基于参考模型的移动机器人直接自适应模糊控制

移动机器人是一个多种功能为一体的综合系统．在控制和规划方面缺乏智能性和鲁棒性。本文提出利用参考模型的直接型自适应模糊控制方法．即直接调整控制器的参数,直到把控制对象和参考模型之间的输入误差减少到10^-6的范围为止．运动控制效果很好。     

考虑控制输入受限的卫星姿态控制

研究了刚体卫星在控制输入受限时的姿态调节控制问题.设计了基于饱和函数的非线性控制器,在控制输入受限的同时,也是角速度受限的.通过李亚普诺夫方法证明了闭环系统零平衡点的全局渐近稳定性,保证了姿态和角速度都是渐近趋于零的.所提出的控制方案是模型独立的,不依赖于卫星的转动惯量.仿真结果表明,在控制输入受限情况下,用所设计的控制方案实现姿态控制是可行的、有效的.     

四自由度机械臂的模型参考自适应双重控制

对于参数存在较大不确定性的系统,自适应控制存在的主要问题是在快速调节过程中过渡过程出现大的超调量.为了解决多关节机械臂在运动过程中转动惯量变化较大的问题,分析了基于确定性等价原则的自适应控制器和谨慎控制器的局限性,提出了一种模型参考自适应双重控制算法,并将其用于机械臂的位姿控制.三种控制算法的仿真和实验研究表明,双重控制器的控制性能优于基于确定性等价原则的自适应控制器和谨慎控制器的性能.     

稳定的分数维模型参考自适应系统的设计

针对一类参数未知的线性系统,为了设计出一种能提高系统动态性能的控制律,通过构造分数维的Lyapunov函数,设计出了新的模型参考自适应控制系统,进而证明了该闭环系统是稳定的．仿真实验验证了该闭环系统具有调节时间短、超调量小等更好的动态性能．     

基于神经网络参考模型的船舶航向智能自适应控制系统

为使船舶能在不同状态和环境下按所希望的要求改变船舶的航向，提出了一种基于神经网络参考模型的船舶航向智能自适应控制算法，利用神经网络建立了参考模型和船舶航向运动的辨识模型。并将模糊控制与神经网络相结合，设计了模糊神经网络控制器。利用神经网络的学习功能对控制器的隶属度函数及推理规则进行修正，以提高其自适应能力。仿真结果表明该算法对船舶转向控制有良好的效果。     

随机系统模型参考自适应控制

本文研究了随机系统的模型参考自适应控制问题，针对ＡＲＭＡＸ模型，给出了加权一步超前模型参考控制律及自适应控制律，且证明了自适应控制律的收敛性及闭环系统输入输出有界性。     

一种输入饱和受限系统的自适应逆控制

大部分执行器输入都是受约束的,若直接将控制信号输入被控对象,往往造成控制质量变坏,甚至导致控制失败.提出了一种约束自适应逆控制方法,当输入幅值受到饱和约束时,将饱和器与被控对象看作新的对象进行逆建模,并通过构造Lyapunov函数,得出新的控制器权值更新公式,且保证控制系统的稳定性,从而使饱和的影响降到最小.水箱温控系统的仿真实例表明了算法的有效性及对输入噪声的鲁棒性.     

模型参考自适应-Smith预估控制在发酵温度控制中的应用研究

针对存在严重积分纯滞后的生物发酵系统,利用Smith预估器对纯时间延迟具有补偿作用的原理,在对Smith预估器进行改进的基础上,建立了模型参考自适应串级Smith预估器温度控制模型,推导了自适应Smith预估器调节律和设计算法.仿真结果表明,改进Smith预估控制不但降低了纯时间延迟特性对控制性能产生的不利影响,也提高...     

一种输入饱和受限系统的自适应逆控制

大部分执行器输入都是受约束的，若直接将控制信号输入被控对象，往往造成控制质量变坏，甚至导致控制失败．提出了一种约束自适应逆控制方法，当输入幅值受到饱和约束时，将饱和器与被控对象看作新的对象进行逆建模，并通过构造Lyapunov函数，得出新的控制器权值更新公式，且保证控制系统的稳定性，从而使饱和的影响降到最小．水箱温控系统的仿真实例表明了算法的有效性及对输入噪声的鲁棒性．     

变速风力发电机模型参考自适应控制

风力机系统是一个非线性不稳定的复杂系统,系统具有不确定性,模型很难建立。自适应控制研究对象就是这种具有不确定性的系统,它能通过修正控制器的参数来降低不确定性对系统的影响。采用模型参考自适应方法对变速风力发电机在额定风速下进行控制,使风力机获得最大风能。仿真结果表明此方法对额定风速下变速风力发电机的控制效果很好。     

基于模型参考自适应的AGV运动控制系统设计

为了消除自动导航车（AGV）麦克纳姆驱动轮间负载不均衡引起的控制系统不确定性问题,提出基于模型参考自适应控制（MRAC）的伺服控制方法.建立驱动轮伺服电机的数学模型,根据李雅普诺夫稳定理论求解MRAC控制律和自适应律,并确定自适应律算法的正定矩阵.根据AGV实际运行过程中伺服电机的频率特性,引入低通滤波器.综合AGV定位精度和MRAC系统稳定性,确定二阶巴特沃兹低通滤波器的截止频率.在保证控制系统稳态精度的同时,有效抑制高频振荡.实验结果表明：基于MRAC的AGV在复杂工况下的控制性能保持了较高的稳定性,每个电机的速度波动不超过3%,定位精度误差小于3.6 mm.     

伺服机械的最优模型参考自适应控制

本文讨论并提出改进T.Ionescu自适应算法收敛速度的措施,进行了相应的计算机仿真,在此基础上,把T.Ionescu自适应算法与频域中的最优控制相结合,在一伺服试验台上进行了实验。结果表明:用最优自适应控制提高伺服机械的性能是可行的。     

On guaranteed cost control of linear systems with input saturation

This work studies the problem of control design for linear systems with input saturation.It is well known that integral quadratic constraints（IQC） can be used to describe input saturation and that the use of IQC in analysis can lead to less conservative performance bound and larger domain of attraction.In this work,it is shown that a class of commonly used IQCs may not help in control synthesis.That is,the use of these IQCs does not enlarge the guaranteed domain of performance for synthesis.     

On guaranteed cost control of linear systems with input saturation

This work studies the problem of control design for linear systems with input saturation.It is well known that integral quadratic constraints(IQC) can be used to describe input saturation and that the use of IQC in analysis can lead to less conservative performance bound and larger domain of attraction.In this work,it is shown that a class of commonly used IQCs may not help in control synthesis.That is,the use of these IQCs does not enlarge the guaranteed domain of performance for synthesis.     

具有输入饱和的轧机液压伺服系统鲁棒自适应控制

针对具有参数不确定、非线性和输入饱和问题的轧机液压伺服位置系统,提出一种鲁棒白适应backstepping控制策略。首先,定义一个光滑函数估计饱和函数;为获得稳定的控制输入信号,对被控对象进行增维。其次,利用backstepping方法进行控制器的设计,其中,为处理估计函数的偏微分引入了Nussbaum型函数。最后基于Lyapunov方法证明了闭环系统的所有信号是一致终结有界的。仿真结果表明,该方法能够有效抑制输入饱和对系统造成的不良影响,并能保证系统对参数慢时变具有较强的鲁棒性。     

多约束导引控制一体化的自适应鲁棒滑模设计方法

在攻击机动目标的末制导段, 为使舰炮制导炮弹能够同时满足攻击角、视线角速率测量受限、执行器控制饱和等多项约束, 基于自适应鲁棒控制与动态面滑模设计了一种导引控制一体化设计方法. 首先, 在纵平面内, 建立了弹体的导引控制一体化设计模型. 然后, 设计扩张状态观测器迅速准确地估计出视线角速率与目标机动等未知干扰. 其次, 运用自适应指数趋近律设计了非奇异终端滑模, 以确保视线角跟踪误差与视线角速率在有限时间内收敛至零. 进而, 结合自适应鲁棒项构造动态面滑模与虚拟控制量用以镇定串级系统并削弱变结构项的抖振. 进一步地, 通过设计自适应Nussbaum增益函数, 较好地补偿了由舵机偏转受限引入的控制饱和非线性问题. 运用Lyapunov稳定性理论严谨地证明了终端视线角跟踪误差、视线角速率的有限时间收敛性, 以及系统的一致最终有界性. 仿真实验表明, 所提出的设计方法能够使舰炮制导炮弹在打击具有不同机动形式的目标时, 均具备较好的导引控制性能.     

控制受限的非完整轮式移动机器人滚动优化镇定控制

研究了存在控制量约束的非完整轮式移动机器人的镇定控制问题.针对笛卡尔坐标下的机器人动力学模型,选取加权矩阵,给出了滚动优化控制的仿真结果.为了消除位置坐标之间的耦合关系,通过坐标变换获得极坐标下动力学描述并进行了仿真,与笛卡尔坐标系下的结果相比,控制性能有较大的提高.     

考虑控制输入约束的鲁棒非脆弱保性能控制

针对广泛存在的控制输入约束和控制器增益摄动,提出了一类范数有界参数不确定线性系统的非脆弱保性能状态反馈控制方法,推导了一种新的求解约束非脆弱保性能控制律的充分条件,包括可保证具有有界二次性能和满足控制输入的矩阵不等式.最小化性能函数的约束非脆弱保性能控制问题可转化为一个线性矩阵不等式优化问题.提出了该方法的一个数值应用实例并对实例进行了仿真,仿真结果表明,所提方法能够使得闭环系统控制在允许的控制器增益摄动范围内,系统性能得到最大程度提高,同时保证满足控制输入.     

改进型自适应变结构的挠性卫星姿态机动控制

针对带有输入非线性的挠性卫星的姿态机动问题,提出一种仅利用输出信息的变结构输出反馈控制方法.首先,采用拉格朗日方法建立挠性卫星的动力学模型.然后,在基于非线性和低阶模态的动力学模型基础上,给出滑模存在条件以及变结构输出反馈控制器设计的方法;另外,为了避免确定不确定性和外干扰界函数上界的困难,又给出一种改进型自适应变结构输出反馈控制器的设计方法,通过增加一负反馈项,防止了不确定界函数的参数过大而导致控制过大及系统失稳,从而使对不确定界函数的参数的估计达到更好的效果.最后,将本文提出的控制方法应用于三轴稳定挠性卫星的姿态机动控制,并进行数值仿真研究.仿真结果表明:在反作用飞轮的控制受限条件下,完成姿态机动的同时,有效地抑制挠性附件的振动.     

伺服输入曲柄滑块机构的控制模型

从运动学观点出发，通过实时改变曲柄滑块机构输入曲柄的角速度，可使滑块的输出运动满足持特定的要求，使该机构在结构不变的情况下能满足多种任务需要，给出了伺服输入曲柄滑块机构的控制模型，将计算几何中的Bezier曲线作为输入曲柄的运动轨线，建立了优化数学模型，采用一种改进的遗传算法进行求解，根据所得的最优解控制伺服电机，使输入曲柄的速度按需要改变，可以获得希望的输出运动规律。