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双轮铣槽机铣削系统自适应模糊积分滑模转速控制

Qi-yan Tian, Jian-hua Wei, Jin-hui Fang, Kai Guo,jhfang@zju.edu.cn

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第1期页码 55-66 doi: 10.1631/FITEE.15a0160

摘要：目的：随着地下连续墙施工工法和双轮铣槽机技术不断发展，实现对双轮铣槽机铣削系统铣轮工作转速的快速精确控制具有重要意义。在负载特性未知、扰动复杂的情况下，本文基于自适应模糊积分滑模（AFISMC）控制算法，实现对铣削系统铣轮转速的良好控制。本文针对以上难点，设计新型自适应模糊积分滑模转速控制器。方法：针对双轮铣槽机铣削系统的特性，提出一种基于自适应模糊积分滑模控制（AFISMC）的铣轮转速控制方案。该控制方案将自适应控制的参数自整定特性、积分滑模控制的鲁棒性以及模糊系统独立于数学模型的特性结合起来。通过自适应模糊系统对被控对象未知模型有效逼近，使用反步法对控制器进行设计，采用Lyapunov理论证明整个闭环系统（包括自适应模糊推理系统、积分滑模控制器和被控对象）的稳定性。

关键词：铣削系统；电液系统；铣削转速控制；自适应模糊积分滑模控制

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一类非仿射离散非线性系统的直接自适应模糊滑模控制 Article

Xiao-yu ZHANG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2016年第17卷第12期页码 1331-1343 doi: 10.1631/FITEE.1500318

摘要：针对非仿射离散非线性系统的带干扰轨迹跟踪问题，提出一种直接自适应模糊滑模控制设计。为了获得自适应特性及消除滑模控制抖振，通过使用一个动态模糊逻辑系统（Dynamic fuzzy logical system, DFLS）实现等价控制。DFLS的参数实行在线自调节。用Lyapunov分析方法验证了滑模控制的稳定性，结果表明，整个系统渐近稳定且具备自适应、消除抖振的特点。通过数值仿真和一个2自由度机械臂的应用设计仿真证明了所提出设计的良好性能。

关键词：非线性系统；离散系统；动态模糊逻辑系统；直接自适应；滑模控制

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基于离散系统滑模控制的有限时间领导—跟随一致性 Research Article

宋睿卓1,2,邢适1,2,许镇3

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第7期页码 1057-1068 doi: 10.1631/FITEE.2100565

摘要：研究了离散时间二阶多智能体系统在外部干扰约束下的有限时间领导—跟随一致性问题。首先利用自适应滑模控制理论，设计了一种新的有限时间一致性方案。自适应控制律是在传统滑模趋近律基础上改进设计的，其优点是减少抖振并保持对干扰的不变性。此外，通过给出一个离散李雅普诺夫函数，证明了离散时间二阶多智能体系统的有限时间稳定性。

关键词：有限时间；领导—跟随一致性；自适应滑模控制；多智能体系统

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基于滑模控制的可拓控制器设计

陈珍源,翁庆昌

《中国工程科学》 2001年第3卷第9期页码 48-51

摘要：

根据滑模控制概念，提出一种新的可拓控制器。在控制策略设计上分为两个部分，第一个部分是根据系统已知部分设计滑模控制的等效控制，另一部分为鲁棒控制以解决系统的不确定性因素及外部干扰问题。首先，构造一基本可拓控制器，用所定可拓集的关联函数作为系统状态信息的评价指针，并在其中植入一组待调增益参数，经参数修正来综合滑模可拓控制的鲁棒控制（滑模的撞击控制），以保证系统的稳定性。最后以一个非线性控制系统的仿真为例来说明所设计的可拓控制器的控制性能。

关键词：可拓集合可拓控制滑模控制系统稳定性

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基于自适应网络模糊推理系统的移动机器人导航控制器 Research Article

Panati SUBBASH, Kil To CHONG

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第2期页码 141-151 doi: 10.1631/FITEE.1700206

摘要：提出一种基于自适应网络模糊推理系统（ANFIS）的差分驱动移动机器人导航控制器，用超声波传感器捕捉移动机器人周围的环境信息。设计了一个基于模糊逻辑的导航控制器，用于获取数据集训练ANFIS控制器。在移动机器人导航过程中，考虑到环境噪声对传感器读数的影响，将加性高斯白噪声添加到传感器读数中并反馈给已训练的ANFIS控制器。在3种不同环境下对移动机器人进行导航，评价该导航控制器的鲁棒性。通过与已有移动机器人导航控制器（如神经网络、模糊逻辑）比较行程长度、行程效率、弯曲能量，验证ANFIS控制器性能。仿真结果表明，与其他控制器相比，ANFIS控制器具有更好性能，能够在不同环境中顺利导航且不与障碍物发生碰撞。

关键词：自适应网络模糊推理系统；加性高斯白噪声；自主导航；移动机器人

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使用基于多目标粒子群算法多层自适应模糊推理系统晶闸管控制串联电容器补偿技术的互联多源电力系统动态稳定性增强器 Article

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《信息与电子工程前沿（英文）》 2017年第18卷第3期页码 394-409 doi: 10.1631/FITEE.1500317

摘要：在互联有电力系统中，载荷条件变化引起的结线功率交流与频率动态振荡的抑制已成为自动发电控制（automatic generation control, AGC）的重要职责。为缓解因负载变化导致的系统振荡，柔性交流输电系统（flexible AC transmission systems, FACTSs）可视为一种实用有效的解决方案。为此，我们使用一种分层自适应神经模糊推理系统控制器－晶闸管可控串联补偿器（hierarchical adaptive neuro-fuzzy inference system controller-TCSC, HANFISC-TCSC）在多区域互联电力系统中解决了两个重要的问题，即低频振荡和结线功率交换的偏差。本文对所提出的HANFISC-TCSC效能进行了精确评估，并在两个不同的互联电力系统（即双区域水柴油热和三区域水热发电系统）中，将其与传统的MOPSO-TCSC算法进行了对比。

关键词：分层自适应神经模糊推理系统控制器；晶闸管控制串联电容器补偿技术；自动发电控制（AGC）；多目标粒子群优化算法；电力系统动态稳定性；相互联系的多源电力系统

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离心机的自适应鲁棒控制系统

李果,张培昌,胡剑飞,余达太

《中国工程科学》 2006年第8卷第9期页码 30-34

摘要：

为了改善离心机的控制性能和稳定性，进行了离心机的自适应鲁棒控制系统研究；基于电动机与离心机相连的结构，设计了控制器以期得到满意的控制性能；首先提出了一种基于自适应鲁棒控制器的离心机控制系统，针对离心机模型设计了自适应鲁棒控制算法；试验结果证明了该控制算法的有效性；在环境条件不同的情况下，离心机控制系统仍表现了满意的控制性能。

关键词：离心机自适应控制鲁棒控制

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非线性系统的高增益滑模输出跟踪

王新华,陈增强,袁著祉

《中国工程科学》 2004年第6卷第2期页码 38-43

摘要：

基于非线性系统线性化后得到外部动态与内模动态，设计一种线性化观测器，使得当摄动参数在有限范围内任意取值时，观测器误差渐近为零。并且利用在有限时间到达平衡点的连续滑动模态，设计一种连续形式的高增益滑模控制器，使得实际输出与参考输出的差渐近收敛到零。稳定性分析和仿真试验表明，该控制系统具有较强的鲁棒性和快速收敛性。

关键词：非线性系统外部动态内模动态滑模控制鲁棒性

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面向未知连续非线性系统的间接自适应模糊规划最优控制方法

张海运1,2,孟德远2,王进1,陆国栋1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第2期页码 141-286 doi: 10.1631/FITEE.1900610

摘要：针对动力学未知、不匹配和扰动条件下的连续非线性系统，提出一种新的间接自适应模糊规划最优控制方案。首先，建立非线性系统汉密尔顿-雅各比-贝尔曼（HJB）方程及其匹配的性能函数。与现有自适应动态规划（ADP）方法不同，在执行器-评判器架构下，所提方案采用特殊的非二次变量性能函数作为强化媒介。构造一个自适应模糊规划的评判器结构来配置性能函数的权重矩阵，以逼近和平衡非线性HJB方程。同时，设计一种并行的自组织学习技术用于自适应更新该评判器的权重。在此基础上，提出一种自适应最优反馈控制器与一个新形式的增广黎卡提方程作为执行器，实时优化模糊规划后的性能函数。通过设计上述执行器-评判器架构获得一种在线间接自适应最优控制机制，可同时实现最优成本函数和最优控制策略的连续实时自适应调整。该方法的控制收敛性和闭环稳定性得到证明和保证。

关键词：间接自适应最优控制；汉密尔顿-雅各比-贝尔曼方程；模糊规划评判器；自适应最优控制执行器；执行器-评判器架构；未知非线性系统

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不对称时变状态约束下非线性系统自适应有限时间事件触发控制 Research Article

魏岩1,罗均2,严怀成3,王曰英2

《信息与电子工程前沿（英文）》 2021年第22卷第12期页码 1551-1684 doi: 10.1631/FITEE.2000692

摘要：研究了状态约束下多输入多输出不确定非线性系统的自适应有限时间事件触发控制问题。为防止系统状态违反非对称时变约束，建立tan型非线性映射函数，将所考虑的系统转化为等价无约束系统。在虚拟控制信号中引入光滑切换函数，以避免传统有限时间动态面控制方法在零附近的奇异现象。同时，采用模糊逻辑系统补偿未知非线性函数。引入合适的事件触发机制确定何时控制律更新。利用李雅普诺夫稳定性理论分析，证明闭环系统是半全局最终有限时间稳定的，且不违反状态约束。最后，通过仿真实例验证了所设计控制方法的有效性。

关键词：事件触发控制；非线性映射；自适应模糊控制；有限时间；状态约束

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非线性系统的自适应可拓控制器设计

翁庆昌,陈珍源

《中国工程科学》 2001年第3卷第7期页码 54-58

摘要：

探讨可拓控制器的设计方法,利用自适应控制的设计策略来修正可拓控制器的增益参数,以近似获得所期望的最佳控制。所提出的控制器结构仅需调整单一参数,故易于实现。另外,引入最大值控制以保证所设计的可拓控制系统的稳定性，并将该控制器应用在非线性系统的控制上,以验证它的有效性及控制能力。

关键词：可拓理论自适应控制可拓控制器鲁棒稳定性

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基于改进级联观测器的永磁同步电机智能分数阶积分滑模控制 Research Articles

肖玲斐1,2,马磊明3,黄欣浩1

《信息与电子工程前沿（英文）》 2022年第23卷第2期页码 328-338 doi: 10.1631/FITEE.2000317

摘要：提出一种基于改进级联观测器的智能分数阶积分滑模控制（FOISMC）策略。首先，针对永磁同步电机设计了分数阶积分滑模控制器，该控制器有良好跟踪性能，具有强鲁棒性，且能有效削弱抖振。所提策略结合了积分能消除稳态跟踪误差和分数阶微积分灵活的优点。其次，提出一种改进的级联观测器，能获得较小的转子信息观测误差。所设计级联观测器结合了自适应滑模观测器和扩展高增益观测器。此外，利用改进的变速灰狼优化算法优化控制器参数。最后，在综合考虑模型不确定性和外部干扰的情况下，通过仿真和实验验证了所提策略的有效性。

关键词：永磁同步电机；分数阶积分滑模；优化算法；无传感器控制；观测器

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一种控制规则自调整的模糊控制器

程金,张承慧,夏东伟

《中国工程科学》 2003年第5卷第9期页码 78-81

摘要：

根据模糊控制理论和实际工程经验，设计了一个控制规则能够自调整的模糊控制器，详细介绍了该模糊控制器的控制原理和运行机制，并作出了仿真。该模糊控制器控制精度高，动态和稳态性能均优于传统的PID和基本模糊控制器，且具有较好的鲁棒性和抗扰动能力。仿真和工程实践证明，该模糊控制器具有简便、稳定的优点，且易于工程实现，具有较高的工程应用价值。

关键词：模糊控制控制规则自调整自适应

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一种用于交流永磁同步电机位置控制的带有扩展状态观测器的快速积分滑模控制器 Research Articles

姜俊峰1,2,周晓军1,2,赵维3,李伟3,张文东4

《信息与电子工程前沿（英文）》 2020年第21卷第8期页码 1119-1266 doi: 10.1631/FITEE.1900298

摘要：交流永磁同步电机在位置控制中得到广泛应用。然而由于内部不确定性和外部载荷干扰，其性能经常不能满足需求。为提高交流永磁同步电机系统的控制性能，提出一种具有快速响应能力和强鲁棒性的方法。首先，设计一个改进的积分终端滑模控制器，该控制器具有快速滑模面和连续的趋近律。然后采用扩展状态观测器测量内部和外部扰动，从而用前馈补偿方式抵消干扰。与其他滑模控制算法相比，该方法响应快速，并具更强的鲁棒性抵抗系统干扰。同时，控制系统位置跟踪误差能在有限时间内收敛至0。仿真和实验结果表明，该方法具有快速响应和强鲁棒性，并保证高精度控制。

关键词：交流永磁同步电机；滑模控制器；扩张状态观测器；鲁棒控制；运动控制

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基于扩展干扰观测器的电液执行器的模糊阻抗控制 Regular Papers-Research Articles

Ming-jie LI, Jian-hua WEI, Jin-hui FANG, Wen-zhuo SHI, Kai GUO

《信息与电子工程前沿（英文）》 2019年第20卷第9期页码 1221-1233 doi: 10.1631/FITEE.1800155

摘要：在本文中，我们同时处理遭受外干扰及参数不确定影响的单出杆电液执行器的速度控制和力控制。在某些应用中，速度控制和力控制两者都有要求。阻抗控制和扩展干扰观测器的结合可以解决该问题。阻抗控制可调节执行器的速度和输出力之间的动态关系，有助于执行器与作用环境或者工件间避免冲击和保持合适的接触力。阻抗规则参数可由模糊算法调节。分析了系统稳定性。实验数据表明所提控制算法具有高精度速度跟踪性能，同时具有良好的力调节能力，在工程机械和装配中具有较大应用前景。

关键词：模糊控制；阻抗控制；干扰观测器；参数不确定性；电液执行器