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一类混沌系统的自适应滑模变结构控制 被引量:2
1
作者 周凤岐 孔令云 《空军工程大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2007年第3期19-22,共4页
从一类更广义的非线性混沌系统出发,以Lorenz系统为例研究了混沌系统的控制问题。设计了一种自适应滑模变结构控制律,用该控制律,即使系统存在输入饱和及外部扰动,也可以将混沌系统的状态渐近稳定到任意指定平衡点。数字仿真表明,其控... 从一类更广义的非线性混沌系统出发,以Lorenz系统为例研究了混沌系统的控制问题。设计了一种自适应滑模变结构控制律,用该控制律,即使系统存在输入饱和及外部扰动,也可以将混沌系统的状态渐近稳定到任意指定平衡点。数字仿真表明,其控制效果极好。 展开更多
关键词 混沌 混沌控制 自适应滑模变结构控制
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基于超螺旋滑模观测的变质量无人艇航速自适应控制
2
作者 闫昭琨 杨冠宇 王鸿东 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第1期247-262,共16页
[目的]为实现对变质量无人艇在各类载荷投放任务下的精准控制,提出一种适用于质量与吃水均发生未知改变情况的变质量无人艇航速自适应控制方法。[方法]以吃水及其高阶项为自变量,对变质量无人艇操纵运动模型中,质量、吃水,以及各水动力... [目的]为实现对变质量无人艇在各类载荷投放任务下的精准控制,提出一种适用于质量与吃水均发生未知改变情况的变质量无人艇航速自适应控制方法。[方法]以吃水及其高阶项为自变量,对变质量无人艇操纵运动模型中,质量、吃水,以及各水动力导数项间的耦合影响关系进行解析表达。针对变质量无人艇各运动状态量与其吃水项的高相关性,设计超螺旋滑模观测器对变质量无人艇的未知吃水与质量进行观测估计,并通过李雅普诺夫理论证明观测器的有限时间稳定。基于解耦后的变质量无人艇操纵运动模型,设计航速自适应控制算法,结合超螺旋滑模观测器的观测值与控制误差对自适应控制律实时更新,根据李雅普诺夫方法验证控制系统的整体稳定性。最后,针对变质量无人艇载荷投放任务场景,开展若干工况下的仿真实验。[结果]结果表明,所设计的吃水观测算法可实现对变质量无人艇吃水与质量的精准观测。在载荷发生阶跃变化与连续变化等典型工况下,该变质量无人艇航速自适应控制算法均可实现对目标航速的稳定跟踪。[结论]研究表明,所提控制算法可适用于变质量无人艇的各类典型控制工况。 展开更多
关键词 无人艇 质量 质量体控制 超螺旋滑模观测器 自适应控制系统 航速控制 吃水观测
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基于变指幂趋近律和高增益观测器的四旋翼模糊滑模控制
3
作者 杨舒博 毛剑琳 +1 位作者 向凤红 徐峰 《应用力学学报》 北大核心 2025年第2期313-322,共10页
针对四旋翼飞行器在未知干扰下跟踪慢、精度低以及模型耦合性强的问题,提出了一种基于变指数幂次趋近律和高增益观测器的模糊滑模控制策略。首先,设计了一种自适应变指数幂次趋近律,通过趋近律中幂次趋近项和指数趋近项的相互作用,使系... 针对四旋翼飞行器在未知干扰下跟踪慢、精度低以及模型耦合性强的问题,提出了一种基于变指数幂次趋近律和高增益观测器的模糊滑模控制策略。首先,设计了一种自适应变指数幂次趋近律,通过趋近律中幂次趋近项和指数趋近项的相互作用,使系统得到较快的趋近时间降低稳态误差;其次,在位置子系统中,采用高增益观测器实现状态估计以抑制耦合;最后,将变论域思想引入自适应模糊控制,在切换控制项设计了一个带有伸缩因子的模糊逼近系数来补偿高增益观测器带来的影响。仿真结果表明,该控制策略能有效削弱抖振,具有较好的动态性能和控制精度;即使在复杂外部干扰的情况下,四旋翼飞行器依然能够迅速按要求进行轨迹跟踪。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 滑模控制 指数幂次趋近律 高增益观测器 自适应模糊控制 论域
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基于滑模变结构的精密涂布机放卷系统张力控制策略研究
4
作者 黄磊 徐莉萍 +1 位作者 李健 何鹏博 《印刷与数字媒体技术研究》 CAS 北大核心 2024年第3期267-273,共7页
张力稳定是涂布工艺的一个基础条件,如何提高放卷系统的张力控制精度是精密涂布机张力控制面临的难点问题。本研究针对精密涂布机放卷系统张力稳定性控制需求,提出了一种基于滑模变结构控制策略的放卷系统张力控制方法。首先,根据精密... 张力稳定是涂布工艺的一个基础条件,如何提高放卷系统的张力控制精度是精密涂布机张力控制面临的难点问题。本研究针对精密涂布机放卷系统张力稳定性控制需求,提出了一种基于滑模变结构控制策略的放卷系统张力控制方法。首先,根据精密涂布机放卷系统的工作原理,建立了放卷系统的参数时变、非线性动力学模型,分析了张力波动的主要原因;然后,在放卷系统张力模型的基础上,设计了一个放卷张力系统滑模变结构控制器,并利用李雅普诺夫(Lyapunov)定理进行了系统稳定性分析;最后,通过仿真试验对所设计的滑模变结构控制器进行了性能验证。仿真结果表明,相比于传统PID控制,本研究所设计的滑模变结构控制器对放卷张力系统具有更好的控制鲁棒性。 展开更多
关键词 精密涂布机 放卷系统 滑模结构 张力控制
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基于滑模变结构的混合微电网接口变换器双向下垂控制
5
作者 施凯 唐楚雄 +2 位作者 徐培凤 孙宇新 任明炜 《分布式能源》 2024年第4期23-32,共10页
由于混合微电网中的交直流子网具有不同的动态特性,当系统发生负荷突变时,会在双向接口变换器(bidirectional interface converter, BIC)两侧子网间产生功率波动,使交流母线频率和直流母线电压动态响应变差,为此提出了基于分数阶滑模控... 由于混合微电网中的交直流子网具有不同的动态特性,当系统发生负荷突变时,会在双向接口变换器(bidirectional interface converter, BIC)两侧子网间产生功率波动,使交流母线频率和直流母线电压动态响应变差,为此提出了基于分数阶滑模控制器(fractional order sliding mode controller, FOSMC)的双向下垂控制策略。将具有鲁棒性强、响应速度快和抗干扰能力强的滑模变结构控制引入到BIC的控制中,得到改进型的分数阶滑模控制器,以改善系统的暂态响应过程。通过Matlab/Simulink平台搭建了仿真模型,在多种工况下验证了该控制策略的有效性。与传统双向下垂控制相比,该控制算法可以在保证系统原有稳态特性的同时,加快整个系统的响应速度,抑制暂态过程中BIC传输功率的瞬间波动,减小功率波动对交直流子网母线的反作用,提高整个系统的动态性能和抗扰动性能。 展开更多
关键词 交直流混合微电网 双向接口换器(BIC) 子网惯性 滑模结构控制 双向下垂控制
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双馈感应发电机直接转矩滑模变结构控制技术研究
6
作者 鲁业安 周明龙 《沈阳工程学院学报(自然科学版)》 2024年第4期49-54,共6页
针对双馈感应发电机的动态行为分析不够精准,导致技术的控制效果不佳的问题,设计双馈感应发电机直接转矩滑模变结构控制。根据双馈感应发电机的运行特点,分别计算双馈感应发电机的磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程;确定双馈感应... 针对双馈感应发电机的动态行为分析不够精准,导致技术的控制效果不佳的问题,设计双馈感应发电机直接转矩滑模变结构控制。根据双馈感应发电机的运行特点,分别计算双馈感应发电机的磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程;确定双馈感应发电机的滑模面并计算对应的切换函数,确定相应的控制律;设计滑模变结构控制器,通过整定控制参数计算对应的控制误差,实现对发电机的控制。实验结果表明:双馈感应发电机采用的直接转矩滑模变结构控制技术在实际应用中超调量较低,控制效果较好。 展开更多
关键词 双馈感应发电机 直接转矩控制 滑模结构 结构控制
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基于滑模变结构的农机路径跟踪控制算法研究 被引量:3
7
作者 姜龙腾 迟瑞娟 +4 位作者 李青君 黄修炼 熊泽鑫 马悦琦 朱晓龙 《农机化研究》 北大核心 2024年第2期229-234,共6页
为提高农机路径跟踪时的精确性,提出了一种基于滑模变结构的路径跟踪控制算法,并运用滑模变结构算法设计了自动驾驶控制器,通过简化农机车辆模型与线性化二自由度模型,求解出滑模变结构控制器的控制规律。通过在Simulink与CarSim中建立... 为提高农机路径跟踪时的精确性,提出了一种基于滑模变结构的路径跟踪控制算法,并运用滑模变结构算法设计了自动驾驶控制器,通过简化农机车辆模型与线性化二自由度模型,求解出滑模变结构控制器的控制规律。通过在Simulink与CarSim中建立联合仿真模型验证控制器的可行性,结果表明:基于滑模变结构的农机路径跟踪控制算法的车辆作业转弯时横向偏差可控制在0.45m之内,实际行走路径与预设路径基本吻合,较加入预瞄模块的PID控制算法控制精度得到提高,满足自动驾驶农机路径跟踪精度及实时性的需求,可为农机路径跟踪控制的研究提供参考。 展开更多
关键词 自动驾驶农机 路径跟踪 滑模结构控制 SIMULINK CARSIM
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一种自适应全程滑模变结构控制器的研究与设计 被引量:1
8
作者 王传江 孙秀娟 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 2009年第1期64-69,共6页
针对非线性不确定系统的控制问题,为了消除传统滑模变结构控制系统的到达运动并实现对系统不确定量的估算,设计了一种自适应全程滑模变结构控制器。通过设计一种动态非线性滑模函数,使系统从初始状态即可进入滑模运动,并在控制律的作用... 针对非线性不确定系统的控制问题,为了消除传统滑模变结构控制系统的到达运动并实现对系统不确定量的估算,设计了一种自适应全程滑模变结构控制器。通过设计一种动态非线性滑模函数,使系统从初始状态即可进入滑模运动,并在控制律的作用下使系统运动到期望状态,系统在响应的全过程均具有鲁棒性,克服了传统滑模变结构控制系统到达运动阶段不具有鲁棒性的缺点。通过设计一种自适应律实现对系统不确定量的辨识估计,以辨识结果实时调整控制器参数,大大削弱了系统的抖动。仿真结果表明该控制系统具有较强的鲁棒性能。 展开更多
关键词 非线性系统 全程滑模 结构控制 自适应 鲁棒性
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基于机械飞轮干扰补偿的小卫星自适应滑模变结构姿态控制 被引量:6
9
作者 杨宁宁 杨照华 余远金 《航天控制》 CSCD 北大核心 2013年第1期51-57,共7页
针对机械飞轮内干扰可能导致小卫星姿态控制系统性能下降问题,提出了一种加入机械飞轮干扰补偿的自适应滑模变结构姿态控制方法。本文针对基于机械飞轮的三轴稳定卫星姿态控制系统,首先建立系统详细的数学模型,包括基于机械飞轮的三轴... 针对机械飞轮内干扰可能导致小卫星姿态控制系统性能下降问题,提出了一种加入机械飞轮干扰补偿的自适应滑模变结构姿态控制方法。本文针对基于机械飞轮的三轴稳定卫星姿态控制系统,首先建立系统详细的数学模型,包括基于机械飞轮的三轴稳定卫星姿态动力学方程和机械飞轮控制系统模型,然后针对此系统设计了一种基于机械飞轮干扰补偿的自适应滑模变结构控制器,其中通过设计一种状态观测器得到机械飞轮摩擦干扰的估计值,用于对机械飞轮摩擦干扰的补偿,并通过Lyapunov定理证明了此控制律能保证系统的渐近稳定性。最后仿真结果显示,此方法缩短了飞轮转速过零时间,降低了最大的姿态扰动量且提高了卫星姿态控制的精度和稳定度。 展开更多
关键词 干扰补偿 机械飞轮 卫星 姿态控制 滑模结构
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全向发射状态下运载火箭变结构自适应滑模控制 被引量:4
10
作者 刘玉玺 张卫东 +2 位作者 刘汉兵 丁秀峰 张开宝 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1002-1009,共8页
针对运载火箭全向发射后,系统通道间存在交连耦合问题,提出了基于解耦的变结构自适应滑模控制方法。首先建立了运载火箭全向发射姿态动力学模型;其次推导了一种工程上实用的姿态角预补偿解耦控制方法,并重点分析了残余耦合对姿控系统的... 针对运载火箭全向发射后,系统通道间存在交连耦合问题,提出了基于解耦的变结构自适应滑模控制方法。首先建立了运载火箭全向发射姿态动力学模型;其次推导了一种工程上实用的姿态角预补偿解耦控制方法,并重点分析了残余耦合对姿控系统的影响;最后针对解耦后系统的残余耦合和火箭结构干扰,提出了变结构自适应滑模控制方法。利用Lyapunov稳定性理论,证明了控制系统的全局渐近稳定性。仿真校验了本文提出的控制方法能够实现火箭在全向发射情况下的姿态稳定。 展开更多
关键词 运载火箭 全向发射 解耦控制 自适应 结构控制
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理想跟踪准滑模变结构参考模型自适应控制
11
作者 康宇 温阳东 +1 位作者 王孝武 潘地件 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2002年第1期51-55,共5页
对一类有界的不确定的非线性动态系统 ,提出了一种基于具有连续函数特性的准滑动模态变结构控制的自适应控制方法。该方法在对象参数未知的情况下 ,利用变结构原理来学习在 L yapunov意义下系统的不确定界 ,从而实现对系统参数未知界的... 对一类有界的不确定的非线性动态系统 ,提出了一种基于具有连续函数特性的准滑动模态变结构控制的自适应控制方法。该方法在对象参数未知的情况下 ,利用变结构原理来学习在 L yapunov意义下系统的不确定界 ,从而实现对系统参数未知界的估计 ,并确保跟踪误差满足预先给定的性能要求。仿真结果表明该方法是有效的 。 展开更多
关键词 滑模结构控制 抖振 自适应控制 非线性控制 非线性动态系统 模型
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电子节气门变结构滑模控制及仿真与试验 被引量:19
12
作者 陶国良 郭连 +1 位作者 刘昊 万里军 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期39-42,共4页
建立了发动机电子节气门的非线性运动模型,并运用变结构滑模控制理论进行控制器与观测器设计,仿真及实时硬件在环控制试验结果表明采用变结构控制,能很好地克服系统中的非线性及扰动,迅速地获得预期节气门位置。
关键词 内燃机 电子节气门 结构滑模控制
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基于滑模变结构控制的液压伺服系统超低速轨迹跟踪 被引量:13
13
作者 苗中华 王旭永 +1 位作者 刘成良 陶建峰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1182-1186,共5页
为了实现液压伺服系统大摩擦力矩下的超低速轨迹精确跟踪,分析了系统中存在的非线性摩擦特性及摩擦模型.针对中空液压电机液压伺服系统,设计了基于趋近率的滑模变结构控制器,进行了阀控中空液压电机伺服系统实验研究.结果表明:滑模变结... 为了实现液压伺服系统大摩擦力矩下的超低速轨迹精确跟踪,分析了系统中存在的非线性摩擦特性及摩擦模型.针对中空液压电机液压伺服系统,设计了基于趋近率的滑模变结构控制器,进行了阀控中空液压电机伺服系统实验研究.结果表明:滑模变结构控制方案较PD控制策略具有更好的动、静态特性以及对参数变化和外界干扰的鲁棒性,实现超低速下的大摩擦力矩补偿. 展开更多
关键词 摩擦补偿 滑模结构控制 中空液压电机 轨迹跟踪
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反馈线性化飞机防滑刹车滑模变结构控制律研究 被引量:8
14
作者 付龙飞 田广来 +2 位作者 李玉忍 梁波 张军利 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期962-966,共5页
飞机动力学模型的高度非线性及刹车过程轮胎与地面间摩擦系数的不确定性和强耦合性,造成飞机防滑刹车很难精确控制。论文采用输入输出反馈线性化方法将飞机防滑刹车系统的动力学模型转换成成仿射型,基于反馈线性化的防滑刹车滑模变结构... 飞机动力学模型的高度非线性及刹车过程轮胎与地面间摩擦系数的不确定性和强耦合性,造成飞机防滑刹车很难精确控制。论文采用输入输出反馈线性化方法将飞机防滑刹车系统的动力学模型转换成成仿射型,基于反馈线性化的防滑刹车滑模变结构控制律对原有控制算法进行改进。仿真结果表明:在结合系数较小的冰跑道环境下,滑移误差明显降低;控制方法和控制律合理有效。 展开更多
关键词 飞机 反馈线性化 滑模控制 结构控制 防滑刹车
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基于摩擦自适应补偿的转台变结构控制器设计 被引量:18
15
作者 张锦江 陈兴林 +1 位作者 冯汝鹏 王常虹 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期92-95,共4页
针对摩擦直接影响飞行仿真转台跟踪和定位精度 ,还可能引起转轴的低速爬行 ,以某型飞行仿真转台的一轴为对象设计了基于摩擦自适应补偿的变结构控制器 ,在分析了摩擦模型及其对系统特性影响的基础上 ,通过摩擦补偿削弱了由于摩擦造成的... 针对摩擦直接影响飞行仿真转台跟踪和定位精度 ,还可能引起转轴的低速爬行 ,以某型飞行仿真转台的一轴为对象设计了基于摩擦自适应补偿的变结构控制器 ,在分析了摩擦模型及其对系统特性影响的基础上 ,通过摩擦补偿削弱了由于摩擦造成的系统滞滑现象 .通过变结构控制器设计克服了不精确摩擦补偿的缺点 ,在不需要精确的摩擦模型条件下保证了系统的鲁棒性能 .通过实验表明该方法的控制效果比常规PID大大提高 ,因此是一种较为实用和有效的设计方法 . 展开更多
关键词 摩擦补偿 结构控制 飞行仿真转台 自适应补偿
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三相电压型PWM整流器滑模变结构直接功率控制 被引量:15
16
作者 汪万伟 尹华杰 管霖 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期83-87,106,共6页
研究了一种基于滑模变结构控制理论的三相脉宽调制(PWM)整流器直接功率控制方案,利用滑模变结构控制系统鲁棒性和动态性能较好、参数整定简单的优点,解决了传统的基于PI算法的直接功率控制系统抗扰性能差、对PI控制参数较敏感、网侧电... 研究了一种基于滑模变结构控制理论的三相脉宽调制(PWM)整流器直接功率控制方案,利用滑模变结构控制系统鲁棒性和动态性能较好、参数整定简单的优点,解决了传统的基于PI算法的直接功率控制系统抗扰性能差、对PI控制参数较敏感、网侧电流总谐波含量较大的缺点.在Matlab/Simulink环境中建立仿真模型,对滑模控制和PI控制两种方案进行仿真比较,结果表明滑模控制方案明显优于PI控制方案. 展开更多
关键词 PWM整流器 PI控制 直接功率控制 滑模结构 仿真
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独立驱动电动汽车稳定性的滑模变结构控制 被引量:37
17
作者 林程 彭春雷 曹万科 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期132-138,共7页
为充分利用双电机独立驱动电动汽车两侧电机独立可控这个特点来提高车辆稳定性,在研究汽车动力学与稳定性特点的基础上,利用MATLAB/Simulink建立了包括任意路径下的单点预瞄驾驶员模型和"魔术公式"轮胎模型在内的8自由度的&qu... 为充分利用双电机独立驱动电动汽车两侧电机独立可控这个特点来提高车辆稳定性,在研究汽车动力学与稳定性特点的基础上,利用MATLAB/Simulink建立了包括任意路径下的单点预瞄驾驶员模型和"魔术公式"轮胎模型在内的8自由度的"人-车"闭环动力学仿真平台。运用滑模变结构控制原理,分别设计了以两侧电机为执行机构,以横摆角速度、质心侧偏角和横摆角速度与质心侧偏角联合为控制变量的3种等速趋近滑模变结构控制器,在仿真平台进行了稳定性控制的仿真。结果表明,3种控制器均可有效提高汽车极端工况下的操纵稳定性,其中,又以横摆角速度与质心侧偏角为联合控制变量的控制器效果最好。 展开更多
关键词 独立驱动电动车 稳定性控制 驾驶员模型 滑模结构控制
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超空泡航行体的增益自适应变结构控制设计 被引量:8
18
作者 吕瑞 于开平 +3 位作者 魏英杰 曹伟 张嘉钟 王京华 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期303-308,共6页
针对超空泡航行体在实际巡航时具有其独特的运动特性,同时存在流体动力系数的摄动及尾部流体未知干扰等问题,提出了增益自适应变结构的控制方法。首先改进了目前普遍采用的超空泡航行体的数学模型,借鉴Backstepping思想设计了滑动模态面... 针对超空泡航行体在实际巡航时具有其独特的运动特性,同时存在流体动力系数的摄动及尾部流体未知干扰等问题,提出了增益自适应变结构的控制方法。首先改进了目前普遍采用的超空泡航行体的数学模型,借鉴Backstepping思想设计了滑动模态面;采用增益自适应算法对干扰未知上界进行了估计,最后设计了基于变结构理论的控制器,并进行了数学仿真。仿真结果表明:该系统响应快速,具有很好的鲁棒稳定性能。 展开更多
关键词 控制理论 超空泡 数学模型 自适应 结构控制
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CCM Buck变换器的精确反馈线性化滑模变结构控制 被引量:11
19
作者 乐江源 谢运祥 +1 位作者 冀玉丕 张志 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期130-135,160,共7页
利用非线性系统的微分几何理论,在CCM Buck变换器仿射非线性模型的基础上,推导出了对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到了Buck变换器的精确反馈线性化模型。在此模型的基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计了滑模变结... 利用非线性系统的微分几何理论,在CCM Buck变换器仿射非线性模型的基础上,推导出了对应的非线性坐标变换矩阵和状态反馈表达式,得到了Buck变换器的精确反馈线性化模型。在此模型的基础上,选取线性切换函数和指数趋近律,设计了滑模变结构控制器.对比研究表明,所提出的精确反馈线性化滑模变结构控制策略具有良好的动态响应调节和稳态误差调节特性,表现出更强的鲁棒性. 展开更多
关键词 DC-DC换器 滑模结构控制 非线性控制 精确反馈线性化化
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防抱制动系统基于最佳滑移率的滑模变结构控制方法 被引量:16
20
作者 刘国福 张玘 +1 位作者 王跃科 郑伟峰 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期70-74,共5页
建立了防抱制动系统的非线性、时变数学模型,实现了滑模变结构控制方法在防抱制动系统中的应用,提出了两种由递推最小二乘算法来计算最佳滑移率的估计方法:一种基于附着系数—滑移率曲线的数学模型,一种基于该曲线的形状。仿真结果表明... 建立了防抱制动系统的非线性、时变数学模型,实现了滑模变结构控制方法在防抱制动系统中的应用,提出了两种由递推最小二乘算法来计算最佳滑移率的估计方法:一种基于附着系数—滑移率曲线的数学模型,一种基于该曲线的形状。仿真结果表明了基于最佳滑移率的滑模变结构控制方案在车辆防抱制动系统中的可行性和有效性。 展开更多
关键词 最佳滑移率 防抱制动系统 滑模结构控制 递推最小二乘算法
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