基于非线性干扰观测器的减摇鳍滑模反演控制

利用一种非线性干扰观测器观测减摇鳍系统的不确定性和随机海浪干扰,通过选择设计参数使观测误差指数收敛.针对引入非线性干扰观测器后的系统采用滑模反演法设计控制器,控制律的设计保证了闭环系统的稳定性.仿真结果表明,在不同浪向角和航速的各种海况下采用该控制策略,系统均能取得较好的减摇效果,同时能很好地克服对象的不确定性和随机海浪干扰,鲁棒性较强.     

改进非线性干扰观测器的机械臂自适应反演滑模控制

针对传统滑模和传统干扰观测器在机械臂关节位置跟踪中存在的控制输入抖振、需要测量加速度项、应用模型受限等问题,提出一种改进非线性干扰观测器的机械臂自适应反演滑模控制算法。首先,设计改进的非线性干扰观测器进行在线测试,在滑模控制律中加入干扰估计值对可观测的干扰进行补偿;然后选择合适的设计参数,使观测误差指数型收敛;其次,引入反演自适应控制律,对不可观测的干扰进行估计,进一步改善控制系统的跟踪性能;最后,利用李雅普诺夫函数验证了闭环系统的渐近稳定性,并将其应用于机械臂关节位置跟踪。实验结果表明,与传统滑模算法比较,所提控制算法不但加快了系统的响应速度,而且能有效地削弱系统抖振、避免测量加速度项并扩大应用模型使用范围。     

基于滑模状态观测器的电液位置伺服系统控制

在电液伺服系统优化设计的研究中,针对电液位置伺服系统的高阶非线性特性、系统参数不确定性以及系统状态信号测量困难的情况,提出一种基于滑模状态观测器的反演控制策略.策略采用滑模方法设计状态观测器,只需要位置传感器,不需要速度传感器和加速度传感器.对采用状态观测器之后的系统,设计反演控制器,针对系统中的不确定性,在反演控制的最后一步采用滑模控制设计,基于Lyapunov方法证明了系统中所有信号是一致最终有界的,闭环系统是稳定的.仿真结果表明,上述策略为电液伺服系统优化设计提供了参考.     

基于非线性干扰观测器的高超声速飞行器滑模反演控制

针对高超声速飞行器非线性、强耦合和参数不确定弹性体模型,提出了一种基于非线性干扰观测器的滑模反演控制方法.将飞行器曲线拟合模型分解为速度子系统和高度相关子系统并表示为严格反馈形式,分别采用滑模和反演方法设计实际控制量与虚拟控制量.采用1阶低通滤波器获取虚拟控制量的导数,解决了传统反演控制方法"微分项膨胀"问题.基于改进滑模微分器设计了一种新型非线性干扰观测器,以此对模型不确定项进行估计和补偿.仿真结果表明,该控制器对模型不确定性和气动弹性影响具有鲁棒性,且实现了对速度和高度参考输入的稳定跟踪.     

基于CMAC 的带有未知负载干扰电液位置伺服系统的自学习控制

针对电液伺服系统的特点,提出了基于ＣＭＡＣ神经网络非线性控制的结构和算法。对电液位置伺服系统的动态仿真表明,雇地未知和时变外负载干扰具有明显的抑制作用。     

基于非线性干扰观测器的不确定非线性系统鲁棒轨迹线性化控制

针对一类不确定非线性系统，基于轨迹线性化控制方法(TLC)及非线性干扰观测器技术(NDO)研究了一种新的非线性鲁棒控制策略．TLC是一种有效的非线性跟踪和解耦控制方法，但当系统中存在内部未建模动态和外界干扰时，当前TLC控制器性能将显著下降．本文利用NDO对系统中的不确定项进行估计，其输出与TLC控制律结合来对消不确定性的影响．最后通过一个数值仿真实例验证了本文提出的方法的有效性,仿真结果表明该鲁棒轨迹线性化控制方法具有很好的干扰衰减能力和鲁棒性能．     

基于干扰观测器的非线性不确定系统自适应滑模控制

本文研究了一类基于非线性干扰观测器的多输入多输出非线性不确定系统的边界层自适应滑模控制方法并应用于近空间飞行器高精度姿态控制.考虑系统存在不确定性和外部干扰上界未知的情况,设计了基于干扰观测器的边界层自适应滑模控制器,以消除传统滑模控制中的"抖振"现象,使跟踪误差趋近于零.同时,利用李雅普洛夫方法严格证明了闭环系统的稳定性.最后将所研究的自适应滑模控制方法,应用于某近空间飞行器的姿态控制中,仿真结果表明在不确定性和外部干扰作用下能保证姿态控制的稳定性,对参数不确定具有较好的鲁棒性.     

多机控制电液伺服阀自动测量

电液伺服阀是电液伺服控制系统的重要元件，本文论述了利用计算机辅助测试电液伺服阀的系统，介绍了系统的总体结构，重点说明了系统中计算机控制部分的设计与实现，以及系统设计中的关键问题，并简要地进行了静态特性测试的精度分析。     

基于非线性干扰观测器的下肢外骨骼上楼梯滑模控制

针对下肢外骨骼在轨迹跟踪时对内部参数扰动和外界干扰较为敏感的特性,设计一种基于非线性干扰观测器的下肢外骨骼机器人滑模控制策略。首先建立下肢外骨骼上楼梯的动力学模型,分析其动力学特性;其次设计非线性干扰观测器,对下肢系统的不确定性和外部干扰进行观测;在此基础上,为保证系统轨迹跟踪误差的收敛性和减弱抖振,设计了低通滤波的滑模控制器,根据李雅普诺夫稳定性理论证明了下肢系统的稳定性;最后通过仿真与实验验证,该控制策略能够有效克服多种因素引起的干扰,改善系统的控制性能,提高系统的稳定性。     

Robust Tracking Control of Helicopters Using Backstepping with Disturbance Observers

This paper addresses the robust and accurate trajectory tracking problem for unmanned helicopters in the presence of model uncertainties and external disturbances. First, the helicopter's model is simplified to a six‐degrees‐of‐freedom rigid body augmented with a simplified rotor dynamic model, with the model uncertainties and the external disturbances being treated as lumped unknown disturbances. Second, a nonlinear disturbance observer is designed to estimate this lumped disturbance. Then, a backstepping controller with disturbance compensation is designed to ensure robust and highly trajectory tracking. After that, the theoretical analysis of the efficiency of the designed disturbance observer‐based backstepping controller (Backstepping+DO) is shown by the Lyapunov theory. Finally, simulation results and conclusions are presented and discussed.     

基于非线性参数的电液伺服系统滑模控制

针对在电液伺服系统跟踪控制中存在非线性不确定参数和外界扰动的问题,提出了一种基于积分微分器的滑模Lyapunov函数的控制方法。首先,在只有位移信号测量输出的情况下,采用高阶积分链式微分器对其速度和加速度信息进行预估。系统存在非线性不确定参数,利用微分器对状态和不确定项的实时估计,设计出积分滑模控制器,实现自适应规律以及对电液伺服系统中不确定扰动的抑制。搭建电液伺服系统AMESim模型并与Matlab构成联合仿真平台,对控制器进行仿真。仿真表明,该控制器具有良好的对非线性不确定参数变化的补偿能力和跟踪性能。     

大口径天线伺服控制系统的扰动观测器设计

针对大口径天线伺服控制系统在风扰动较大的情况下跟踪目标会产生较大的指向误差,为达到跟踪精度和指向精度的要求,在PID控制器的基础上加入扰动观测器,使得天线的指向精度和跟踪精度等都得到了很大的提升.仿真结果表明,加入扰动观测器后,伺服系统的性能得到了优化,系统对风扰动的抑制能力显著增强,跟踪高速目标的指向精度明显提高.     

液压位置伺服系统滑模自抗扰控制器设计

主要研究了驱动连铸结晶器的液压伺服系统的精确位置跟踪控制问题。由于液压伺服系统的某些内部参数是时变且不可测的,同时外部负载力也随时间变化使得系统动态模型不精确,从而影响了系统的控制效果。针对这一问题,提出了一种基于滑模控制的自抗干扰控制器的设计方法,利用扩张状态观测器把系统内部参数和外部负载力的不确定性观测出来,从而有效地抵消了系统的不确定性。根据工程实际中的参数进行仿真研究,其结果表明这种控制方法具有很好的全局鲁棒性,并且提高了位置跟踪的精度。     

基于扰动观测器的机械臂自适应反演滑模控制

机械臂的动力学模型通常包含一定的结构不确定性,并受到外界未知干扰的影响。针对现有模型的不确定性特点,提出了一种基于非线性扰动观测器的自适应反演滑模控制方法,解决机械臂的轨迹跟踪控制问题。对于外界干扰,利用非线性扰动观测器进行观测补偿,无需上界先验知识;对于结构不确定性,引入反演滑模控制,同时设计自适应律,保证闭环系统的稳定性并增强系统的动态适应性。仿真结果证明,所提出的方法可以有效克服系统不确定性,降低控制输入信号的抖振,最终实现期望轨迹的快速精确跟踪。     

电液伺服系统新型控制算法

研究了一种优化偏差—偏差变化率算法在电液伺服控制系统中的控制效果.电液位置伺服控制系统影响因素复杂,加之系统本身存在多种非线性环节,难于用精确数学模型描述其所有特性,为系统控制方法设计造添加困难.针对上述问题,在分析电液伺服控制系统的结构和特点的基础上,提出一种优化偏差—偏差变化率算法,并进行多方面的仿真实验,获得了良好的控制效果.     

Disturbance Rejection Control for a Vibrating String System

This paper is concerned with disturbance rejection control for a vibrating flexible string system in the presence of unknown disturbances. First, the boundary disturbance observer is proposed to deal with the boundary disturbance and the infinite dimensional disturbance observer is introduced to mitigate the effects of the distributed disturbance. Subsequently, the boundary control and distributed control are developed to suppress the vibration and globally stabilize the string system at its equilibrium position. Under the control proposed, the uniformly bounded stability of the controlled system is testified employing rigorous analysis without resorting to discretization of the partial differential equation dynamics depending on the time and space. Finally, the simulation and comparison results verify the performance of the derived control.     

基于自抗扰控制的永磁同步电机伺服控制系统

永磁同步电机伺服控制在工业中具有广泛的应用,而目前的控制方法存在控制精度较低、系统开销大、控制结构复杂等问题.论文基于自抗扰控制理论,设计了永磁同步电机伺服控制系统.该控制系统采用双环控制,其中位置环采用自抗扰控制,电流环采用PI控制,并采用Matlab/Simulink仿真分析了不同负载转矩及系统扰动对于控制系统的影...     

参数不确定机械伺服系统的鲁棒非线性摩擦补偿控制

对含非线性摩擦环节的机械伺服系统,提出一种基于Lyapunov方法的鲁棒非线性控制方法,通过引入非线性增益和摩擦补偿项,来克服参数不确定性和补偿非线性摩擦,从而保证跟踪误差渐进收敛.对转台系统的实验研究,表明了该方法的有效性.