自适应变结构控制的变斜率切换函数研究

自适应变结构控制的变斜率切换函数研究

一、自适应变结构控制的变斜率切换函数研究(论文文献综述)

雷志明[1](2020)在《具有速度约束的坐垫机器人滑模控制方法研究》文中认为随着高龄人口增多,脑萎缩、慢性肌肉损伤等疾病导致步行障碍患者逐年增加,由于医护资源的有限性,使坐垫机器人得到了发展。在实际应用中,坐垫机器人运动速度过快,会影响使用者安全性,因此对机器人速度约束是必要的。然而限制机器人运行速度会使跟踪误差变大,同时加上负载的机器人重心会发生偏移,这两个因素导致其很难精确跟踪指定轨迹。为了提高坐垫机器人系统稳定性与跟踪精度,本论文基于滑模变结构控制理论,研究坐垫机器人轨迹跟踪问题,主要内容如下:建立考虑重心偏移坐垫机器人动力学模型;基于此模型设计速度约束型滑模变结构控制器,通过限制实际运动速度的幅值,并采用对轨迹和速度跟踪误差均实时补偿策略,降低速度受限对系统的影响,实现在安全速度范围内对轨迹的精确跟踪;设计新型滑模趋近率降低系统抖振提高系统稳定性;数值仿真结果说明了设计的控制器可以同时应对重心偏移与速度约束影响。在对速度约束的基础上考虑坐垫机器人以有限时间跟踪期望轨迹,设计了一种新的非线性滑模面,并基于变结构控制理论设计全局快速Terminal滑模控制器;利用李雅普诺夫理论分析证明了滑模面的可达性;提出了一种新的双幂次趋近率,使得系统状态从趋近滑模面到稳定平衡点的全过程中,保证机器人平稳运行;数例仿真结果说明基于全局快速Terminal滑模控制方法设计的控制器具有很好鲁棒性,坐垫机器人能稳定跟踪指定轨迹。

王宏伟[2](2020)在《三轴稳定充液航天器抗干扰姿态机动控制研究》文中研究说明在轨携带部分充液贮箱的航天器进行姿态运动时,贮箱内液体燃料会不可避免地发生晃动,液体燃料的晃动不但会影响航天器姿态运动的稳定性,而且对航天器姿态控制策略提出了更高的挑战。此外,航天器运行的环境总是存在外部未知干扰,而且还会受到自身参数不确定性的影响,因此充液航天器姿态控制系统是一个多输入多输出(MIMO)、耦合的不确定非线性系统。为了完成姿态控制任务,设计具有较强鲁棒性的航天器姿态控制器是非常有必要的。本论文以充液航天器为被控研究对象,建立充液航天器的耦合动力学模型,并且针对复杂航天器的姿态机动问题设计抗干扰姿态控制器,具体研究内容为:(1)将部分充液贮箱内液体燃料的晃动等效为一个简单的粘性球摆模型,采用动量矩守恒定律推导出航天器刚-液耦合动力学方程和球摆摆动方程。将得到的充液航天器耦合控制系统与单一的刚体航天器控制系统进行对比,从理论上明确了液体晃动部分对刚体航天器产生的不利影响。采用相同的PD控制器对推导得到的充液航天器控制系统,和已知的刚体航天器控制系统进行仿真对比验证。仿真结果表明,传统的PD控制器对刚体航天器可以提供良好的控制性能,对于充液航天器难以实现良好的控制性能。本章所建立的刚-液耦合航天器动力学方程,为后续控制系统设计和数值仿真分析提供了理论模型。(2)针对充液航天器控制系统中存在外部未知干扰和参数不确定的问题,提出了一种线性-时变滑模变结构控制算法。首先给出传统的线性滑模变结构控制器的设计步骤,然后提出时变滑模输出反馈变结构控制策略,该控制器开关模型采用双曲正切函数代替传统的符号函数,从而削弱输入振颤效应,同时利用自适应控制技术对姿态增益参数和液体晃动位移变量进行估计。为了同时利用线性滑模面和时变滑模面的优点,设计了一种切换机制,该切换机制在一定约束条件下,可以依据系统当前的状态实现滑模面之间的有效切换,从而使系统的状态朝着期望的方向发展。仿真结果表明,线性-时变滑模变结构控制策略产生的控制性能优于任何单一的变结构控制策略。(3)针对在轨航天器控制系统中存在外部未知干扰、参数不确定和传感器测量不确定的控制问题,采用经典反步控制法、自适应控制算法和非线性干扰观测器设计自适应鲁棒控制器。在反步控制策略的设计步骤中,将测量不确定分别看作失配的集总扰动和匹配的集总扰动,然后设计相应的非线性干扰观测器对这两类集总扰动通过前馈方式进行有效估计和补偿。在此基础上,采用自适应控制算法对液体晃动位移变量进行有效估计,进一步得到了自适应输出反馈鲁棒控制器。仿真结果表明,提出的控制算法不但对系统的集总扰动有很好的鲁棒性,同时还能对闭环系统获得良好的控制性能。(4)针对航天器控制系统中同时存在外部未知干扰、参数不确定和控制输入饱和的姿态控制问题,提出了一种饱和抗干扰有限时间滑模控制方法。将干扰不确定和系统状态变量和液体晃动之间的耦合项看作系统的集总扰动,设计了一种有限时间积分滑模干扰观测器,保证系统的集总扰动在有限时间内被估计和补偿。在此基础上,基于快速终端滑模控制理论,提出了抗干扰有限时间滑模控制策略。设计的干扰观测器对引入的辅助变量进行补偿,克服了控制输入饱和的约束。仿真结果验证了提出控制策略的有效性和鲁棒性。

张妙清[3](2020)在《非线性不确定离散时变时滞系统滑模控制研究》文中研究说明众所周知,滑模变结构控制对于内部参数不确定性和外部干扰等不确定因素具有较强的鲁棒性,因此,自20世纪50年代被提出以来,该方法一直是控制领域的研究热点之一.滑模控制已在连续系统中得到广泛的应用和研究,同时,随着计算机技术的发展和应用,离散时间系统的滑模控制问题也逐渐受到重视.由于采用过程的限制,一般不存在理想滑动模态,故无法保证滑模准确可达,因此,离散滑动模态的特性、存在条件和可达条件都和连续情况截然不同,而且在实际应用系统中不可避免的存在各种不确定因素,如时变时滞、非线性干扰、执行器故障等,也会影响到控制系统的性能,严重甚至会导致系统失稳.因此,关于非线性不确定离散时变时滞系统滑模控制方法的研究具有非常重要的理论价值和实用意义.本文的主要研究工作概况如下:第一章,在查找并研读众多优秀文献的基础上,首先介绍论文的研究背景及意义,然后介绍滑模变结构控制的研究现状,总结了离散时间系统滑模变结构控制、积分滑模变结控制、构执行器故障的滑模可靠控制等滑模变结构控制的主要研究方向.第二章,主要介绍基础知识和相关引理.首先介绍了滑模变结构控制理论的基础知识,接着论述滑模控制的步骤及滑模面的设计的方法,然后介绍了离散滑模控制原理、存在条件、可达条件及设计方法,最后介绍了Lyapunov稳定性理论、线性矩阵不等式(LMI)理论及相关引理.第三章,针对一类非线性不确定离散时变时滞系统的滑模控制问题,构造状态观测器估计所研究系统的状态,在估计状态基础上设计积分滑模面,使整个动态过程对于外部干扰具有完全鲁棒性.利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术给出了滑模动态系统渐进稳定的充分条件.设计相应的滑模控制器,并在控制器中引入饱和函数消除系统的抖振,利用仿真实例验证所提出方法的有效性.第四章,针对一类执行器可能发生故障情况下的非线性不确定离散时滞系统的滑模可靠控制问题,给出了执行器故障模型的表达式,设计积分滑模面和滑模控制侓,利用Lyapunov稳定性理论和线性矩阵不等式(LMI)技术给出了滑模动态系统渐进稳定的充分条件;并证明所设计滑模控制侓可以保证滑动模态在执行器故障的影响下仍然具有可达性.数值仿真验证了本章所设计方法的有效性.最后,对本文主要的研究工作进行了概况总结,并提出了进一步的研究方向.

金浩聪[4](2020)在《高速滑翔飞行器制导控制技术研究》文中认为高速滑翔飞行器通过火箭或运载器助推到某个滑翔点投放,并在适当高度时发动机启动或借助气动力拉起爬升,从而实现跨大气层的高超声速飞行。由于高速滑翔飞行器的飞行速度快、航程远以突防能力强,对其研究具有重要的战略意义。与其他临近空间飞行器相比,高速滑翔飞行器为了提高升阻比以满足远距离飞行的要求,通常采用面对称气动布局。这种结构和恶劣的飞行条件使飞行器的数学模型呈现强非线性、强耦合性、不确定性的特点,给制导控制系统设计带来了新的挑战。本文的研究内容和成果如下:(1)建立了高速滑翔飞行器的制导控制系统六自由度数学模型,包括动力学模型、运动学模型和参数不确定模型等。针对巡航段姿态控制系统将绕质心动力学方程分别分解,然后基于分解后的方程设计滑模变结构控制方法,为高速滑翔飞行器制导控制系统设计和分析提供前提。(2)基于滑模控制理论分别设计巡航段飞行器控制系统。首先根据动态逆的求解步骤得到绕质心动力学方程的反馈线性化表达式;接着设计了包含姿态角和姿态角的变化率信息的滑模面,并结合反馈线性化表达式得到控制力矩和舵偏角的表达式。最后基于高速滑翔飞行器的六自由度仿真模型,验证了所设计的巡航段控制系统的合理性。(3)针对高速滑翔飞行器末制导段高速和大落角的飞行特点,推导了一种带有末端角约束的最优制导律,以满足命中精度高和末端角约束严苛的任务需求,通过限制飞行器的末端视线角间接地控制飞行器的末段俯仰角。(4)针对高速滑翔飞行器由巡航段转入下降攻击段的机动过程中,为了提高其航向的机动性,设计了BTT-90(Bank-to-Turn,倾斜转弯)制导率,将末端制导律生成的纵向及侧向过载指令根据BTT-90策略转换为弹体滚转角指令实现高速滑翔飞行器的协调转弯机动。(5)基于高速滑翔飞行器六自由度仿真模型,对所设计的制导控制系统进行了仿真验证。仿真结果表明,巡航段飞行控制系统能够完成对指令的稳定跟踪,末制导段制导系统能够同时满足命中精度和末端角度约束的要求,验证了设计方法的正确性。

窦刚[5](2019)在《AUV动力定位控制技术研究》文中研究指明水下航行器(机器人)是当今各国探索和开发海洋资源必不可少的装备,尤其是AUV已经成为了深海勘探的最直接有效的手段。但是其高度的自主性为控制技术增加了很大的难度,如何在保持水下运动稳定的同时实现更多的机动性和操控性,一直都是未来研究的重点。动力定位系统要求能够实时根据AUV当前的位置和姿态反馈信息产生控制信息,执行器执行控制信息从而抵消环境扰动,保证AUV能够精确完成工作任务。因此,动力定位系统是其水下作业尤其是深海作业必要的支持系统,本文对动力定位相关技术进行了深入研究。主要是分析了AUV的动力定位控制技术的重点和难点,针对AUV复杂环境下动力学建模、动力定位功能控制器设计以及推力分配优化策略进行了详细阐述。研究内容和成果如下:1.考虑到动力定位控制器对于控制精度的要求,必须建立复杂环境下的AUV精确模型,本文对海流环境中的AUV进行了完整的运动学和动力学分析,建立了六自由度空间运动通用矢量化方程,并且将海流因素考虑进来,得到了更加符合实际情况的AUV数学模型。2.针对AUV作业过程中存在非线性动力学特性、模型不确定性以及难以直接测量的外界干扰等难点,提出了一种基于自适应滑模控制方法的六自由度动力定位控制器设计方法。对于难以直接测量的未知海流速度问题,设计了海流速度观测器在线估计海流速度。同时在控制算法中引入参数自适应估计机制,有效减小参数摄动问题对控制器稳定产生的影响。利用设计的控制器完成定点悬停和轨迹跟踪两种功能,仿真表明,本文设计的控制器满足作业精度要求且具有较强鲁棒性。3.为了实现更多的机动性能,设计多个辅助推进器的布置方法。动力定位控制器只是产生满足运动所需推力和力矩指令,推力分配逻辑是对这些指令进行二次分配。为了在保证控制精度的同时降低推进系统的能耗和磨损,本文提出了一种多推进器推力分配策略,建立了多目标二次规划模型,并且利用SQP算法进行求解。仿真显示在极小的推力分配误差之内实现了推力分配策略。

杨云杰[6](2019)在《林区车辆ABS滑模控制器优化设计》文中研究指明汽车防抱制动系统,在改善汽车主动安全性方面日趋重要,在车速越来越快的今天,汽车防抱制动系统得到了广泛的应用。针对林区作业车辆在作业过程中,受路面条件限制,极易出现制动力不足、制动距离长、制动失效、制动侧滑、跑偏等问题,本文从林区作业车辆制动系统的ABS制动系统方面入手,在总结已有研究内容的基础上,采用计算机仿真技术,模拟车辆在林区纵向路面上的制动过程,探索研究车辆在制动过程中ABS系统的控制算法,并在此基础上做了优化和改进。在综述国内外文献的基础上,针对林区作业货车的ABS系统进行了关键技术的分析和实现方法的研究。主要研究内容如下:建立了林区作业车辆制动系统数学模型,其中包括车辆模型、轮胎模型和制动执行器模型。为了突出研究重点以及弱化其他因素的干扰,车辆模型选用单轮车辆制动模型;轮胎模型采用了魔术公式简化模型,在同样能模拟出不同路面条件的前提下,大大改善了传统魔术公式参数多、计算量大的问题;制动执行器模型由驱动电机模型、传动机构模型和制动器模型三部分组成。针对林区道路湿滑、复杂多变的特点,提出了滑模变结构控制算法。针对控制系统输入函数界限的不确定,引入了自适应控制方法,设计了自适应滑模控制器。针对滑模控制引起的高频抖振问题,在自适应滑模控制器的设计基础上,引入RBF神经网络,设计了基于RBF自适应滑模控制器。在MATLAB/Simulink工具箱中搭建了ABS系统整体仿真模型,对分别采用常规自适应滑模控制器和基于RBF自适应滑模控制器的ABS系统进行了对比仿真实验。实验结果表明,基于RBF自适应滑模控制器比自适应滑模控制器的控制效果更好,不仅能够削弱常规滑模变结构控制所引起的抖振现象,而且能够提高ABS的响应速度和鲁棒性,因此能够很好地适应林区湿滑、复杂的路面状况,验证了所设计模型在实际应用中的可行性和有效性。

许宇栋[7](2019)在《无刷直流电机控制系统的研究》文中研究指明电机作为一种机电能量的转换装置,应用的范围广泛。本文选择无刷直流电机作为研究对象。无刷直流电机具有体积小、噪声低、电磁干扰小、调速范围广等优点,在各个领域都有广泛的应用,例如:机器人、医疗、航空航天、以及家用电器等。因此,对无刷直流电机控制系统的研究,提高系统的稳定性有着重要的意义。本文首先介绍无刷直流电机的基本原理和数学模型,阐述了无刷直流电机的几种工作特性,并对无刷直流电机经典的双闭环控制进行了分析。其次,针对无刷直流电机容易受到外界扰动和内部参数变化的影响,传统的PID控制不能适应系统参数的变化,对此,提出以滑模变结构控制算法控制无刷直流电机的策略。本文在双闭环控制策略的基础下,通过对无刷直流电机运动方程式的推导,利用滑模变结构控制算法设计了改进速度环控制的方案,并在Maltlab/Simulink仿真软件上验证了该算法。仿真结果表明:相较于传统的PID控制,变结构对时变的无刷直流电机控制系统具有更强的鲁棒性。最后,设计了以STM32为控制芯片无刷直流电机的驱动电路,包括主电路、光耦隔离保护电路、霍尔位置检测电路、电流采样电路、总线电压和温度采样电路,并搭建了系统的实验平台。通过软件和硬件的调试,证明设计的驱动电路可行性,对相关的实验结果进行了说明。

郭鑫晨[8](2019)在《基于滑模控制的移动机器人的跟踪研究》文中研究表明非完整系统的控制问题近年来一直是一个研究的热点.而移动机器人作为一类典型的非完整系统,广泛用于工业、军事、科学和商业目的,其跟踪控制问题引起了学术界的广泛关注.由于未校准参数、外部扰动的存在以及测量和未建模动态等的不确定性,实际中很难获取到机器人系统精确的运动学模型,这给控制研究带来了极大的困难.国内外学者已经针对这一问题提出了多种解决方法,为我们的研究带来了极大的便利.本文主要研究了移动机器人系统和连轴式拖车系统的跟踪控制问题.文章首先介绍了移动机器人的研究背景、意义、现状以及发展趋势,其次介绍了非完整系统的概念以及非完整系统的控制原理,并给出了移动机器人的运动学和动力学模型.接着详细介绍了滑模变结构控制的基本理论.并针对由一个离心轮和两个固定轮组成的移动机器人的跟踪控制问题做了研究,提出了一种基于反步控制和非奇异终端滑模控制相结合的混合算法,该算法能实现最优速度的有限时间跟踪、能够消除滑模控制中存在的抖动问题.另外针对摄像机下连轴式拖车移动机器人的跟踪控制问题也做了研究,设计出了自适应等效滑模控制器和自适应指数趋近律滑模控制器两种控制器,通过比较可以得到,指数趋近律滑模控制相对于等效滑模控制来说,能在减小抖动的同时更快的收敛到滑模面.仿真结果均证明了控制器的有效性.本文有两个创新点.第一,针对移动机器人的跟踪控制问题,提出了一种混合算法,该算法能实现最优速度的有限时间跟踪,并可以消除滑模控制中的抖动;第二,运用滑模控制解决了当摄像机参数α1和α2不相等且未知,θ0未知时,连轴式拖车系统的跟踪控制问题.

刘晴[9](2019)在《永磁同步电机自适应滑模抗扰控制方法研究》文中提出随着永磁体材料的挖掘与发展,永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)已经广泛应用于工业生产、机器人、轨道交通以及航空航天等领域,因此电机的应用领域以及运行环境愈发多元化以及复杂化。针对调速系统速度跟踪控制,为了进一步提高系统的控制精度,使得永磁同步电机在复杂环境下运行稳定,考虑永磁同步电机多变量非线性、强耦合的特征以及电机存在的内部参数摄动、外部扰动情况,研究了一种自适应滑模抗扰控制方法。论文的主要研究内容如下:(1)研究了一种基于弹性能量函数的改进滑模抗扰控制方法:利用弹性能量函数代替符号函数设计改进的指数趋近律抑制滑模抖振问题;引入扩张状态观测器对控制系统的未知函数以及外部扰动进行估计补偿,解决了滑模控制强抗扰性和消除抖振无法兼得的矛盾;采用跟踪微分器对输入信号进行过渡跟踪,并得到控制器所需的微分信号。最后利用李雅普洛夫稳定性定律证明了控制系统收敛的稳定性,仿真试验证明改进控制方法的有效性。(2)将自适应滑模抗扰控制方法应用于调速系统控制器设计,考虑永磁同步电机负载转矩突变带来的扰动影响,利用扩张状态观测器对负载扰动进行前馈观测补偿,抵消扰动带来的负面影响;针对期望速度是阶段信号的情况,利用跟踪微分器安排过渡过程,避免控制超调,并获得有效微分量。最后,通过设计MATLAB/Simulink仿真对比试验,验证了论文控制方法不仅响应速度快,控制精度高,抗扰动鲁棒性好,而且消除了高频抖振现象。文章通过将扩张状态观测器、跟踪微分器同滑模控制器结合,设计一类改进的滑模抗扰控制方法并应用于永磁同步电机速度控制系统。该控制方法不仅具有鲁棒性强、响应速度快等特点,而且有效的抑制了滑模高频抖振现象,改善了系统动态性能,在永磁同步电机控制领域具有较高的理论意义与较好的实际应用前景。

汪凯[10](2019)在《柴油发电机组转速策略研究与系统优化设计》文中研究表明柴油机作为目前应用最广泛的动力系统之一,有着诸多独特的优势。在柴油发电机组的动力系统中,由于在发电过程中需要稳定的转速控制,因此对于柴油机的稳定性有着非常高的要求。本文针对柴油发电机组控制稳定性进行研究,提出一种新的转速控制策略并对整个电控单元进行优化设计,使改善的系统可以在受到干扰时,能够以最快的速度恢复到稳定状态且达到最优的控制效果。本文的主要工作有:首先,分析了柴油机发展历程、国内外研究现状,提出研究方向及需要解决的问题。传统的柴油机数学模型在加入不确定的负载干扰之后无法完全反映出系统的动态特性,因此,本文建立了柴油机的动力学模型、执行器和传感器的准稳态数学模型。其次,通过研究现代控制理论,对比各种现代控制策略的优劣势,将滑模变结构控制算法应用到柴油机电控调速系统中,该算法的特性使系统得到了很强的抗干扰性,但同时也存在抖振,因此引入模糊控制削弱系统的抖振,从而优化系统的调速性能,提出一种模糊变结构的控制算法应用到柴油机的控制器中。并通过MATLAB/Simulink仿真证明了该算法具有良好的控制性能。然后,设计了柴油机电控系统执行器的燃油喷射模块,提出高压共轨的燃油喷射策略,优化了高压共轨系统中的喷油量控制、喷油率的控制、多次喷射协调策略、喷油定时控制及轨压控制。使整个系统不仅是控制模块,还有执行模块性能都得到了全面的提高。最后,选定以MC9S12DP256B单片机为核心的微控制系统,围绕该微控制系统设计相应的硬件模块和软件模块。考虑到控制过程中的人机交互和实时监控,本文还设计了基于MCGS的上位机交互和监控系统。

二、自适应变结构控制的变斜率切换函数研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、自适应变结构控制的变斜率切换函数研究(论文提纲范文)

(1)具有速度约束的坐垫机器人滑模控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外服务机器人研究现状
        1.2.1 家用型服务机器人
        1.2.2 专业型服务机器人
        1.2.3 娱乐性服务机器人
    1.3 移动机器人控制方法的研究现状
        1.3.1 自适应控制
        1.3.2 滑模变结构控制
        1.3.3 迭代学习控制
        1.3.4 鲁棒控制
        1.3.5 反演法
    1.4 本文主要研究内容
第2章 预备知识
    2.1 滑模变结构控制
        2.1.1 滑模变结构控制的理论基础
        2.1.2 滑模变结构控制性质
        2.1.3 滑模变结构控制器设计
        2.1.4 滑模变结构控制鲁棒性证明
        2.1.5 抖振及其削弱问题
    2.2 李雅普诺夫稳定性理论
    2.3 反演控制器设计方法
        2.3.1 反演设计原理
    2.4 本章小结
第3章 速度约束下坐垫机器人滑模控制
    3.1 坐垫机器人数学模型
    3.2 速度约束相关定义
    3.3 速度受限型控制器设计
        3.3.1 轨迹误差与速度误差补偿设计
        3.3.2 新型趋近率设计
        3.3.3 控制器设计
        3.3.4 滑动模态的存在性分析
        3.3.5 稳定性分析
    3.4 仿真研究
        3.4.1 仿真研究与结果分析
    3.5 本章小结
第4章 限速下坐垫机器人有限时间跟踪控制
    4.1 传统Terminal滑模控制
    4.2 全局快速Terminal滑模控制
    4.3 速度受限的坐垫机器人快速Terminal滑模变结构控制器设计
        4.3.1 超曲滑模面设计
        4.3.2 新型趋近率设计
        4.3.3 控制器设计
        4.3.4 系统稳定性分析
    4.4 仿真研究
        4.4.1 仿真研究与结果分析
    4.5 本章小结
第5章 结论
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢

(2)三轴稳定充液航天器抗干扰姿态机动控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
    1.2 充液航天器刚-液耦合动力学研究综述
    1.3 充液航天器姿态控制研究现状
    1.4 本文主要研究内容和安排
第二章 充液航天器姿态描述与动力学建模
    2.1 引言
    2.2 航天器姿态描述
        2.2.1 基本坐标系定义
        2.2.2 基于欧拉角的姿态运动学方程
        2.2.3 基于姿态四元数的运动学方程
    2.3 充液航天器动力学建模
    2.4 充液航天器系统模型简化及耦合动力学分析
        2.4.1 充液航天器姿态控制系统
        2.4.2 充液航天器耦合动力学分析
    2.5 数值仿真研究
    2.6 本章小结
第三章 线性-时变滑模变结构控制器设计
    3.1 引言
    3.2 滑模变结构控制介绍
        3.2.1 基本概念
        3.2.2 基本性质
        3.2.3 滑模变结构控制器设计步骤
    3.3 本章控制目标
    3.4 线性-时变滑模变结构控制器设计与稳定性分析
        3.4.1 传统线性滑模变结构控制
        3.4.2 时变线性滑模变结构控制
        3.4.3 线性-时变滑模变结构控制
    3.5 数值仿真研究
    3.6 本章小结
第四章 基于非线性干扰观测器的自适应鲁棒控制器设计
    4.1 引言
    4.2 非线性干扰观测器和自适应反步法理论介绍
        4.2.1 非线性干扰观测器理论
        4.2.2 自适应反步法理论
    4.3 测量的充液航天器动力学模型
    4.4 本章控制目标
    4.5 鲁棒自适应控制律设计与稳定性分析
        4.5.1 基于NDO的反步状态反馈控制律设计
        4.5.2 输出反馈反步控制律设计
    4.6 数值仿真研究
    4.7 本章小结
第五章 输入饱和的抗干扰有限时间滑模控制器设计
    5.1 引言
    5.2 终端滑模控制理论
    5.3 本章控制目标
    5.4 输入饱和的有限时间收敛控制器设计与稳定性分析
        5.4.1 有限时间积分滑模干扰观测器设计
        5.4.2 抗干扰有限时间滑模控制律设计
        5.4.3 输入饱和的抗干扰有限时间控制器设计
    5.5 数值仿真研究
    5.6 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
个人简历

(3)非线性不确定离散时变时滞系统滑模控制研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 滑模控制理论的研究现状
        1.2.1 非线性系统的滑模变结构控制
        1.2.2 自适应滑模变结构控制
        1.2.3 离散系统的滑模变结构控制
        1.2.4 积分滑模变结构控制
        1.2.5 滑模观测器的研究
        1.2.6 执行器故障的滑模可靠控制
        1.2.7 滑模变结构的抖振问题研究
    1.3 本文的主要研究内容及安排
第二章 预备知识和相关引理
    2.1 滑模控制的概念和步骤
        2.1.1 概念
        2.1.2 滑模控制的步骤
        2.1.3 滑模面的设计
        2.1.4 离散系统的滑模控制理论
    2.2 Lyapunov稳定性理论
    2.3 线性矩阵不等式理论
        2.3.1 线性矩阵不等式的一般形式
        2.3.2 线性矩阵不等式求解器
    2.4 相关引理
    2.5 本章小结
第三章 非线性不确定离散时变时滞系统的积分滑模控制
    3.1 引言
    3.2 系统的描述
    3.3 观测器的设计
    3.4 滑模面的设计与稳定性的分析
        3.4.1 构造积分滑模面
        3.4.2 稳定性分析
    3.5 滑模控制律的设计
    3.6 数值仿真算例
    3.7 本章小结
第四章 非线性不确定离散时滞系统的滑模可靠控制
    4.1 引言
    4.2 系统描述
    4.3 滑模面的设计与稳定性分析
    4.4 滑模控制侓的设计
    4.5 数值仿真
    4.6 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢

(4)高速滑翔飞行器制导控制技术研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 相关领域研究现状
        1.2.1 国外高超声速滑翔飞行器研究现状
        1.2.2 高速滑翔飞行器控制技术研究现状
    1.3 全文组织结构
第二章 高速滑翔飞行器动力学建模
    2.1 常用坐标系定义
    2.2 坐标系间的转换
    2.3 高速滑翔飞行器气动模型
    2.4 高速滑翔飞行器动力学模型
        2.4.1 运动模型简化条件
        2.4.2 动力学模型
    2.5 面向控制的建模
    2.6 参数不确定性模型
    2.7 本章小结
第三章 基于滑模控制的飞行器控制系统设计
    3.1 滑模变结构控制的基本原理
        3.1.1 滑模变结构控制定义
        3.1.2 滑模面的参数设计
        3.1.3 离散滑模控制系统的描述
        3.1.4 离散滑模控制的特性
    3.2 滑模控制抖振现象分析
        3.2.1 引起抖振的原因
        3.2.2 抖振的削弱方法
    3.3 高速滑翔飞行器的滑模控制器设计
        3.3.1 基于动态逆的反馈线性化方法
        3.3.2 滑模控制系统设计
    3.4 巡航段仿真模型与分析
    3.5 本章小结
第四章 高速滑翔飞行器的末制导率及BTT控制
    4.1 具有末端角约束的最优末制导律设计
        4.1.1 末制导段弹目运动学模型
        4.1.2 末端角约束问题
        4.1.3 基于落角约束的纵向末制导律设计
    4.2 末制导段BTT控制
        4.2.1 BTT控制技术特点
        4.2.2 BTT-90转弯制导律设计
    4.3 下降攻击段数字仿真
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文工作内容
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简介

(5)AUV动力定位控制技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 研究目的和意义
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 水下航行器研究现状
        1.3.2 动力定位技术研究现状
    1.4 动力定位系统概述
        1.4.1 动力定位系统组成
        1.4.2 动力定位系统功能
        1.4.3 AUV动力定位系统工作原理
    1.5 本文研究内容
第2章 AUV空间运动模型
    2.1 引言
    2.2 坐标系定义
    2.3 坐标系变换
    2.4 运动学建模
    2.5 动力学建模
        2.5.1 刚体动力学
        2.5.2 理想流体力
        2.5.3 流体阻尼力
        2.5.4 恢复力
        2.5.5 推力
        2.5.6 操纵力
    2.6 矢量化空间运动方程
    2.7 本章小结
第3章 AUV动力定位滑模控制理论研究
    3.1 引言
    3.2 变结构控制概述
    3.3 滑模变结构控制原理
        3.3.1 变结构控制系统数学描述
        3.3.2 滑动模态研究
        3.3.3 滑模控制抖振问题
    3.4 自适应反演滑模控制方法
    3.5 AUV水平面自适应反演滑模动力定位控制器设计及仿真
        3.5.1 问题描述
        3.5.2 控制器设计
        3.5.3 仿真分析
    3.6 本章小结
第4章 海流影响下AUV空间动力定位
    4.0 引言
    4.1 海流环境中运动模型
        4.1.1 海流影响分析
        4.1.2 综合运动方程
    4.2 空间定点悬停控制
        4.2.1 问题描述
        4.2.2 控制器设计
        4.2.3 海流观测器设计
        4.2.4 稳定性分析
        4.2.5 仿真分析
    4.3 空间轨迹跟踪控制
        4.3.0 问题描述
        4.3.1 控制器设计
        4.3.2 仿真分析
    4.4 本章小结
第5章 推进器及推力分配策略研究
    5.0 引言
    5.1 推进器系统
        5.1.1 推进器组成
        5.1.2 推进器数学模型
    5.2 推进器布置
        5.2.1 侧向推进器布置
        5.2.2 垂向推进器布置
        5.2.3 主推进器布置
    5.3 序列二次规划算法
        5.3.1 SQP算法概述
        5.3.2 SQP算法求解
    5.4 推力分配模型
        5.4.1 单目标优化模型
        5.4.2 多目标优化模型
    5.5 模型仿真分析
    5.6 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士期间发表的学术论文
致谢
详细摘要

(6)林区车辆ABS滑模控制器优化设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
        1.1.1 课题的研究背景
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 ABS系统研究现状
        1.2.2 ABS系统控制算法研究现状
        1.2.3 滑模控制研究现状
    1.3 论文的研究思路、主要内容及结构安排
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 主要内容
        1.3.3 结构安排
2 车辆制动系统数学模型的建立
    2.1 防抱制动系统概述
        2.1.1 ABS系统结构
        2.1.2 ABS系统工作原理
        2.1.3 ABS系统分类及优点
    2.2 单轮车辆制动模型
    2.3 轮胎模型
        2.3.1 魔术公式模型
        2.3.2 魔术公式简化模型
    2.4 制动执行器模型
        2.4.1 驱动电机模型
        2.4.2 传动机构模型
        2.4.3 制动器模型
    2.5 本章小结
3 自适应滑模控制器的设计
    3.1 滑模控制系统概述
        3.1.1 滑模控制简介
        3.1.2 滑模控制的基本原理
        3.1.3 滑模控制抖振问题概述
    3.2 自适应控制系统概述
        3.2.1 自适应控制系统概念及特点
        3.2.2 自适应控制系统的工作原理
        3.2.3 自适应控制系统的分类
        3.2.4 自适应控制系统存在的问题
    3.3 自适应滑模控制器的设计
        3.3.1 等效控制量的设计
        3.3.2 切换控制量的设计
    3.4 本章小结
4 基于RBF自适应滑模控制器设计
    4.1 神经网络控制方法简介
    4.2 RBF神经网络概述
    4.3 基于RBF自适应滑模控制器的设计
    4.4 滑模控制ABS系统仿真研究
        4.4.1 仿真模型建立
        4.4.2 仿真参数
        4.4.3 仿真结果
    4.5 本章小节
5 结论与展望
参考文献
附录 (攻读学位期间的主要学术成果)
致谢

(7)无刷直流电机控制系统的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 无刷直流电机历史发展及研究现状
    1.3 无刷直流电机控制策略
        1.3.1 PID控制
        1.3.2 神经网络控制
        1.3.3 自适应控制
        1.3.4 滑模变结构控制
        1.3.5 复合控制
    1.4 本文主要内容和结构安排
第二章 无刷直流电机工作原理及分析
    2.1 无刷直流电机结构及工作原理
        2.1.1 无刷直流电机基本结构
        2.1.2 无刷直流电机的工作原理
    2.2 无刷直流电机的数学模型
    2.3 无刷直流电机的运行特性
    2.4 无刷直流电机双闭环控制策略
    2.5 本章小节
第三章 无刷直流电机滑模变结构控制器设计
    3.1 滑模变结构控制的基本原理
        3.1.1 滑模的定义及数学表达
        3.1.2 变结构控制器的设计思路
        3.1.3 变结构控制器的特性
    3.2 滑模变结构控制器的设计
        3.2.1 电机运动学方程的建立
        3.2.2 滑模变量的设计
        3.2.3 控制律的设计
        3.2.4 系统稳定性分析
        3.2.5 电流环参考电流计算
    3.3 本章小节
第四章 无刷直流电机MATLAB建模仿真
    4.1 无刷直流电机控制系统的建模
        4.1.1 BLDCM本体模块
        4.1.2 转速和转矩计算模块
        4.1.3 电流滞环控制模块
        4.1.4 参考电流模块
        4.1.5 逆变器模块
        4.1.6 速度控制模块
    4.2 仿真的结果和分析
        4.2.1 固定扰动情况
        4.2.2 时变扰动情况
        4.2.3 参数摄动情况
        4.2.4 转速突变情况
    4.3 本章小节
第五章 系统的硬件设计和软件设计
    5.1 系统的总设计方案
    5.2 器件选型
    5.3 系统硬件电路设计
        5.3.1 驱动电路和光耦电路设计
        5.3.2 霍尔信号的位置检测
        5.3.3 总线电压和温度采样电路
        5.3.4 电流采样电路
        5.3.5 电源电路设计
    5.4 系统软件程序设计
        5.4.1 主程序设计
        5.4.2 中断程序流程图
        5.4.3 转子位置检测与电机换向
        5.4.4 电流调节控制
        5.4.5 转速调节控制
    5.5 系统的实验与结果
        5.5.1 驱动电路实物图
        5.5.2 实验结果
        5.5.3 转子位置信号
        5.5.4 电机控制信号
        5.5.5 电机相电压波形
    5.6 本章小节
第六章 总结与展望
参考文献
附录一 插图清单
附录二 列表清单
致谢

(8)基于滑模控制的移动机器人的跟踪研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 研究的现状
        1.2.1 定位导航技术
        1.2.2 运动控制技术
    1.3 研究的发展趋势
    1.4 主要的控制方法
        1.4.1 自适应控制
        1.4.2 Back-stepping控制
        1.4.3 滑模变结构控制
        1.4.4 神经网络控制
        1.4.5 混合控制算法
    1.5 论文的主要内容及创新点
第二章 基础知识
    2.1 非完整系统及其数学模型
        2.1.1 非完整系统的运动学模型
        2.1.2 非完整系统的动力学模型
    2.2 非完整机器人系统的模型
        2.2.1 非完整机器人的运动学模型
        2.2.2 非完整机器人的动力学模型
    2.3 非完整系统的控制原理
第三章 滑模变结构控制
    3.1 滑模变结构控制的发展历史
    3.2 滑模变结构控制的基本原理
    3.3 滑模面的设计
    3.4 滑模控制的基本方法
        3.4.1 基于趋近律的滑模控制
        3.4.2 等效滑模控制
    3.5 滑模控制中的抖动问题
        3.5.1 抖动问题产生的原因
        3.5.2 抖动问题的削弱方法
第四章 滑模控制在移动机器人跟踪控制中的应用
    4.1 提出问题
    4.2 移动机器人的运动学模型
    4.3 移动机器人的动力学模型
    4.4 滑模控制器的设计
    4.5 仿真实验
    4.6 本章小结
第五章 滑模控制在连轴式拖车跟踪控制中的应用
    5.1 提出问题
    5.2 连轴式拖车系统的运动学不确定链式模型
    5.3 基于自适应滑模的轨迹跟踪控制
        5.3.1 系统的误差模型
        5.3.2 自适应等效滑模控制器的设计
        5.3.3 自适应指数趋近律滑模控制器的设计
    5.4 仿真实验
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢

(9)永磁同步电机自适应滑模抗扰控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 永磁同步电机控制策略
        1.2.1 PID控制
        1.2.2 自抗扰控制
        1.2.3 滑模变结构控制
        1.2.4 自适应控制
    1.3 全文内容及章节安排
第二章 滑模变控制系统
    2.1 引言
    2.2 滑模变结构控制基本原理
        2.2.1 滑模变结构控制简述
        2.2.2 滑模变结构控制的基本特性
        2.2.3 滑模变结构控制的设计
    2.3 基于趋近律的滑模变结构
    2.4 滑模变结构存在的问题
        2.4.1 抖振问题分析
        2.4.2 削弱抖振的方法
    2.5 本章小结
第三章 基于弹性能量函数的改进滑模控制方法
    3.1 引言
    3.2 跟踪微分器
        3.2.1 跟踪微分器基本原理
        3.2.2 跟踪微分器的设计
    3.3 扩张状态观测器
        3.3.1 扩张状态观测器基本原理
        3.3.2 扩张状态观测器的设计
    3.4 基于弹性能量函数的自适应滑模抗扰控制器设计
        3.4.1 趋近律的设计与分析
        3.4.2 滑模抗扰控制器设计
        3.4.3 参数自适应设计
        3.4.4 稳定性分析
    3.5 仿真实例及其分析
    3.6 本章小结
第四章 永磁同步电机自适应滑模抗扰控制及其仿真
    4.1 引言
    4.2 永磁同步电机数学模型
        4.2.1 三相静止坐标系下的PMSM数学模型
        4.2.2 两相静止坐标系下的PMSM数学模型
        4.2.3 同步旋转坐标系下的PMSM数学模型
    4.3 永磁同步电机自适应滑模抗扰控制器设计
        4.3.1 跟踪微分器设计
        4.3.2 永磁同步电机扰动估计
        4.3.3 滑模自抗扰控制器设计
        4.3.4 系统稳定性分析
        4.3.5 滑模参数自适应设计
    4.4 仿真试验及其分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 本文的特色及创新
    5.3 展望
参考文献
致谢
附录A (攻读硕士学位期间发表论文目录)
附录B (攻读硕士学位期间参与项目)

(10)柴油发电机组转速策略研究与系统优化设计(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 柴油机电控系统的发展历程及问题
        1.2.1 柴油机电控技术的发展历程
        1.2.2 柴油机电控技术现阶段存在的问题
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 柴油机控制算法研究
        1.3.2 柴油机应用领域研究
    1.4 本文主要研究内容及创新点
第2章 柴油发电机组电控系统结构分析及建模
    2.1 柴油发电机组电控系统结构分析
        2.1.1 传感器结构分析
        2.1.2 控制器结构分析
        2.1.3 执行器结构分析
    2.2 柴油发电机组工作过程分析
        2.2.1 电控系统工作过程
        2.2.2 发电机组工作过程
    2.3 柴油机及电子调速系统建模仿真
        2.3.1 柴油机动力学模型建立
        2.3.2 执行器与传感器数学模型建立
    2.4 本章小结
第3章 柴油机控制器模块控制策略研究
    3.1 柴油机控制算法制定
    3.2 滑模变结构控制器设计
        3.2.1 滑模变结构控制器原理
        3.2.2 切换函数的设计
        3.2.3 变结构控制律的设计
    3.3 基于模糊控制的变结构控制器设计
        3.3.1 模糊控制规则引入
        3.3.2 模糊滑模控制器设计
        3.3.3 模糊滑模控制器的稳定性分析
    3.4 调速系统仿真分析
    3.5 本章小结
第4章 柴油机执行器模块优化设计
    4.1 执行器模块整体方案设计
    4.2 系统关键数据量化
    4.3 喷油泵的喷油控制部分设计
        4.3.1 喷油控制策略
        4.3.2 喷油量控制设计
        4.3.3 多次喷射协调策略设计
        4.3.4 喷油率控制技术设计
        4.3.5 喷油定时控制设计
    4.4 高压共轨的轨压控制设计
        4.4.1 传统轨压开环和单闭环控制
        4.4.2 轨压双闭环控制设计
    4.5 本章小结
第5章 软件和硬件设计
    5.1 系统相关硬件设计
        5.1.1 主控制器整体设计
        5.1.2 系统服务模块电路设计
        5.1.3 转速控制模块电路设计
        5.1.4 执行驱动模块硬件电路设计
        5.1.5 信号采集模块电路设计
        5.1.6 通信模块模块电路设计
    5.2 系统相关软件设计
        5.2.1 基于Windows平台的软件环境搭建
        5.2.2 调速过程主程序设计
        5.2.3 ADC模块程序设计
        5.2.4 通信模块程序设计
    5.3 上位机及操作系统设计
        5.3.1 人机交互界面设计
        5.3.2 监控系统软件界面
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 本文工作内容总结
    6.2 未来研究展望
致谢
参考文献
附录一: 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目
附录二: 柴油发电机组调速系统部分电路设计图

四、自适应变结构控制的变斜率切换函数研究(论文参考文献)

  • [1]具有速度约束的坐垫机器人滑模控制方法研究[D]. 雷志明. 沈阳工业大学, 2020(01)
  • [2]三轴稳定充液航天器抗干扰姿态机动控制研究[D]. 王宏伟. 内蒙古工业大学, 2020(02)
  • [3]非线性不确定离散时变时滞系统滑模控制研究[D]. 张妙清. 广东工业大学, 2020(06)
  • [4]高速滑翔飞行器制导控制技术研究[D]. 金浩聪. 西安电子科技大学, 2020(05)
  • [5]AUV动力定位控制技术研究[D]. 窦刚. 江苏科技大学, 2019(01)
  • [6]林区车辆ABS滑模控制器优化设计[D]. 杨云杰. 中南林业科技大学, 2019(01)
  • [7]无刷直流电机控制系统的研究[D]. 许宇栋. 安徽工业大学, 2019(02)
  • [8]基于滑模控制的移动机器人的跟踪研究[D]. 郭鑫晨. 山东理工大学, 2019(03)
  • [9]永磁同步电机自适应滑模抗扰控制方法研究[D]. 刘晴. 长沙理工大学, 2019(07)
  • [10]柴油发电机组转速策略研究与系统优化设计[D]. 汪凯. 杭州电子科技大学, 2019(01)

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自适应变结构控制的变斜率切换函数研究
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