仿生假手抓握力控制策略

为了使仿生假手完成各种精细作业,提出一种抓握力控制策略.在自由空间和约束空间中分别使用基于位置的阻抗控制和力跟踪阻抗控制.在过渡过程中使用模糊观测器切换控制模式.两种控制模式采用同一个基于位置的阻抗控制器,在约束空间向阻抗控制器中引入参考力,以满足约束空间的抓握力控制要求.这种方法可以使关节在自由空间和约束空间中分别实现良好的轨迹跟踪和力矩跟踪,在过渡过程中实现控制模式的可靠切换和系统的稳定过渡.提出一种自适应滑模摩擦力补偿方法,利用终端滑模思想设计了滑模函数,使得系统跟踪误差在有限时间内收敛,避免了传统线性滑模面状态跟踪误差无法在有限时间内收敛至0的问题.根据指数形式摩擦力的特点,利用终端滑模控制思想获得包含摩擦力参数估计的滑模控制律,并基于李亚普诺夫稳定性定理推导了估计参数的在线自适应律.对该抓握力控制策略在HIT假手上进行了抓取实验,实验结果证明了控制策略的有效性.     

分区四元数姿态控制

提出了一种基于分区控制策略的四元数姿态控制律. 其基本思想是基于姿态四元数误差分区设计目标角速度, 由此将问题降阶为一个角速度跟踪问题; 基于不同的角速度跟踪误差, 设计了切换类型的抗干扰姿态控制律. 该控制策略可以使得姿态快速收敛, 并且在合适的参数选择条件之下还能同时满足控制力矩的饱和约束. 通过综合相平面和Lyapunov函数的分析方法严格证明了闭环系统全局收敛的性质. 最后, 通过数值仿真验证了本文提出的控制方案的有效性.     

PMSM驱动机器人的FSMC与EPCH协同控制

单独一种控制方法难以使机器人末端快速、准确地跟踪位置变化,针对这一问题,提出了模糊滑模(FSMC)信号控制与误差端口受控哈密顿(EPCH)能量控制的协同控制策略.FSMC解决了系统动态时的快速性问题,EPCH控制解决了系统稳态时的准确性问题.设计了基于误差的协同函数,利用协同函数来实现对机器人关节系统的协同控制,使机器...     

无人机吊挂飞行系统的减摆控制设计

主要考虑了四旋翼无人机（Unmanned aerial vehicle,UAV）吊挂飞行系统的位置控制及负载摆动抑制的设计问题.在存在欠驱动特性以及未知系统参数的约束下,本文基于能量法设计了一种非线性控制策略,实现了对无人机位置的精确控制和飞行过程中负载摆动的快速抑制.基于Lyapunov方法的稳定性分析证明了闭环系统的稳定性,位置误差的收敛及摆动的抑制.实验结果表明本文提出的控制策略取得了较好的控制效果.     

感应电动机效率优化的自抗扰控制研究

针对现有电动机效率优化控制方法存在控制算法复杂的问题,提出了一种基于改进自抗扰控制器的动态解耦控制策略。自抗扰控制器省去了微分跟踪器,采用线性的扩张状态观测器和线性状态误差反馈控制律,使控制算法得以简化。仿真和实验结果表明,该控制策略在保证电动机轻载运行时效率优化的同时,具有较强的抗干扰能力和鲁棒性,提高了效率优化过程中电动机转速的动态响应速度。     

单相正弦波逆变电源波形控制技术的研究

重复控制是改善非线性负载下单相正弦波逆变电源输出电压波形的一种有效手段,但控制动态响应慢。模糊自整定比例积分(PI)控制则可以加快系统响应速度。为了提高逆变电源的动、静态性能,提出了将模糊自整定PI控制与重复控制相结合的单相逆变电源变结构控制方案。误差大时,采用模糊自整定PI控制,误差小时,采用重复控制。分析了变结构控制系统的结构及系统的设计方法,并进行了仿真研究。仿真结果表明,变结构控制策略使系统具有输出波形好、动态响应快等优点。并且控制策略具有在线计算和计算量小的特点,是一种实用的数字控制方案。     

新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略研究

针对由于风能的不确定性、风力发电机的大惯性以及风力发电系统的响应延迟性等造成的风力发电机输出有功功率在一定范围内有波动的问题,提出了一种新型双馈风力发电机有功功率平滑控制策略。该控制策略在全风速范围内采用变浆与变速协调控制策略,并在其基础上增加了一个有功功率误差控制环节,将转子电压辅助控制指令值作为反馈量加入原来的转子电压控制指令值,通过控制SPWM脉冲发生器来实现风力发电机定子输出有功功率的平滑控制。Matlab/Simulink仿真结果表明,与传统有功功率控制策略相比,该新型有功功率平滑控制策略有效抑制了双馈风力发电机输出有功功率的波动。     

一种基于混合视觉伺服的切换控制方法

为解决目标远离摄像机视野问题,本文提出了一种基于混合视觉伺服的切换控制方法,根据目标在图像平面的位置,通过在两种具有不同特性的控制策略之间进行切换完成视觉伺服任务.采用的混合视觉伺服方法实现了平动和转动自由度的解耦,当目标位于图像平面中心区域时,采用控制策略使转动自由度误差指数级减小;当目标位于边界区域时,切换到另一种控制策略,使目标重新回到中心区域,通过切换控制最终完成伺服任务.仿真实验验证了提出的基于混合视觉伺服切换控制方法的有效性.     

汽车转向/防抱死制动系统的自调节协调控制*

为了解决汽车转向过程中防抱死制动稳定性问题,提出一种新的协调控制系统,该协调控制结构由转向控制器和制动控制器组成。在转向控制中,设计基于主动前轮控制器和横摆力矩控制器力求改善汽车动态响应和稳定性;设计汽车防抱死制动控制系统。为了减少针对转向系统和制动系统之间的补偿控制律难以确定的困难,定义了协调误差,提出了基于耦合误差补偿原理与给定控制相结合的新的耦合控制策略,最后用仿真结果验证所设计控制算法的有效性。     

拟人智能控制在多温区系统中的应用

在介绍多温区控制系统的基础上，针对实际多变量、强偶合的非线性温控系统，设计了自适应拟人智能控制策略。采用了分区控制思想，根据不同的误差和误差变化趋势，采取不同的PID控制策略；为了更好地克服各种外界因素的影响，加入误差观测器在线修正参数和前馈补偿控制；同时，为了有效地克服系统时滞特性的影响，进一步引入了滞后补偿控制的方法：仿真和实际运行结果表明了该控制策略的有效性和实用性.     

不确定混沌系统的模糊自适应控制

根据动态系统的输入输出数据，研究不确定混沌系统的建模及控制问题。利用高斯模糊隶属函数和最小二乘法，提出一种新的不确定混沌系统的智能模糊建模及其自适应控制策略。理论分析和仿真结果表明，采用所提出的控制方法建模拟合精度高，控制响应速度快，且具有良好的鲁棒性。     

变频恒压供水系统模糊PID混合控制策略研究

针对城市二次供水系统的非线性、随机性、大惯性和纯滞后特性,提出一种模糊PID混合控制策略实现变频恒压供水。该策略在偏差很小时,控制量主要由PID控制算法给出:在偏差较大时,控制量主要由模糊控制算法给出,充分利用了PID控制的高调节精度和模糊控制良好动态响应性能的优点。仿真实验结果表明:该控制策略能较好地解决城市二次供水的水压不稳问题,同时对供水系统模型参数变化具有很好的适应性,在城市二次供水系统中具有广阔应用前景。     

立体仓库堆垛机的模糊控制定位技术研究

分析了自动化立体仓库堆垛机控制系统位置控制策略和常规定位过程,给出了堆垛机定位控制的数学模型,通过采用具有调整因子的规则自生成的方法进行模糊推理并实现位置模糊控制。仿真结果证明,系统对输入信号的响应快,跟踪误差小,过度时间短,且无超调或超调量小,震荡次数少,稳态精度高,系统输出与给定值稳态偏差小,定位精度高。     

基于自适应模糊PID控制器的非线性系统仿真

对于缺乏精确模型的过程或参数时变的滞后过程,传统PID控制难以达到良好的控制效果.普通模糊控制能够对一些非线性系统进行控制,并不需被控对象精确的数学模型,但是模糊控制难以消除系统的静态误差.针对复杂的非线性系统,设计了自适应模糊PID控制器.该控制器将模糊控制的动态性能好的优点和PID控制的稳态精度高的优点结合起来,采用模糊控制与PID控制分段控制策略,当偏差大于某一阈值时,采用模糊推理的方法调整系统的控制量,当偏差小于某一阈值时,切换到PID控制以消除系统的静态误差,较好地克服了传统PID控制和普通模糊控制所存在的主要问题.通过仿真实验分析,证明了该控制方法的有效性.     

Indirect adaptive fuzzy and impulsive control of nonlinear systems

The problem of indirect adaptive fuzzy and impulsive control for a class of nonlinear systems is investigated. Based on the approximation capability of fuzzy systems, a novel adaptive fuzzy and impulsive control strategy with supervisory controller is developed. With the help of a supervisory controller, global stability of the resulting closed-loop system is established in the sense that all signals involved are uniformly bounded. Furthermore, the adaptive compensation term of the upper bound function of the sum of residual and approximation error is adopted to reduce the effects of modeling error. By the generalized Barbalat's lemma, the tracking error between the output of the system and the reference signal is proved to be convergent to zero asymptotically. Simulation results illustrate the effectiveness of the proposed approach.     

PID和Fuzzy控制相结合的分段复合控制

采用常规PID控制很难实现对大滞后、非线性等难以建立精确数学模型的被控对象的良好控制.为了解决这一难题,该文针对一个非线性二阶系统设计出PID和模糊控制相结合的分段复合控制器,该控制器不需要被控对象的精确数学模型.由于在整个控制过程中的不同阶段采用不同的控制方式,既继承了常规PID控制无静差、静态稳定性好的特点,同时又兼有模糊控制适应能力强、动态性能好的优势.通过MATLAB仿真实验表明,该分段复合控制器能够满足二阶非线性被控对象的控制要求,并取得了良好的控制效果.     

模糊PID混合控制系统在加热炉中的应用

本文主要介绍了`加热炉混合模糊控制的方案。该方案采用了“短周期”预测炉温的模糊控制策略,将模糊控制和PID控制结合在一起,利用协调因子的在线自整定来确定重油流量,实现了空燃比的自寻优模糊控制。该系统已投入实际运行,具有动态响应好,稳定性高等特点,有较高的实用价值和推广价值。     

基于跟踪误差调节的非线性自适应模糊预测控制

将模糊逻辑系统引入预测控制，对一类非线性离散系统提出了直接自适应模糊预测控制的方法，此方法首先建立被控对象的预测模型;然后基于此模型直接利用模糊逻辑系统设计预测控制器，并基于跟踪误差对控制器参数中的未知向量进行自适应调整;最后证明了此方法可使跟踪误差收敛到原点的一个小邻域内。     

基于模糊技术的小区供水智能监控系统的研究

传统的小区供水采用简单的水泵与水箱相结合的方式，缺少必要的控制环节，常常造成各楼层水压不恒定，并且由于采用恒速水泵，使供水系统电耗加大，造成能源浪费。针对传统供水系统的不足，基于模糊技术，研究了一种流量与压力双层模糊控制策略的控制系统。采用公式法与查表法结合来优化控制，分析了在变频故障情况下在线辨识压力死区的控制方案，进行了系统仿真。结果表明：系统控制性能得到了较大改善，性能指标明显优于传统HD控制系统。     

A STABLE SELF-LEARNING OPTIMAL FUZZY CONTROL SYSTEM

The issue of developing a stable self-learning optimal fuzzy control system is discussed in this paper. Three chief objectives are accomplished: 1) To develop a self-learning fuzzy controller based on genetic algorithms. In the proposed methodology, the concept of a fuzzy sliding mode is introduced to specify the system response, to simplify the fuzzy rules and to shorten the chromosome length. The speed of fuzzy inference and genetic evolution of the proposed strategy, consequently, is higher than that of the conventional fuzzy logic control. 2) To guarantee the stability of the learning control system. A hitting controller is designed to achieve this requirement. It works as an auxiliary controller and supports the self-learning fuzzy controller in the following manner. When the learning controller works well enough to allow the system state to lie inside a pre-defined boundary layer, the hitting controller is disabled. On the other hand, if the system tends to diverge, the hitting controller is turned on to pull the state back. The system is therefore stable in the sense that the state is bounded by the boundary layer. 3) To explore a fuzzy rule-base that can minimize a standard quadratic cost function. Based on the fuzzy sliding regime, the problem of minimizing the quadratic cost function can be transformed into that of deriving an optimal sliding surface. Consequently, the proposed learning scheme is directly applied to extract the optimal fuzzy rulebase. That is, the faster the hitting time a controller has and the shorter the distance from the sliding surface the higher fitness it possesses. The superiority of the proposed approach is verified through simulations.