基于自适应动态规划的移动机器人视觉伺服跟踪控制

针对移动机器人视觉伺服跟踪控制问题, 提出一种基于自适应动态规划(Adaptive dynamic programming, ADP) 的控制方法. 通过移动机器人上的相机拍摄共面特征点的当前图像、期望图像以及参考图像, 利用单应性技术得到移动机器人当前的位姿信息与期望的位姿信息(即平移量与旋转角度), 从而通过当前与期望的平移旋转之间差值得到系统的开环误差模型. 进而, 针对此系统设计最优控制器, 同时做合适的控制输入变换. 在此基础上设计一个基于ADP的视觉伺服控制方法以保证移动机器人完成轨迹跟踪任务. 为求出最优控制输入, 采用一个评价神经网络近似值函数, 通过不断学习逼近哈密顿−雅可比−贝尔曼(Hamilton-Jacobi-Bellman, HJB)方程的解. 与以往不同的是, 由于系统存在时变项, 导致HJB方程也含有时变项, 因此需要设计具有时变权值结构的神经网络近似值函数. 最终证明在所设计的控制方法作用下, 闭环系统是一致最终有界的.     

同步伺服控制器——使用ServoMagic跟踪控制

伺服模块由于其特殊的性能经常被用在机器人项目中。这时所遇到的最大难题是:伺服器常常需要过于频繁地变换位置,加上伺服器在速度上具有微小差别,常会引起机器人运动明显地不规则。在这种情况下,如果所有相关的跟踪机构都能够以用户设定的速度一起运动到下一个位置,就可以解决这个难题。本文介绍的同步伺服控制器ServoMagic就是用来解决这一问题的。ServoMagic用于有特殊要求的机器人应用项目,如:机器手、行走机器人、救火船和军舰等。在那里通常不允许伺服器生硬地改变位置。     

速度指定位置跟踪双永磁同步电动机的反推控制

随着工业技术的发展,许多复杂的产品很难利用一台单独的电机进行生产.多电机系统的协调控制已经成为永磁同步电动机控制系统的一项关键技术.首先,将反推控制应用于永磁同步电动机的速度指定位置跟踪控制.速度指定控制方法可以在永磁同步电动机位置控制中增加一个速度控制自由度.其次,利用简化交叉耦合控制方法在双永磁同步电动机同步控制中实现其协调控制.该方法可以在双电机控制中减小由于速度指定控制而导致的异步问题的影响.最后,论文给出的仿真结果证明了设计方法的正确性和有效性.     

基于DSP的光电跟踪架伺服控制器的设计

光电经纬仪是现代靶场中用来测量空中飞行目标参数的一种复杂贵重的精密测角仪器,其中伺服系统是经纬仪的重要组成部分,目前的经纬仪跟踪架伺服控制器通常是由PC104系统完成通讯、检测等功能,然而随着要求光电跟踪架功能的不断增加和检测精度的不断提高,因此这里从实用出发,设计了基于TMS320LF2407 DSP的伺服控制器;由于TMS320LF2407的特点,该控制器与PCI04系统相比减小了体积,增加了可靠性,提高了运算速度和能力,并且该控制器应用在所内某型号经纬仪上效果很好,值得在相关的研究所中推广。     

基于图像的双臂模糊自适应轨迹跟踪控制

在固定相机的监视下,随机位姿的目标物体在双臂系统的控制下执行轨迹跟踪控制任务时,既要考虑目标随机位姿引起的运动学和动力学不确定性问题,还要考虑运动学和动力学的协同问题.针对上述问题,分别采用自适应方法估计目标质心和特征点的位置信息,利用模糊逻辑系统逼近系统的动力学模型,使用分散控制策略处理双臂的协同问题,最后基于位置/力混合控制方法设计基于图像的双臂模糊自适应轨迹跟踪控制器,并采用李亚普诺夫方法证明系统的稳定性.仿真实验验证了所设计控制器的有效性.     

永磁同步电动机的自适应神经网络动态面控制

研究永磁同步电动机的位置跟踪控制问题.针对参数不确定的永磁同步电动机系统,提出自适应神经网络动态面位置跟踪控制方法.根据Stone Weierstrass逼近定理,利用神经网络逼近电动机系统中的复杂非线性函数.采用动态面技术的自适应反步方法设计电动机的位置跟踪控制器实现电动机的位置跟踪控制.提出的控制策略不仅能够克服电机参数的不确定性和负载扰动,而且避免了传统反步设计方法存在的“复杂性爆炸”问题.根据Lyapunov稳定性理论,证明闭环系统具有半全局稳定性,位置跟踪误差收敛于原点的小邻域内.仿真结果表明了所提控制方法能够使电动机快速、准确地跟踪给定的位置信号;神经网络能够很好地逼近系统中的复杂非线性函数.     

交流伺服电动机的转矩控制

交流伺服电动机是应用于伺服驱动领域的一类永磁交流电动机，一般可分为两大类，反电势为方波的直流无刷电动机和反电势为正弦波的永磁同步电动机，永磁同步驱动比无刷直流驱动可获得更小的转矩脉动，是高情能交流伺服驱动的最佳选择，永磁同步电动机的转矩控制是伺服运行的基础，本文从永磁同步电动机转矩控制原理出发，全面地综述了各种典型的转矩控制方案，并重点地研究了平均转矩和瞬时转矩控制技术。     

轻武器伺服跟踪系统的干扰补偿控制

为提高轻武器伺服跟踪系统的位置跟踪精度,提出一种基于干扰观测器的CMAC-PD复合控制方法。将摩擦、电机力矩波动和模型参数不确定性等影响系统性能的因素视为干扰,采用一种新型的干扰观测器对其进行估计并加以补偿。在此基础上,提出一种基于CMAC与PD的复合控制方法。对比仿真实验表明,基于干扰观测器的CMAC-PD复合控制能更有效地抑制干扰对轻武器伺服跟踪系统动态性能的影响,进而使系统获得更高的跟踪精度。     

永磁同步电动机反推控制

永磁同步电动机是一个复杂耦合的非线性系统.针对永磁同步电动机的非线性特性,提出了反推控制的方法,将反推控制应用于永磁同步电动机位置伺服系统中,通过跟踪位置给定信号,实现系统输入输出的线性化和系统的解耦.Matlab仿真表明,反推控制相对PID控制而言,其设计参数少,便于工程实现;且反推控制能够保证系统的全局稳定,具有很好的位置跟踪能力,对外界负载的干扰具有一定的鲁棒性.     

电液伺服结构试验系统的神经神经网络快速鲁棒跟踪控制

针对结构试验系统的非线性和不确定性特性,提出一种神经网络并行自学习跟踪控制器,在满足试验系统实时性的条件下线建模和虚拟学习做到了控制器的在线自适应设计,并解决了实时训练样本不足的问题,实例仿真表明设计的控制系统具有 滤形再现能力。     

线性电机伺服系统的自适应鲁棒控制

通过对一类音圈电机直驱式精密伺服系统运动控制问题的研究,在只考虑系统标称模型的情况下,采用分数阶形式的趋近律,得到了一种有限时间滑模控制算法;与此同时,当系统存在参数不确定和外界干扰的情况下,将有限时间滑模控制方法和自适应控制理论相结合,构造了一种自适应滑模控制律.另一方面,本文还考虑了系统具有输入饱和约束的情况,通过引入一个辅助系统,进而设计了一种自适应抗饱和控制律.而且,文中对闭环系统的稳定性进行了证明.最后,仿真和实验对所提出控制策略的有效性和伺服精度进行了对比、分析和验证.     

自适应积分反步法永磁同步电机伺服控制器的设计

针对永磁同步电机(PMSM)绕组相电流和转速强耦合特性以及参数的不确定性,利用非线性积分反步法设计了自适应积分反步控制器,在补偿参数不确定性影响的同时,实现了PMSM高性能位置跟踪控制.基于Matlab建立了系统的仿真模型并实施仿真.仿真结果表明,用该方法设计的PMSM控制系统,滤波跟踪误差能以指数规律迅速收敛到零,并且具有很强的抗负载扰动能力.     

SVPWM伺服控制系统的FPGA设计与实现

介绍了一个基于FPGA的交流电动机伺服控制系统,该系统利用SVPWM原理进行控制,通过驱动三相逆变器达到控制三相交流电动机转速的目的.通过在Altera DE2开发板上测试,结果表明系统能够实现三相交流电动机的转速控制的目的.     

不确定系统离散变结构控制及在位置伺服系统中的应用

研究有界不确定离散时间系统的变结构控制设计问题.对利用传统离散趋近律设计变结构控制器时出现的稳态抖振现象进行分析,提出一种能有效减弱抖振的控制策略,并将研究结果用于设计某位置伺服系统变结构控制器.理论分析及仿真结果表明,所设计的控制器可以有效减弱抖振,并使伺服系统具有良好的跟踪能力和很强的鲁棒性.     

永磁同步电机伺服系统的自适应模糊滑模控制

针对永磁同步电机伺服系统的跟踪控制问题,提出了一种基于扰动观测器的自适应模糊滑模控制方法.通过扰动观测器估计等效扰动,改善了系统的动态性能和稳态性能,并且只需要等效扰动的变化有界,而不是为零,放宽了要求;根据模糊控制原理引入3条模糊规则,在保证滑模条件的前提下有效地削弱了抖振;采用自适应策略估计模糊系统参数的最优值,简化了控制器的设计.实验结果表明,与常规自适应模糊滑模控制相比,本文提出的控制方法不仅能够有效地减小跟踪误差,而且能够改善参数估计过程,保证了参数估计的有界性.     

基于扩张PCHD 模型的永磁同步电机无源控制

针对常规无源控制器在受到外部常值干扰和输入常值干扰的情况下系统会出现静差的问题, 设计加入积分反馈来消除上述干扰所引起的静差. 建立永磁同步电机受扰的端口受控耗散哈密顿系统模型(PCHD), 采用互联和阻尼分配无源控制方法, 同时加入积分比例动态反馈, 设计了永磁同步电机的速度控制器, 以保证闭环扩张系统依然具有PCHD 模型形式, 使系统稳定于期望平衡点. 最后通过仿真结果表明了所提出的控制策略的有效性.

     

轧机两侧液压伺服位置系统自抗扰同步控制

针对轧机传动侧和操作侧液压伺服位置系统存在不一致性而引起两侧位置不同步的问题, 提出一种自抗扰同步控制方法.首先建立了液压伺服位置同步系统动态机理模型, 并在考虑两侧位置伺服系统都具有参数摄动及外负载波动的情况下, 设计了扩张状态观测器对同步系统中不确定性和不一致性进行估计, 并采用状态误差反馈律给予主动补偿, 同时消除同步误差. 仿真和实验结果表明, 所提出的同步控制方法能够使两侧液压伺服位置系统动态响应和稳态特性保持一致, 并提高了单侧子系统的动态性能及抗干扰能力.     

基于TMS320F28335的永磁同步交流伺服电机矢量控制系统设计

介绍了永磁同步交流伺服电机的矢量控制理论,并根据矢量控制理论采用TMS320F28335实现了对永磁同步交流伺服电机的电流、速度和位置的三闭环控制,最后给出实验结果及其分析。     

多自由度伺服系统的非线性解耦控制

多自由度伺服系统各轴之间存在的非线性耦合,是影响系统控制性能的一个重要因素,为了提高系统控制性能,本文研究了多自由度伺服系统的解耦控制．首先建立了多自由度伺服系统的一般化耦合数学模型;然后根据Singh法求出逆系统;最后结合期望的标称线性传递函数,算出解耦控制规律．本算法避开微分几何理论,直接对矩阵进行运算,易于理解．文章给出了应用此方法对3轴仿真转台进行解耦控制的例子．