基于内模扩展LQ方法的WMR轨迹跟踪控制

针对现有非线性控制方案的一些瓶颈问题,从线性控制的角度出发,开展了一种用于WMR的线性二次型最优控制方法设计的研究.首先,基于WMR的运动学模型采用动态反馈线性化技术将非线性运动学模型转化为线性模型;然后,选取跟踪误差及误差收敛速度作为设计指标;同时考虑实现渐进跟踪,针对不同形式的参考轨迹,根据内模原理对控制器模态进行扩展,利用线性模型设计基于内模扩展LQ最优轨迹跟踪控制器;最后通过动态反馈反变换得到实际控制器.此外,通过将此方法的控制效果与几种经典方法进行仿真比对,说明了此方法对于跟踪的精确性和快速性上有较大优势.     

具有柔性特性的机电伺服系统辨识

机电伺服系统中的柔性谐振特性是限制系统性能的关键要素,准确地描述柔性特性对于抑制谐振和提升伺服性能有重要意义.本文采用伪随机序列作为辨识激励,将脉冲响应相关性辨识和特征系统实现算法相结合,提出了一套集实验设计、模型计算、模型验证于一体的系统辨识方案;该辨识方案适用于机电伺服系统的辨识任务,且能够有效识别系统的柔性模态.本文以某大口径射电望远镜天线设备为应用实例,详细介绍了本文所述辨识方案的实施细节,得到了此天线伺服系统的模型.为了评价所得模型的质量,分别从频域和时域对比了本文方法、最小二乘和子空间方法所得模型与实测数据的拟合情况;结果表明,相比其他两种辨识方法,本文方法获取的模型对柔性谐振的辨识更加准确.     

多核心衰决式控制系统的研究

在分析了传统方法提升稳定性的局限性后,提出了一种新型的基于表决式逻辑的多核心控制系统,使用多块微处理器协调工作代替传统单主控制器的控制架构,并分析了其与传统的单核心控制系统在稳定性上的巨大差异及其原因。还提出了一种表决式逻辑的实现方法,并对其复杂度进行了分析,说明了这种并行处理的多核心系统核心数受到限制的原因。同时说明了迟到机制对于完整发挥多核心系统潜能的重要作用,对进一步开发多核心控制系统具有一定的参考价值。     

基于H2与H∞的"动中通"伺服系统控制器设计

本文以"动中通"伺服系统为对象, 研究了一种基于H_2和H_{/infty}指标的控制器设计方案. 在反馈控制器方面, 将满足LQ最优准则的扩展状态反馈与状态观测设计整合成一个H_2设计问题, 给出理论推导与设计方法; 在前馈控制器方面, 将扰动抑制H_{/infty}指标设计转换为模型匹配设计, 并给出有效求解方法. 在控制器参数整定过程中, 考虑主谐振模态、不确定性等对系统的∞影响, 给出了一种兼顾动态性能和鲁棒稳定性的整定方法. 该设计方案从反馈到前馈均着重考虑扰动抑制能力, 并且在实际系统上取得了较好的效果, 对扰动抑制能力要求较高的控制器设计有一定指导作用.