执行器受限机器人的鲁棒输出调节

针对实际的控制系统中执行器受限的问题，研究了机器人存在不确定结构参数及外界干扰时的输出调节问题。基于李雅普诺夫稳定性理论，通过在构造存储函数的过程中引入双曲正切函数和适当的辅助函数，设计了一种有界的鲁棒控制器。所提出的控制器不保证了闭环系统的鲁棒稳定性，同时也达到了从干扰信号到跟踪误差评价信号所定义的L2增益性能指标γ，即保证了干扰抑制的有效性。最后，由两连杆机器人进行的仿真结果验证了该控制器的可行性。     

基于控制受限的机器人鲁棒自适应位置调节

针对实际的控制系统中输入为有界的情况,研究了机器人系统存在未知参数以及外界干扰时的位置调节问题.基于李雅普诺夫稳定性理论,通过构造存储函数的过程中引入双曲正切函数向量和适当的辅助函数向量,提出了一种有界的鲁棒自适应控制器.所提出的控制器不仅保证了闭环系统的鲁棒稳定性,同时也满足了从干扰信号到跟踪误差评价信号所定义的增益性能指标,即保证了干扰抑制的有效性.最后,由两连杆机器人进行的仿真结果验证了该控制器的可行性.     

一类互联机器人系统的鲁棒分散跟踪控制

研究互联机器人系统在受到模型不确定性和外部干扰情况下的鲁棒轨迹跟踪问题.针对系统中存在的不确定动力学问题,在不确定项的连续界函数已知的情况下,基于Lyapunov设计方法提出一种鲁棒分散控制器的设计方法,实现互联机器人系统位置和速度的渐近跟踪.仿真算例表明了该方法的有效性.     

时变不定机器人控制系统的鲁棒镇定

本文讨论了含有时变参量或扰动的机器人系统的鲁棒稳定问题，给出了该类不确定的机器人系统可鲁棒稳定化的充分条件，并且构造了一个静态可稳化鲁棒控制器。     

空间绳系机器人目标抓捕鲁棒自适应控制器设计

针对空间绳系机器人（Tethered space robot,TSR）目标抓捕过程中的稳定控制问题,建立空间绳系机器人系统模型,根据阻抗控制原理,设计基于位置的阻抗控制方法;针对空间绳系机器人系统的模型不确定性问题,利用神经网络对不确定性进行估计补偿,设计鲁棒项对空间系绳干扰和神经网络估计误差的影响进行抑制,在此基础上设计空间绳系机器人目标抓捕鲁棒自适应稳定控制器,并进行稳定性证明.最后对设计的控制器进行仿真验证.作为对比,对无鲁棒项自适应的稳定控制器进行仿真.仿真结果表明,设计的基于阻抗控制的鲁棒自适应控制可以实现对空间绳系机器人目标抓捕过程中的稳定控制,与无鲁棒项自适应的稳定控制器仿真结果相比,本文采用的鲁棒自适应控制方法可以有效地对不确定性进行补偿,控制过程中超调量更小,收敛时间更短,并且控制精度更高.     

基于节能考虑的全向移动机器人鲁棒补偿轨迹跟踪控制

针对全向移动机器人在跟踪目标的过程中存在跟踪误差以及产生能量损耗的问题,首先构建一种新型机器人能耗模型,该模型能够有效预测机器人运行过程中各种能量消耗;其次,基于该能耗模型设置兼顾轨迹跟踪误差和能耗最小的性能指标函数,在其约束下,提出一种基于干扰鲁棒补偿的反馈节能控制器;然后,引入不确定性及干扰估计观测法,构建鲁棒补偿项,在满足能耗最优的前提下实现对外界干扰的有效抑制;最后,基于Lyapunov稳定性理论证明所提出的节能干扰鲁棒补偿控制系统是渐近稳定的.通过将所提出的控制器与比例微分控制器、$H_\infty$控制以及节能补偿控制进行比较,仿真结果表明,所提出的控制方法其控制精度更高、能量损耗更低、具有更强的鲁棒性.     

基于Sigmoid函数的机器人鲁棒滑模跟踪控制系统设计

为了保证机器人能够在保持稳定的情况下,按照规划轨迹执行工作任务,从硬件和软件两个方面,设计了基于Sigmoid函数的机器人鲁棒滑模跟踪控制系统。装设机器人传感器与状态观测器,改装机器人鲁棒滑模跟踪控制器,完成系统硬件设计;综合机器人结构、运动机理和动力机制3个方面,构建机器人数学模型;根据状态数据采集结果与规划轨迹之间的偏差,计算机器人跟踪控制量;依据滑模运动与切换方程,利用Sigmoid函数生成机器人鲁棒滑模控制律,将生成控制指令作用在机器人执行元件上,实现系统的鲁棒滑模跟踪控制功能;在系统测试与分析中,所设计控制系统的平均位置跟踪控制误差为0.93 mm,与设定轨迹目标基本重合,机器人姿态角跟踪控制误差为0.06 mm,具有较好的鲁棒滑模跟踪控制效果,能够有效提高机器人鲁棒滑模跟踪控制精度。     

遥感卫星相机电子学系统鲁棒控制研究

研究遥感卫星相机电子学系统调制传递函数(MTF)鲁棒性问题。由于外部干扰信号和系统内部摄动影响在轨自主遥感卫星相机电子学系统稳定性,导致系统不稳定且MTF幅值下降,影响成像性能。针对相机电子学系统MTF的鲁棒性问题,根据Youla参数化理论和混合灵敏度干扰抑制方法进行了鲁棒H∞输出反馈控制器的设计。控制器保证了在外部幅值有限的扰动信号和内部摄动共同作用下相机电子学系统的稳定性,并在一定程度上提升MTF的幅值。在MATLAB环境下进行闭环系统性能仿真,结果证明控制器具有良好的干扰抑制能力和鲁棒性,为控制系统设计提供科学依据。     

考虑有执行器故障和有界扰动的鲁棒自适应容错补偿控制

考虑在执行器故障和外界干扰下, 用直接自适应状态反馈控制策略解决线性时不变连续时间系统的鲁棒容错补偿控制问题. 提出更一般且更实际的执行器故障模型. 在执行器故障和扰动的上界都未知下, 提出自适应律在线估计未知控制器参数. 然后基于自适应策略的信息, 构造一类鲁棒自适应状态反馈控制器自动补偿故障和扰动的影响. 基于李亚普诺夫定理, 在执行器故障和干扰下, 所得的自适应闭环系统可以被保证渐进稳定. 最后给出一个火箭整流罩模型的例子和它的仿真结果.     

具有输入时滞的不确定采样系统的鲁棒控制

针对具有输入时滞的结构不确定采样系统,研究了该类系统基于离散化模型的鲁棒控制器设计问题。通过将采样系统的连续的结构不确定对象离散化得到其近似模型,使具有输入时滞不确定采样系统的鲁棒控制器设计问题转换为讨论具有输入时滞的离散系统的鲁棒稳定性问题。利用Lyapunov函数的构造及解析技巧,给出了基于线性矩阵不等式(LMI)的输入时滞离散系统的鲁棒稳定性条件,并在此基础上将控制器参数化,得到了一个通过求解线性矩阵不等式(LMI)来获得采样系统鲁棒控制器的设计方法,所设计的控制器保证了系统的鲁棒稳定性,对结构摄动有着较好的鲁棒性能。最后,通过数值计算仿真验证了本文方法的可行性。