非線性系統(tǒng)的滑模自適應(yīng)控制及其在電液控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.pdf

1、針對滑模變結(jié)構(gòu)控制理論、Backstepping控制理論存在的幾個缺陷，基于幾種仿射非線性系統(tǒng)，本文結(jié)合自適應(yīng)控制方法及魯棒控制方法，分別提出了非線性微分與積分滑模自適應(yīng)控制、時變滑模自適應(yīng)控制、多滑模魯棒自適應(yīng)控制等控制方法，并分別將它們應(yīng)用于電液控制系統(tǒng)中。 第一章簡要介紹了非線性系統(tǒng)控制理論及現(xiàn)代電液控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史，介紹了精確狀態(tài)反饋線性化控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、Backstepping控制等控制理論，并指出了它們所存在

2、的缺陷，闡述了本文主要進行的研究工作。 第二章針對滑模變結(jié)構(gòu)控制需要被跟蹤信號及其一階和高階導(dǎo)數(shù)已知的情況，基于一類非線性系統(tǒng)，分別提出了一種非線性微分與積分滑模變結(jié)構(gòu)控制策略(DI-SVSC)及非線性微分與積分滑模自適應(yīng)控制策略(DI-SMAC)。在切換函數(shù)中引入跟蹤誤差項的積分，形成一種積分滑?？刂疲瑥亩藗鹘y(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制所需的被跟蹤信號一階及其高階導(dǎo)數(shù)已知的假設(shè)；并采用一非線性微分控制消弱了系統(tǒng)的抖振現(xiàn)象。

3、將兩種控制方法分別應(yīng)用于電液伺服系統(tǒng)的速度跟蹤控制與電液伺服系統(tǒng)的位置跟蹤控制中，仿真結(jié)果顯示，兩種控制方法均具有良好的控制性能及較強的魯棒特性，控制量平穩(wěn)，且DI-SMAC還具有能量消耗小的特點。 第三章針對滑模變結(jié)構(gòu)控制在系統(tǒng)的趨近運動階段抗干擾能力較弱的特點，結(jié)合時變滑?？刂婆c自適應(yīng)控制方法，提出了二階系統(tǒng)的時變滑模自適應(yīng)控制方法，并進一步針對高階非線性系統(tǒng)提出了兩級時變滑模自適應(yīng)控制策略；并分別給出了時變滑模面與兩級時變

4、滑模面的定義方法，及自適應(yīng)控制器與自適應(yīng)律的設(shè)計方法。采用兩級時變滑模自適應(yīng)控制方法，進行了液壓伺服系統(tǒng)速度跟蹤控制器的設(shè)計，仿真結(jié)果顯示，該控制方法具有較強的全局魯棒性和很好的跟蹤性能，并能消除振動現(xiàn)象。 第四章針對一類模型參數(shù)不確定與模型參數(shù)及結(jié)構(gòu)均不確定的不確定非線性系統(tǒng)，引入虛擬控制量與虛擬自適應(yīng)律的概念，結(jié)合魯棒控制的設(shè)計方法，提出了一種多滑模魯棒自適應(yīng)控制策略，與標準的Backstepping控制方法相比，每個虛擬控

5、制量和實際控制量均分別僅由各自子系統(tǒng)的期望輸出與該子系統(tǒng)模型參數(shù)來決定，因此從一定意義上說，該控制方法是一種解藕控制。 分析了電液變量泵控制定量馬達閉式控制系統(tǒng)，采用參數(shù)及結(jié)構(gòu)均不確定型多滑模魯棒自適應(yīng)控制的方法設(shè)計了一個位置跟蹤控制系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明，采用該控制方法，能很好地克服系統(tǒng)的非線性特性、參數(shù)不確定性以及負載擾動的影響，達到較高的跟蹤精度。 第五章研究了車輛主動懸架控制系統(tǒng)，以車身垂直加速度和懸架動行程為控制目