能的影响,利用Lyapunov稳定性理论,设计了一种新的切换观测器和相应的切换控制器,给出了对任意切换规则和延迟周期数,都能保证整个闭环网络化切换系统稳定的充分条件。最后给出了求解切换观测器增益和... 为了克服时延和不确定参数对系统性能的影响,利用Lyapunov稳定性理论,设计了一种新的切换观测器和相应的切换控制器,给出了对任意切换规则和延迟周期数,都能保证整个闭环网络化切换系统稳定的充分条件。最后给出了求解切换观测器增益和切换控制器增益的锥补线性化方法,仿真实例说明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 网络化切换系统 切换Lyapunov函数 切换观测器 切换控制器 鲁棒控制
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分段可压缩路径的切换优化算法
18
作者 祝庚 王斌 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第6期1700-1703,共4页
针对切换控制系统可渐近稳定的充分条件的难题,提出了一种分段可压缩路径的搜索算法。分析了压缩路径的切换控制规律,并对常规可压缩路径的切换控制进行了优化,提出了最短和加权平均可压缩优化路径算法及峰值控制优化算法。通过实例Mat... 针对切换控制系统可渐近稳定的充分条件的难题,提出了一种分段可压缩路径的搜索算法。分析了压缩路径的切换控制规律,并对常规可压缩路径的切换控制进行了优化,提出了最短和加权平均可压缩优化路径算法及峰值控制优化算法。通过实例Matlab程序仿真寻找可压缩路径的优化参数,比对切换实验数据,演示不同优化算法下的切换率稳定和收敛状况。 展开更多
关键词 切换控制 可压缩路径 切换李雅普诺夫函数 路径优化 最优峰值
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随机通讯时延网络化切换系统H_∞状态反馈控制
19
作者 麻毓镪 蔡逢煌 +1 位作者 王武 杨富文 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期181-185,共5页
针对数据包在网络中传输的一步随机时延情形,研究了离散切换系统在所设计切换律作用下的H∞状态反馈问题。数据包包含系统的状态信号、切换信号和控制信号,其时延由1个满足Bernoulli分布的随机变量描述。利用切换Lyapunov函数和基于状... 针对数据包在网络中传输的一步随机时延情形,研究了离散切换系统在所设计切换律作用下的H∞状态反馈问题。数据包包含系统的状态信号、切换信号和控制信号,其时延由1个满足Bernoulli分布的随机变量描述。利用切换Lyapunov函数和基于状态的切换规则,设计状态反馈控制器使得闭环系统在均方意义下指数稳定且具有H∞扰动衰减度γ,控制器的参数通过求解一组线性矩阵不等式获得,数值仿真结果表明了所提出设计方法的有效性。 展开更多
关键词 网络化切换系统 H∞状态反馈 随机通讯时延 LMI 切换Lyapunov函数
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新型滑模观测器下的表贴式永磁同步电机控制 被引量:8
20
作者 纪明阳 孙志锋 +1 位作者 马风力 黄颖 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2024年第1期82-87,共6页
在传统的滑模观测器(SMO)下的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统中存在着一些问题,如抖振较强,实际转速与预期转速差值较大并且有波动等情况。针对这些问题,采用滑模控制中的一般趋近律代替传统滑模观测器中的等速趋近律,并且用... 在传统的滑模观测器(SMO)下的永磁同步电机(PMSM)无位置传感器控制系统中存在着一些问题,如抖振较强,实际转速与预期转速差值较大并且有波动等情况。针对这些问题,采用滑模控制中的一般趋近律代替传统滑模观测器中的等速趋近律,并且用光滑的Sigmoid函数替代传统的符号函数,同时通过模糊控制系统对指数趋近律中的参数进行自适应调节,对表贴式PMSM的无位置传感器控制中产生的抖振进行抑制,并且提高SMO的观测精度。利用Lyapunov第二方法对该方法进行稳定性判断,验证该方法的稳定性。使用MATLAB/Simulink搭建基于滑模观测器的PMSM控制系统仿真模型,将该仿真结果与传统的滑模观测器的仿真结果进行比较分析。研究结果显示,新型的滑模观测器依旧能够快速地追踪转子的位置,同时具有更加良好的稳定性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 滑模观测器 趋近律 切换函数 模糊控制系统
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