模糊滑?？刂萍捌湓跈C(jī)電系統(tǒng)中應(yīng)用的研究.pdf

1、隨著科技和生產(chǎn)的迅速發(fā)展，所研究的機(jī)電系統(tǒng)越來越復(fù)雜，對(duì)自動(dòng)化控制的控制精度、響應(yīng)速度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性與適應(yīng)能力的要求也越來越高。然而，由于機(jī)電系統(tǒng)存在強(qiáng)非線性、外部擾動(dòng)、參數(shù)時(shí)變等因素的影響，采用常規(guī)控制算法實(shí)現(xiàn)機(jī)電系統(tǒng)控制時(shí)，難以滿足其不斷提高的性能要求。針對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)的上述問題，本文以滑模變結(jié)構(gòu)控制理論為主要架構(gòu)，引入了模糊自適應(yīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)滑模變結(jié)構(gòu)控制器的參數(shù)在線自適應(yīng)調(diào)整，并以Lyapunov準(zhǔn)則為控制系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的理論基礎(chǔ)，

2、分別以提高控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和魯棒性為目標(biāo)，設(shè)計(jì)了兩種控制器來處理上述問題。
　　 ⑴針對(duì)模糊滑模控制器(FSMC)的實(shí)時(shí)性問題，設(shè)計(jì)了增強(qiáng)型模糊滑模控制器(EFSMC)。在確保被控非線性系統(tǒng)的全局漸進(jìn)穩(wěn)定基礎(chǔ)上，提出了以局部線性化模糊自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)整滑?？刂破髟鲆娴目刂品椒?，使得系統(tǒng)狀態(tài)在快速趨近被控系統(tǒng)滑模面的同時(shí)，模糊自適應(yīng)系統(tǒng)的模糊規(guī)則大大減少，提高了控制系統(tǒng)計(jì)算效率，從而保證了整個(gè)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。
　　

3、⑵提出了模糊自適應(yīng)動(dòng)態(tài)滑?？刂破?FADSMC)，實(shí)現(xiàn)對(duì)被控系統(tǒng)的有效控制。實(shí)際系統(tǒng)中，由于存在系統(tǒng)不確定性、外部擾動(dòng)以及量測(cè)噪聲等不利因素，采用常規(guī)控制器難以獲得平滑的控制輸出，尤其是對(duì)一類要求輸出控制力及其變化率作為伺服系統(tǒng)目標(biāo)輸入的被控系統(tǒng)，以(U(k)-U(k-1))/Δt=ΔU來計(jì)算控制力變化率的方式，將導(dǎo)致變化率輸出產(chǎn)生較大的波動(dòng)，從而造成被控系統(tǒng)的不穩(wěn)定。而動(dòng)態(tài)滑?？刂破髂軌蛑苯虞敵隹刂屏Φ淖兓?，且控制力可通過對(duì)控制力變

4、化率進(jìn)行積分來求得，因而輸出的控制力較為平滑，滑?？刂破鞯亩墩瘳F(xiàn)象能夠得到有效緩解。同時(shí)，模糊自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的采用也使得該控制器具有快速反應(yīng)能力，進(jìn)一步提高了控制系統(tǒng)的魯棒性。
　　 ⑶利用三個(gè)模擬系統(tǒng)以及一個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，來驗(yàn)證所提出的控制器性能。分別是：①以增強(qiáng)型模糊滑?？刂破骺刂贫杂啥葯C(jī)械手和三自由度并行機(jī)械手模擬系統(tǒng)，來驗(yàn)證所提出增強(qiáng)型模糊滑模控制器的有效性與實(shí)時(shí)性。②以模糊自適應(yīng)動(dòng)態(tài)滑?？刂破鲗?shí)現(xiàn)對(duì)1/4車主動(dòng)懸架系統(tǒng)的