针对车辆转向时,由于参数不确定性导致的车辆稳定性变差的问题,提出了一种基于自适应滑模控制的车辆稳定性控制策略。建立了车辆稳定性控制器,根据跟踪误差计算出车轮转角的补偿值,从而使车辆横摆角速度实时跟踪稳定转向状态下的理想横摆角速度,以实现车辆的稳定性控制。通过与常用的PID控制器进行仿真对比,验证了自适应滑模车辆稳定性控制器的鲁棒性和稳定性,并说明了该控制器可以在某些车辆参数未知的情况下,实现车辆稳定性的有效控制。

针对存在随机干扰和参数摄动情况下的鲁棒轨迹跟踪问题,基于径向基函数(RBF)神经网络直接自适应控制与滑模控制设计了一种高精度的控制律。以战术导弹中制导段的运动模型为研究对象,将滑模变结构的策略应用到非线性控制律的设计中,针对滑模控制不连续的开关特性造成的抖振现象,利用RBF神经网络对非线性系统的自适应逼近来降低切换增益,削弱抖振。仿真验证了所设计的控制律在随机风干扰与气动参数摄动的条件下,能够实现对轨迹的精确跟踪。

针对整数阶滑模控制在无刷直流电机系统中容易引起的抖振现象,以及无刷直流电机系统的非线性、实时性,设计一种模糊分数阶滑模控制器。在整数阶滑模控制器的基础上,在滑模切换函数中加入分数阶微积分算子,结合系统二阶状态方程和指数趋近律,设计了分数阶滑模控制器,并且通过Lyapunov稳定性原理和分数阶微积分理论证明了系统的稳定性。仿真及试验的结果表明,对比传统的整数阶滑模控制,所提方法可以有效减弱无刷直流电机系统的抖振,具有更好的动静态控制性能。

处理多体系统动力学问题的传统方法是拉格朗日方法,但是在求解过程中会引入拉格朗日乘子,增加了求解显式动力学方程的难度。针对四足机器人动力学建模复杂的问题,基于Udwadia-Kalaba(UK)理论研究了四足机器人的单腿模型,建立了一种求解其显式动力学方程的新方法。为了简化获得方程的过程,使用UK方程来处理运动约束。考虑到真实环境的不确定性,利用滑模控制原理设计了一个非线性控制器来跟踪运动轨迹。数值模拟结果证明了动力学方程与控制器的正确性和有效性。

为建立一种新型三自由度解耦并联机构(3-CP_aRR)的刚体动力学模型和滑模控制器,详细地阐述了该机构的结构组成;通过运动学约束分析,研究了该机构的运动学规律,揭示了该机构在空间正交方向上的移动完全解耦特性,确定了支链末端转动关节为消极运动副;基于运动学分析的结果,运用Lagrange方程法建立了该解耦并联机构的动力学模型;基于上述分析利用滑模面设计了该并联机构控制器,基于Lyapunov函数分析了系统稳定性;通过实例计算,分析了驱动构件的线速度、驱动力的变化规律,与ADAMS虚拟仿真结果对比验证了动力学模型的正确性,并验证了滑模控制器的有效性和稳定性。上述研究为该解耦并联机构的样机制作和实时控制系统的研究提供了理论基础。

针对线控转向系统的控制问题,通过Matlab/Simulink软件搭建了整车控制仿真模型,其中包括七自由度整车动力学模型、＂魔术公式＂轮胎模型、预瞄最优化神经网络驾驶员模型,并基于二自由度车辆模型设计了理想传动比、最优滑模面的滑模控制算法以及消除抖振的滤波算法;然后进行了操纵稳定性试验仿真,并与前述仿真模型改用PID控制算法以及无控制仿真结果进行对比分析。结果表明：滑模控制下的线控转向系统可以更好地追踪理想值,提高了汽车的操纵稳定性、驾驶轻便性。

针对汽车主动前轮转向控制存在的非线性和参数时变不确定性,传统的滑模控制会产生“抖振”现象。为此,提出了一种基于RBF神经网络的主动前轮转向滑模控制策略。基于RBF神经网络对其切换增益进行实时调节,以抑制滑模变结构控制带来的“抖振”现象。利用CarSim和Matlab/Simulink联合仿真平台,对该控制策略进行仿真验证。研究结果表明提出的RBF神经网络的滑模控制能够有效抑制“抖振”现象,相对于传统的滑模控制具有更强的鲁棒性和更高的控制效果,提高车辆转向时的操纵稳定性。

摆式球形水下机器人利用内部俯仰摆与中心螺旋桨相互配合可实现机器人在水中的上升和下潜运动,但是俯仰摆的频繁摆动会引起机器人速度波动,降低了系统稳定性。针对该种机器人俯仰驱动特点,提出了一种两级滑模方法来同时控制机器人俯仰角和俯仰摆的摆动角,引入RBF神经网络对干扰项进行自适应补偿。在理论上证明了设计的控制器是稳定的,仿真和实验结果也表明提出的控制方法可以实现机器人俯仰角的快速控制,并且能够对俯仰摆的频繁摆动进行有效抑制,提高了该种机器人水中运动的稳定性。

提出了基于PWM控制气液联控位置系统的建模方法，应用非线性平均方法建立了PWM气压伺服系统的数学模型，不仅解决了开关的不连续性问题，还把原来不连续的非仿射输入形式变成一个等效具有可控规范型的非线性仿射输入形式。然后运用滑动模态变结构理论中的经典非线性设计方法，设计了三阶滑模面变结构控制器。对固定阻尼式气液联控系统进行了位置控制仿真实验。实验结果表明，滑模变结构控制使得系统快速性能比较好。

多液压缸同步驱动控制一直是工业领域的重要研究课题。目前的研究主要存在以下不足：1.着重于研究系统的高精度同步而忽略了系统的高可靠性；2.主要研究单方向的高精度同步而对双向均要求高精度同步的系统研究较少；3.工程上各种液压同步系统原理基本相同同步控制性能也主要取决于液压元件的性能多年来没有显著提升。针对以上研究的不足本文从多液压缸同步系统的双向高精度同步以及高可靠性入手结合现代控制策略对多液压缸同步进行了研究主要内容如下： 1.介绍了多液压缸同步的应用领域以及研究现状重点阐述了多液压缸同步控制技术的发展以及课题的来源和研究的意义。 2.针对传统液压同步回路存在的问题提出了新的两级双向液压同步的方案；分析了系统中主要液压元件的特性并计算了系统的可靠度；设计了液压同步试验台及其