《控制系统数字仿真与CAD 第3版 教学课件 ppt 作者 张晓华 主编 _ 毕业答辩》由会员分享，可在线阅读，更多相关《控制系统数字仿真与CAD 第3版 教学课件 ppt 作者 张晓华 主编 _ 毕业答辩（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、硕 士 研 究 生 毕 业 答 辩 基于滑模变结构控制的吊车防摆技术研究,专业：电力电子与电力传动 学生：向 博 导师：张晓华 教授,主要研究内容,理论研究部分 1、研究滑模变结构控制理论； 2、设计基于滑模变结构控制的防摆控制器； 3、针对抖振现象，研究了准滑模变结构控制； 实物实验部分 4、在吊车实验平台上验证滑模变结构控制器。,变结构理论研究的历史,变结构控制，是在俄罗斯产生的控制理论；50年代末，由叶米里亚诺夫倡导，其后由乌特金等追随，研究中心是莫斯科控制问题研究所；70年代中，欧美学者注意到这一理论；80年代中，此理论引起了我国学者的重视。,VSS的基本概念,有一非线性控制系统 确定
2、切换函数向量： 寻求变结构控制： 使得系统满足：,滑模面,可达,稳定,滑动,可达，滑动，稳定,VSS控制的基本结构( ),常 值 切 换,继 电 切 换,函 数 切 换,比 例 切 换,VSS的优点,VSS的控制算法简单,实时计算时间少； VSS适用于很多类型的非线性系统； 处于滑模状态的VSS对系统参数变化及外 部干扰具有很强的鲁棒性； 而且它可以把不稳定的(或品质极差的)系 统综合成一个高质量的稳定系统。,VSS的应用,近年来已被广泛应用于处理一些复杂的非线性、时变、多变量耦合及不确定系统； 开始被用来解决实际问题，诸如机器人控制，飞行器控制，电力系统控制，电机控制等等； VSS在机械手中
3、应用。,吊车系统建模,定绳长吊车防摆VSS控制器的设计,二维模型推导 设 可得如下二维系统：,定绳长吊车防摆VSS控制器的设计,设滑模面为： 采用等速趋近率控制策略 控制函数为：,系统仿真结果,系统时域图,系统相平面图,定绳长吊车防摆定位VSS控制器的设计,设： 则可得系统模型为：,定绳长吊车防摆定位VSS控制器的设计,取滑模面为： 采用等速趋近率控制策略 控制函数为：,仿真结果,系 统 时 域 图,抖振太大了！,变绳长吊车防摆VSS控制器的设计,设： 可得系统模型为：,变绳长吊车防摆VSS控制器的设计,定义滑模面为： 采用等速趋近率的控制策略,变绳长吊车防摆VSS控制器的设计,控制函数为：,
4、仿真结果,系 统 时 域 图,抖振太大了！,抖振太大了！,仿真结果,系 统 相 平 面 图,变结构控制系统的抖振问题,从理论角度，在一定意义上，由于滑动模态可以按需要设计，而且系统的滑模运动与控制对象的参数变化、系统的外部扰动及内部的摄动无关，因此滑模变结构控制系统的“鲁棒性”要比一般常规的连续控制系统强； 然而，滑模变结构控制在本质上的不连续开关特性格会引起系统的一种“抖振”问题。,造成抖振的因素分析,时间滞后开关； 空间滞后开关； 系统惯性的影响； 系统时间纯滞后和空间“死区”的影响； 状态测量误差； 时间离散滑模变结构控制系统的抖振。,准滑动模态,准滑动模态控制方案,柔化sgn(s)函数
5、法； 边界层法； sgn(s) 趋近率法；,准滑动模态控制,定绳长吊车防摆控制器,滑模变结构控制,准滑模伪变结构控制,定绳长吊车防摆定位控制器,滑模变结构控制,准滑模伪变结构控制,变绳长吊车防摆定位控制器,滑模变结构控制,准滑模伪变结构控制,系统鲁棒性仿真实验,吊车自重不同,负载质量不同,系统鲁棒性仿真实验,摩擦系数不同,绳长不同,系统鲁棒性仿真实验,位移不同,外部扰动,吊车防摆实物实验装置,吊车机械系统,吊车防摆实物实验装置,结构图,外形图,吊车防摆效果实验的录像,手动运行时的效果,自动防摆控制效果,防摆系统鲁棒性验证录像,变 质 量,变 绳 长,变 位 移,外 部 扰 动,本文研究了滑模变结构理论及其在吊车防摆控制中的应用，设计了滑模变结构控制器，针对抖振问题，提出了降低抖振的算法。并通过数字仿真和实物实验，验证了基于滑模变结构控制的吊车防摆控制器的有效性和强鲁棒性。,总结,欢迎各位老师提出宝贵意见！,谢谢大家！,
