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。

由于循环流化床锅炉燃烧系统预测模型的各输入变量具有较强关联性、耦合性,经典的锅炉NOx排放量建模方法中的模型参数调节难度较大,导致对NOx排放量浓度的预测精度不高。针对这一问题,提出支持向量回归(SVR)与双态粒子群算法(BPSO)相结合的BPSO-SVR建模方法。以一台循环流化床锅炉为研究对象,首先对用于建模的数据进行预处理后得到样本数据,然后利用BPSO-SVR训练出锅炉NOx排放量浓度模型。在Matlab平台上将此建模方法与PSOSVR建模方法、SVR建模方法、BP神经网络建模方法进行仿真对比,仿真结果表明该方法具有更高预测精度和更强的泛化能力。

针对整数阶滑模控制器容易引起永磁同步电机抖振的问题,利用分数阶系统具有能量传递缓慢及逐渐收敛的原理,设计一种分数阶滑模控制器来减弱永磁同步电机抖振及提高电机性能指标。再利用Lyapunov稳定性理论和分数阶微积分理论证明这种分数阶滑模控制器的稳定性。利用模糊算法实现了滑模切换项和分数阶阶次的在线自适应调节。仿真及试验结论证明,所提方法可以有效减弱永磁同步电机系统的抖振,缩短调节时间,并具有较强的鲁棒性。

利用MatLab对系统进行辨识、建模和降维后得到电阻炉的模型,然后依据该模型进行仿真寻优确定采用单片机模糊PID控制程序控制电阻炉的温度,进而使系统快速升温后保持所需初始恒温,在此初始恒温基础上利用热线通以恒流产生一个阶跃温度激励信号。系统自动采集该阶跃响应信号,并求取导热系数。采用模糊PID控制算法,缩短了测试周期,提高导热仪的测试效率。选择虚拟仪器平台,提高了测量处理的自动化和智能化程度。

以转动副轴线平行布置的3-RPS并联机器人为研究对象,提出一种基于拉格朗日算子修正的动力学建模方法。首先,采用矢量法建立系统运动学模型,基于拉格朗日方程法建立系统理想动力学模型。然后,将关节摩擦视为系统非保守力,基于＂库伦＋粘性＂摩擦模型对关节摩擦所做的功精确量化处理。最后以摩擦所做负功的形式对拉格朗日算子进行修正,建立考虑全部关节摩擦的系统动力学模型。同时对所建立的考虑关节摩擦和忽略关节摩擦的动力学模型进行了仿真对比,结果表明,在一个仿真周期内,移动副1、2、3驱动力的相对误差分别为18.1%、12.6%、16.5%,试验结果为机器人控制系统的摩擦补偿提供了理论依据。