基于VTOL飞行器的滑模控制器设计

垂直起降（Vertical takeoff and landing,VTOL）飞行器是具有3个自由度、2个控制输入的非线性欠驱动控制系统,为了解决严重耦合的VTOL欠驱动系统的输出跟踪问题,首先将VTOL动力学模型解耦成一个最小相位系统和一个非最小相位系统,然后分别针对这两个解耦子系统设计滑模控制器,并通过Lyapunov理论证明系统的稳定性,最后仿真结果表明所设计的滑模控制器实现了对轨迹的无稳态误差跟踪,具有较好的鲁棒性,能够为此类欠驱动系统的输出跟踪问题提供设计参考。     

带落角约束的导弹滑模制导控制一体化设计

为了提高导弹的制导精度和毁伤效果,研究了带有落角约束的空地导弹制导控制一体化设计问题。在俯仰平面内,将弹—目相对运动方程和导弹力学方程相结合,建立了导弹一体化模型。在此基础上,采用反演递推方法,设计了带有落角约束的导弹自适应滑模制导控制一体化算法,并对其进行了稳定性分析。针对所设计的控制律,在不同的机动目标下进行了仿真和对比分析。结果表明,导弹的脱靶量均小于1m,落角接近-90°,满足制导精度和末端落角约束条件。     

基于滑模极值搜索的SSC-LINAC RFQ调谐系统设计与测试

将滑模极值搜索算法引入基于腔体反射信号的SSC-LINAC射频四极场加速器(Radio Frequency Quadrupole, RFQ)腔体频率稳定系统设计中,结合Lyapunov稳定性理论和SSC-LINAC RFQ高频系统的特点,对滑模极值搜索算法的控制增益和参考信号进行改进;通过求解微分方程,得到腔体反射信号关于时间和调谐杆位置的函数。通过软件仿真和设计硬件系统,对基于滑模极值搜索算法的调谐过程进行仿真与实际测试,结果显示,所设计的频率稳定系统能够在较短时间内实现SSC-LINAC RFQ腔体功率自动馈入过程且频率稳定度满足设计指标要求,通过了长时间稳定性试验。证明了将滑模极值搜索算法应用于高频谐振腔调谐工作的可行性。     

分数阶多涡卷混沌系统滑模同步的两种控制方案

研究了分数阶多涡卷混沌系统滑模同步的两种控制方案,根据分数阶微积分的相关理论给出了系统取得同步的充分性条件,结果表明:选取适当的控制律以及滑模面,分数阶多涡卷误差系统将取得混沌同步.     

基于滑模控制的分数阶混沌系统的自适应同步

基于滑模控制理论和自适应控制理论,研究了分数阶混沌系统的同步问题.设计了新的分数阶积分滑模面,并提出了用单一自适应控制器实现一类三维分数阶混沌系统同步的方法.数值模拟证实了所提方法的有效性. 关键词： 滑模控制 分数阶混沌系统 单一控制器 自适应同步     

基于脉冲宽度调制的滑模变结构控制的一阶H桥逆变器的分岔和混沌行为研究

滑模变结构控制是一种在宽工作范围具有快速响应和高稳定性的鲁棒控制, 因而被广泛地应用于逆变器控制中. 滑模控制的逆变器本质上是一种由非线性控制方式控制的时变非线性系统, 具有复杂的动力学行为. 本文以基于脉冲宽度调制的滑模变结构控制的一阶H桥逆变器为例, 首先观察不同滑模变结构控制器参数下系统的输出波形, 发现了一种多种倍数的倍周期同时存在的新型分岔现象; 其次, 使用频闪映射方法建立系统的离散迭代模型, 并利用折叠图法分析输出波形. 通过分析可知系统不能以这种新型分岔为道路通向混沌. 此外, 在工程应用中十分关心系统稳定性, 但是由于滑模变结构控制器的非线性特性, 常规解析方法都已不再适用于对系统进行分析, 而图解法又难以满足精度要求. 因此, 本文提出了一种新的适用于滑模变结构控制的逆变器的快变尺度稳定性的判断依据, 经验证该判据可以准确地判断系统是否处于稳定运行状态, 进而为滑模变结构控制器的参数设计提供可靠依据. 关键词： H桥逆变器 滑模变结构控制 新型分岔 稳定性判据     

基于自适应滑模控制的不同维分数阶混沌系统的同步

针对异结构不同维分数阶混沌系统的广义同步问题进行研究, 设计了一种将滑模变结构理论和自适应控制理论相结合的方法.通过设计一种对外界干扰具有强鲁棒性的分数阶滑模面, 以及构造合适的自适应滑模控制器, 该控制器将系统的运动控制到滑模面上, 使系统轨道沿滑动模运动到所需的控制状态, 最终实现了两个不同维异结构混沌系统之间的广义同步.以四维超混沌Chen系统和三维Chen混沌系统为例, 对这两个系统分别进行升维和降维的同步仿真. 仿真模拟结果表明, 运用本文设计的控制器, 经过短暂的时间, 两系统的广义误差变量始终平稳地趋于零, 即证明了这种控制器的有效性. 关键词： 分数阶混沌系统 异结构 自适应滑模控制 混沌同步     

一个新的分数阶混沌系统的翼倍增及滑模同步

首先,提出了一个新的分数阶混沌系统,通过对系统第二个等式的线性项x作绝对值运算,并分析了其唯一的参数k,该参数在一定区间内取值时可将混沌吸引子由两个翼的结构变换为四翼的拓扑结构,从而实现翼倍增. 其次,分别采用Matlab和Multisim对新的分数阶系统及其翼倍增系统进行了数值模拟和电路仿真,电路仿真结果和数值模拟结果相一致. 最后,基于滑模变结构控制理论和分数阶稳定性定理,为新的分数阶系统及其翼倍增系统设计了新的分数阶积分滑模控制器实现系统的同步,仿真结果和理论分析相一致,证实了所设计滑模控制器的有效性. 关键词： 分数阶 翼倍增 滑模控制 同步     

飞网抛射过程母卫星姿态干扰分析与姿态控制

空间飞网是一种新型的空间碎片或漂浮物回收装置. 飞网抛射过程会对母体卫星产生较大的干扰,影响卫星的姿态稳定,因此需要设计具有抗干扰能力的控制律来保证卫星姿态的稳定. 针对空间飞网直接抛射展开过程,分析了影响飞网抛射效果的主要因素,并建立了飞网发射所产生的干扰力矩模型. 针对卫星的控制要求,建立了卫星姿态控制系统的模型,设计了滑模变结构控制器,并给出数学推导过程. 最后,通过仿真对姿态干扰及控制器控制性能进行了分析研究,结果表明,设计的控制器能够保证卫星的稳定,满足设计指标要求.     

No-chattering sliding mode control in a class of fractional-order chaotic systems

A no-chattering sliding mode control strategy for a class of fractional-order chaotic systems is proposed in this paper. First, the sliding mode control law is derived to stabilize the states of the commensurate fractional-order chaotic system and the non-commensurate fractional-order chaotic system, respectively. The designed control scheme guarantees the asymptotical stability of an uncertain fractional-order chaotic system. Simulation results are given for several fractional-order chaotic examples to illustrate the effectiveness of the proposed scheme.