仿射非线性系统H∞控制器的研究及其在机械手中的应用

本文基于代数黎卡提方程提出一种仿射非线性系统Ｈ∞控制律, 它能同时保证系统鲁棒稳定及干扰衰减。将该算法用于两连杆机械手轨迹跟踪, 仿真结果表明该算法具有跟踪精度高, 收敛速度快的优点。     

具有H_∞补偿特性的非线性系统控制器的研究

提出一种具有不确定性的非线性系统新的控制算法,它通过设计一个Ｈ_∞控制器补偿系统不确定性,证明采用该算法后系统全局稳定性,并且不确定性对控制误差影响能达到期望衰减程度。将该算法用于两连杆机械手轨迹跟踪,仿真结果显示该算法的有效性。     

具有H∞补偿特性的非线性系统控制器的研究

提出一种具有不确定性的非线性系统新的控制算法,它通过设计一个Ｈ∞控制器补偿系统不确定性,证明采用该算法后系统全局稳定性,并且不确定性对控制误差影响通达到期衰减程度。将该算法用于两连杆机构手轨迹跟踪。仿真结果显示该算法的有效性。     

H_∞理论在高精度液压伺服系统中的应用

摩擦与系统模型的不确定性是理论上很完美的控制器在实际中不能应用的主要原因之一,本文针对这种情况,基于凡控制理论提出了一种控制器,它即能削弱摩擦力的影响,又可以在系统模型存在不确定性的情况下保证系统的性能指标。仿真结果表明,这种控制器是行之有效的。     

H∞理论在高精度液压伺服系统中的应用

摩擦与系统模型的不确定性是理论上很完美的控制器在实际中不能应用的主要原因之一，本文针对这种情况，基于Ｈ∞控制理论提出了一种近控制器，它即能削弱摩擦力的影响，又可以在系统模型存在不确定性的情况下保证系统的性能指标。仿真结果表明，这种控制器是行之有效的。     

鲁棒H∞滤波在液压位置系统中的应用

轧机液压伺服位置控制系统,常常因外界环境变化等而发生参数改变,使轧机液压位置控制系统变为不确定性系统,给系统控制设计带来较大困难。针对一类具有范数有界和系统参数不确定性的时滞依赖系统,设计了鲁棒H_∞滤波器。通过建立液压位置被控对象数学模型,并假设外界环境条件的变化致使系统阻尼比参数变化,通过应用构造的鲁棒H_∞滤波器的算法,能使轧机液压伺服位置控制系统具有很好的抑制能力,具有较好的状态估计效果,还能够保证系统的快速响应特性和鲁棒稳定性。     

基于观测器的机械手伺服系统非脆弱H∞控制

针对一类不确定时滞系统,考虑系统状态的不确定性和控制器的脆弱性,在系统的状态不能直接测量得到的情况下,设计基于状态观测器的不确定时滞系统的鲁棒非脆弱H_∞控制器。将其应用于机械手伺服系统轨迹跟踪控制仿真,通过对机械手角度、角速度等状态信息的观测跟踪,验证了状态观测器的有效性和鲁棒非脆弱H_∞控制的可行性。     

离心力场电液伺服振动台的鲁棒H∞控制

近年来，离心和振动复合环境在航空航天、土木工程等领域受到越来越多的重视，国外对该环境进行了一些研究，国内的研究还刚起步，本文建立了离心力作用下电液伺服振动台的系统模型，并采用了鲁棒H∞控制方法，仿真表明，该方法对离心力场中的电液伺服振动台具有很好的效果。     

基于H∞ 控制策略的机床主轴综合鲁棒控制研究

针对数控机床主轴的控制问题,采用综合鲁棒控制器实现数控机床主轴的有效控制,并对控制效果进行仿真验证。构造数控机床主轴系统模型简图,建立了考虑切削力的数控机床主轴的完整动力学模型。基于H_∞控制策略开发针对机床主轴的综合鲁棒控制器。采用MATLAB软件对数控机床主轴进行仿真,并与传统PID控制器的仿真结果进行对比和分析。结果显示:采用综合鲁棒控制器控制的数控机床主轴转速超调量小,能快速消除波动;所需控制电压范围减少了约50%;即使受到较大随机干扰,主轴系统也能够快速消除干扰,处于受控状态且稳定。采用综合鲁棒控制器可以提高机床主轴的动态稳定性以及抗干扰能力。     

电磁轴承系统的H∞控制器设计

以电磁轴承的数学模型为例,基于Hm控制理论没计了Hm鲁棒控制器,在Matlab环境下对电磁轴承系统进行了仿真,与传统的PID控制器进行了比较。研究结果表明：在转子质量、电磁铁线圈电阻和轴承负载等有较强变化时,基于H∞理论的控制器仍使电磁轴承系统保持良好稳定性;与传统PIO控制相比,该系统具有较好的稳定性、较强的鲁棒性和扰动抑制能力。     

基于H∞理论的数控机床磁悬浮轴承控制器的研究

本文介绍了磁悬浮轴承控制系统和控制原理，并对系统建立状态空间数学模型。采用了基于H∞控制系统的优化设计思想，在对轴向磁轴承H∞控制进行分析的基础上将H∞控制应用于磁轴承的控制器设计中。借助于Matlab给出了H∞控制的仿真波形。仿真和实验表明：基于H∞理论的控制具有更好的稳定性、较强的鲁棒性和抑制扰动的能力。     

基于气动机械手夹持力系统的H_∞控制器设计

介绍气动机械手夹持力控制系统的工作原理,建立气动机械手夹持力控制系统的数学模型;针对目前机械手夹持力控制的各种不确定性因素,设计了H∞混合灵敏度控制器,并对其控制效果进行仿真分析。结果证明:控制器能够满足设计需要,并具有灵活的扩展性。     

离心力场电液伺服振动台的鲁棒H∞控制

近年来,离心和振动复合环境在航空航天、土木工程等领域受到越来越多的重视,国外对该环境进行了一些研究,国内的研究还刚起步.本文建立了离心力作用下电液伺服振动台的系统模型,并采用了鲁棒H∞控制方法.仿真表明,该方法对离心力场中的电液伺服振动台具有很好的效果.     

磁悬浮永磁直线电动机悬浮系统H_∞鲁棒控制器的设计

为消除直线电动机驱动的数控机床进给系统的摩擦阻力,实现无摩擦进给,采用一种新型的磁悬浮永磁直线同步电动机,将矢量控制分别应用于两套绕组可以实现推力与悬浮力的解耦,进而可以对电动机的悬浮子系统进行独立控制。针对悬浮子系统为非线性被控对象,以及存在不确定性未知扰动的特性,对悬浮系统数学模型进行输入输出解耦线性化,通过设计H∞鲁棒控制器来满足悬浮系统控制高精度,高鲁棒性的要求。仿真结果表明,该控制器能起到良好的抗干扰作用,系统的跟踪误差小,可以保持悬浮系统的稳定性。     

基于H∞控制器的阀控非对称缸位置伺服系统控制

以阀控非对称缸位置伺服系统为研究对象,建立其数学模型;针对负载突变及油液弹性模量变化提出了H∞鲁棒控制方法,从频域上分析了控制器对系统动态性能和稳态性能的影响。采用AMESim和MATLAB/Simulink搭建了阀控非对称缸位置伺服系统的联合仿真模型,对不同工况下控制器的跟踪精度及抗扰能力进行仿真研究。最后,通过油缸加载实验测试平台对仿真结果进行进一步验证。结果表明：所设计的H∞控制器提高了系统的快速性和鲁棒性,相比于PID控制下系统正弦响应结果,H∞控制器的最大跟踪误差在无负载工况下降低了48.8%,在负载突变工况下降低了56.25%;同时阶跃响应时间缩短了7.5%。     

一类网络化控制系统的鲁棒H∞时延状态反馈控制

对于在控制回路中同时存在网络诱导控制时延和输出时延的网络化控制系统,通过构造系统的不确定模型,基于Lyapunov稳定性理论以及线性矩阵不等式方法,分别在无扰动和有扰动情况下给出了一种利用时延状态反馈控制,确保闭环系统稳定的充分条件以及鲁棒H∞最优和次优控制律的设计方法.仿真研究验证了所提方法的有效性.     

基于LMI的H∞控制在电液负载模拟器中的应用

针对电液负载模拟器加载系统中存在的不确定性因素,通过选择适当的权函数,采用混合灵敏度的H∞方法设计并用基于线性矩阵不等式的算法求解鲁棒控制器.实验验证了该控制器在弹簧刚度发生变化时具有鲁棒性,并且结合结构不变性原理能有效抑制多余力,提高被动加载的性能.     

大型装备电液系统鲁棒H_∞位置控制

针对大型装备电液系统非线性、参数不确定性问题,建立了比例阀控非对称缸液压系统的非线性动态模型。考虑反馈控制,建立了具有不确定参数系统线性化数学模型。基于边界理论和线性矩阵不等式,提出了电液系统鲁棒H_∞位置控制策略。着重考虑系统结构化系数的擅动,构建了具有积分行为的H_∞控制器,设计了估测系统内部状态的观测器。通过仿真和实验,验证了提出的算法和控制策略。对比了系统参数不变、外负载力变化下和系统参数变化下系统的鲁棒性和稳定性。仿真和实验结果表明,提出的具有积分行为的鲁棒H_∞位置控制策略能提高系统的鲁棒性和稳定性。     

建筑物迁移工程中H∞控制的应用

建筑物迁移所采用的工程装备是电液比例控制的多驱动单元系统,并且由于建筑物迁移过程中工况复杂,存在各种不确定因素.据此,本文采用H∞控制策略,设计了同时抑制干扰和受控对象不确定性的H∞混合灵敏度控制器.通过对系统加入H∞控制器与LQG(线性二次高斯)控制器的阶跃、脉动、方波响应进行对比,结果证明H∞控制理论在建筑物迁移控制的应用,能够更好地实现跟踪,使建筑物迁移更加安全、平稳.     

基于H∞滑模控制的移动机器人轨迹跟踪研究

针对移动机器人轨迹跟踪过程中存在的诸多不确定性,利用Backstepping的思想和Lyapunov方法设计了H∞滑模控制。通过自适应模糊控制来优化滑模控制器的开关增益,从而消除滑模控制中存在的抖振现象。最后分别进行了直线、圆周、正弦三种轨迹跟踪仿真J_1实验,验证了系统的全局渐进稳定性和抗干扰性。证明了该控制算法的有效性。