模糊神经网络补偿的伺服系统二次型最优控制

针对伺服系统二次型最优控制存在的问题,提出了基于模糊神经网络补偿的二次型最优控制方法,该控制方法利用模糊神经网络的实时学习能力,能够及时补偿被控对象建模不准确、参数摄动和外界干扰等非线性因素对控制系统性能的影响,增强控制系统的自适应能力,有效提高控制系统的跟踪性能和抗干扰鲁棒性能.仿真试验结果验证了该控制方法的有效性.     

基于LQR的直升机最优控制系统的设计

设计了直升机LQR最优控制系统，并针对LQR控制中加权矩阵和难以确定的问题，进行了试验分析，从实际控制效果出发．找出了系统响应与和之间遵循的规律，为在利用该方法进行其它控制系统设计中和的选取提供了参考。     

电液伺服系统线性二次型最优控制仿真研究

通过对电液伺服系统工作特性的分析,根据现代控制理论和线性二次型最优控制理论,建立了拉矫机电液位置伺服系统的状态空间模型,设计了系统的二次型最优控制。仿真结果表明,系统具有良好的动态品质。基于仿真研究,探讨了最优控制器中的Q、R的选取对系统动态的影响。     

控制能量有界的时不变系统线性二次型最优控制*

本文通过新的途径讨论控制能量有界的时不变系统一二次型最优控制问题，文中通过“不亏损的Ｓ－过程”方法将该问题转化成无约束的时不变性二次理优控制问题，从而利用后者的基本结果给出本文问题的最优控制的最优结构造，结果表明此时最优控制仍由一线性状态反馈控制器确定，但其增益矩阵的选择是与初始状态有关的，并且对某些安始状态还可能出现奇异情况。     

电子横移伺服LQR最优控制器设计

为了提高系统的稳态精度和动态性能,将LQR最优控制算法应用于高速经编机电子横移伺服控制系统.建立了伺服系统状态空间模型,引入了一类具有指数衰减度的二次型函数作为系统性能指标.仿真结果表明,所提出的电子横移伺服LQR最优控制算法易于工程实现,保证了系统的稳定性,具有良好的频响特性,改善了系统的动态特性,实现了无静差高精度控制.     

远程高空滑翔UUV的最优控制设计与仿真

针对远程高空滑翔UUV突防段飞行高度稳定控制问题,建立了远程高空滑翔UUV的数学模型,并运用连续系统线性二次型最优控制理论,设计了远程高空滑翔UUV控制系统的线性二次型调节器。最后利用Matlab仿真平台,分别采用线性二次型最优控制理论和传统PID方法对远程高空滑翔UUV的突防段进行仿真,结果表明,采用最优控制的远程高空滑翔UUV控制系统振荡次数明显减少,抗扰动能力强,为以后该理论在高空滑翔UUV上的实际应用,提供了理论依据和参考。     

机器人机械臂的鲁棒最优控制

基于拉格朗日方程,把多关节机器人机械臂动力学模型转化成一线性状态方程。然后,针对此线性状态方程,通过解一线性二次型优化问题,得到鲁棒最优控制律,保证了关节变量全局渐近收敛。最后,以两关节机器人为例,仿真结果表明所设计的控制律的有效性和鲁棒性。     

关于Hybrid线性二次最优控制问题

本文证明了文[3]所讨论的具有Hybrid指标的线性二次最优控制问题实际上可被归入经典的线性二次最优控制问题,并且利用本文的方法还可把更一般的Hybrid线性二次最优控制问题也归人经典的线性二次最优控制问题,从而可借助关于后者的现成的理论推出针对前者的结论.     

线性—二次型最优控制问题的Chebyshev—Legendre拟谱方法

介绍了一种求解线性—二次型最优控制问题的拟谱方法.使用Legendre展开式逼近控制和状态函数,采用Chebyshev-Gauss-Lobatto（CGL）点作为插值点,对原问题进行离散,从而将最初的最优控制问题化归为一个与之等价的二次规划（QP）问题,对应QP问题的未知量分别为状态和控制函数的Legendre展开式系数.通过求解QP问题得到原问题的数值解.整个离散过程使用快速Legendre变换（FLT）以及相关的一些技巧,能方便计算出函数在各个CGL点上的函数值.数值实验结果表明用该方法解决这类最优控制问题的有效性和高精度.     

平面倒立摆建模与最优控制算法的研究

倒立摆系统是一个多变量、非线性、高阶次、强耦合、欠驱动的自然不稳定系统,是自动控制理论教学和研究中典型的物理模型。本文以平面倒立摆系统为研究对象,使用拉格朗日方程建立了多级平面倒立摆的数学模型。采用线性二次最优控制算法,分别设计了LQR及LQR-模糊控制器,实现平面多级倒立摆的平衡控制,结论证明了本文设计的LQR控制器有很好的稳定性、鲁棒性和适应性。     

光电轴角编码器在飞行仿真伺服系统中的应用

介绍了一种将光电轴角编码器用于飞行仿真伺服系统设计的新方案,并给出了系统的实现方法。阐述了光电轴角编码器的编码解算原理,研究设计了一种四倍频判向调理电路,飞行仿真伺服控制系统整体结构采用三闭环控制。实验测试结果表明:设计的光电轴角编码器及其四倍频判向调理方案的伺服系统具有控制精度高、稳定性好、鲁棒性强等优点。     

Optimal control of a linear system subject to partially specified input noise

One of the most basic problems in control theory is that of controlling a discrete‐time linear system subject to uncertain noise with the objective of minimizing the expectation of a quadratic cost. If one assumes the noise to be white, then solving this problem is relatively straightforward. However, white noise is arguably unrealistic: noise is not necessarily independent, and one does not always precisely know its expectation. We first recall the optimal control policy without assuming independence and show that, in this case, computing the optimal control inputs becomes infeasible. In the next step, we assume only the knowledge of lower and upper bounds on the conditional expectation of the noise and prove that this approach leads to tight lower and upper bounds on the optimal control inputs. The analytical expressions that determine these bounds are strikingly similar to the usual expressions for the case of white noise.     

基于矢量控制的电动伺服控制系统设计

目前在航空航天等领域,电动伺服系统被越来越多地应用于火箭和导弹的矢量推进控制、飞机和导弹的舵面控制、飞机的转弯和刹车控制等;电动伺服系统作为飞行器控制系统的关键子系统,其性能直接影响着飞行器的机动性能乃至飞行安全,因而对其技术指标和可靠性都有着很高的要求;文章所介绍的电动伺服控制系统采用基于矢量控制的软件策略和基于DSP的电力电子电路设计技术,具有超调小、响应快、抗负载干扰能力强及实时性好等优点,目前已经过工程的应用验证。     

基于反馈线性化控制的航空气动伺服系统

提出了一种非线性跟踪控制器的设计方法并应用在某型号航空气动伺服系统中.由于该系统的连接孔和伺服阀组成了一个双约束子系统,因此其气缸内腔压力很难控制.设计了一个改进的反馈线性化控制器用来消除双约束造成的奇点,线性矩阵不等式方法用于确保跟踪误差的稳定性,仿真结果表明该控制器具有良好的动态特性及抗干扰能力.     

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.     

基于模糊控制的直流无刷伺服控制系统

主要研究采用模糊算法设计全数字化微机控制直流无刷伺服系统. 分析了模糊控制器在伺服系统中稳态误差、调节时间和响应时间方面的性能. 用Matlab语言仿真了模糊控制的响应, 并且提出了PI控制加模糊控制的算法, 采用DSP数字信号处理器实现伺服控制.     

Automatic differentiation of rigid body dynamics for optimal control and estimation

Abstract

Many algorithms for control, optimization and estimation in robotics depend on derivatives of the underlying system dynamics, e.g. to compute linearizations, sensitivities or gradient directions. However, we show that when dealing with rigid body dynamics, these derivatives are difficult to derive analytically and to implement efficiently. To overcome this issue, we extend the modelling tool ‘RobCoGen’ to be compatible with Automatic Differentiation. Additionally, we propose how to automatically obtain the derivatives and generate highly efficient source code. We highlight the flexibility and performance of the approach in two application examples. First, we show a trajectory optimization example for the quadrupedal robot HyQ, which employs auto-differentiation on the dynamics including a contact model. Second, we present a hardware experiment in which a six-DoF robotic arm avoids a randomly moving obstacle in a go-to task by fast, dynamic replanning.     

基于CAN总线的分布式位置伺服系统设计

以带有CAN接口的PLC为主控制器、以单片机AT89C52和CAN控制器AN82527等构成分布式控制终端节点,设计了一种基于CAN总线的分布式位置伺服系统,已成功应用于工程实践。该系统具有结构简单、易于实践、可靠性高等优点。     

基于光电传感器的机器视觉系统

对光电传感器在视觉系统上的应用进行了研究。通过学习光电传感器的理论知识,利用其将可见光信号转化为电信号,便于人们识别的原理,在采摘果实机器人上做了研究。运用SolidWorks制图技术清晰呈现出光电传感器的光信号识别功能。本文通过软件模拟,描述光电传感器对果实成熟度的辨识,从而保证农产品的销售质量,大幅度提升采摘农产品时所消耗的人力物力财力。     

基于模糊树模型的非线性系统内模控制

本文提出一种基于模糊树模型的非线性系统的内模控制方法,该方法采用模糊树建立非线性系统的内部模型和逆模型.仿真结果表明模糊树方法建立的非线性系统内部模型和逆模型均具有较高的建模精度,所提内模控制方法对非线性系统具有较好的控制性能、较强的抗干扰能力和鲁棒性能.