一种LuGre摩擦模型自适应补偿的分析及仿真

介绍一种降低低速转台伺服系统在转动过程中由于摩擦因数影响转动精度的方法。在低速转台转动的过程中由于摩擦力等的影响,转台的速度、位置都会发生偏差,所以在转台系统上引入摩擦控制补偿。利用公式推理,通过与理论值对比,发现自适应摩擦补偿方式与传统摩擦补偿方式相比,其跟踪误差大大降低,能有效抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响。进行基于MATLAB环境下的仿真效果。     

基于状态估计的摩擦模糊建模与鲁棒自适应控制

针对一类多自由度机械系统, 研究了基于状态估计的摩擦模糊建模与鲁棒自适应控制问题. 提出用模糊状态估计器估计摩擦模型中的不可测变量, 并用严格正实和李雅普诺夫稳定性理论证明了状态估计误差的一致最终有界性. 运用模糊状态估计结果设计了多变量鲁棒自适应控制器, 其中摩擦模糊模型中的自适应参数是基于李雅普诺夫稳定性理论设计的, 并证明了闭环系统跟踪误差的一致最终有界性. 本文对多自由度质量、弹簧和摩擦阻尼系统进行的仿真, 结果表明所提出的状态估计算法和自适应控制策略是有效的.     

基于连续可微摩擦模型的直流电机扰动补偿自适应控制

摩擦和未建模动态是电机伺服系统普遍存在的非线性问题,针对这些问题,以直驱直流电机为研究对象,建立了包含连续可微摩擦模型的系统模型,通过对未建模动态的上界进行自适应估计,设计了扰动补偿鲁棒反馈项,进一步采用基于指令的参数回归器,设计了基于指令及指令导数的模型补偿项,降低了系统跟踪性能对测量噪声的敏感度,采用Lyapunov函数证明稳定性,仿真对比结果验证了控制器对于摩擦和扰动具有较好地补偿效果。     

基于反步积分滑模摩擦补偿的光电伺服转台控制

针对光电伺服转台在目标搜索、瞄准时出现角度跟踪误差较大、爬行、抖振等问题,本文结合反步法、自适应滑模、LuGre模型的优势,提出了一种反步自适应积分滑模摩擦补偿控制策略。首先根据光电伺服转台工作环境复杂多变的特点,引入环境因子,建立了改进的LuGre模型,然后在李雅普诺夫框架下分步设计子系统与控制律。引入多个自适应律消除参数不确定对系统的影响,采用双非线性摩擦观测器进行摩擦扰动补偿,采用积分滑模增强系统鲁棒性并减小系统稳态误差。由李雅普诺夫定理证明可知系统全局稳定。仿真结果表明,这种新型控制策略能有效抑制摩擦扰动,提高系统角度跟踪精度,可以满足光电伺服转台的高精度跟踪控制的要求。     

基于单位分解的一类非线性不确定系统跟踪控制设计

利用单位分解在紧致域上能够以任意给定精度逼近连续函数的性质,针对一类不确定非线性系统设计了带有自适应律的鲁棒自适应跟踪控制器．结果表明这种控制器可以使输出跟踪误差渐近收敛到零点的一个小邻域内,并保证闭环系统的所有状态一致有界．最后的仿真实例说明了该方法的有效性．     

LuGre摩擦模型对伺服系统的影响与补偿

摩擦是影响伺服系统性能的一个主要因素. 为了研究摩擦的影响与补偿, 本文首先建立了基于动态LuGre摩擦的机电伺服系统模型. 根据LuGre模型, 构造了一个非线性观测器来估计摩擦力矩. 然后, 积分反步自适应控制算法被设计从而实现了摩擦补偿和负载扰动估计, 并使用Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性. 仿真结果表明:LuGre摩擦会对伺服系统产生极限环振荡以及低速爬行的影响, 并且提出的补偿方法能够降低摩擦对伺服系统性能的影响以及提高了系统的跟踪精度和鲁棒性.     

基于摩擦补偿观测器的转台控制器设计

以单轴转台为对象,设计PID控制器.通过硬件电路设计、转台模型辩识、控制律设计以及系统软件编制,构建了转速控制系统,实现了对转台的速度控制;针对转台低速存在的滞滑现象,建立带摩擦模型的转台系统,提出了基于摩擦补偿观测器的滞滑现象的抑制方法;试验结果表明,控制系统运行稳定,摩擦补偿效果令人满意,满足了给定的设计指标,证明了所用方案的可行性和有效性.     

自适应滑模摩擦补偿在隔膜张力控制中的应用

为稳定放卷张力,提出了自适应滑模摩擦补偿控制算法,对放卷机构中的负载惯量与摩擦进行在线辨识。以放卷电机的转速和角位移误差为变量设计了线性滑模面;以惯量及摩擦估计误差变量及滑模面的偏移变量为基础设计了Lyapunov函数;以该函数的梯度下降为原则设计了在线辨识的自适应律。当系统在自适应滑模控制器的作用下稳定在滑模面上时,负载惯量及摩擦便趋近于其实际值。通过该摩擦补偿方法实现了张力控制目标。对所提方法进行单轴仿真及试验验证,表明该算法能有效提高张力的控制精度。     

基于计算转矩控制结构的机械手鲁棒神经网络补偿控制

提出了一种新的不确定性机器人跟踪控制策略,文中基于计算转矩控制结构,采用了函数链网络实现一个神经网络补偿器,并叠加一个鲁棒控制项,以补偿模型的不确定性部分,另外,还考虑了神经网络逼近误差非一致有界的情形,设计了自适应的鲁棒控制项,算法可保证跟踪误差及神经网络权估计最终一致有界,与其它有关基于计算转矩控制的方法相比,该算法既不需要测量关节角加速度,也不要求惯性矩阵已知,理论和仿真均证明了算法和可靠性和有效性。     

基于小波分解的非线性系统多模型自适应控制

提出了一种改进的基于小波分解的非线性系统辨识算法,利用小波函数的逼近能力在线辨识被控对象的非线性项.针对基于小波分解的辨识算法缺乏预测能力,提出了根据线性鲁棒自适应控制器提供的当前控制信息预测未来的非线性项值新方法,并结合多模型方法,根据所定义的切换指标自动切换到当前最优控制器.仿真结果表明,改进的基于小波分解的辨识算法能够有效逼近非线性系统,基于小波分解的非线性系统多模型自适应控制方法改善了系统性能,随着系统运行跟踪误差明显减小,说明了该方法的有效性和可行性.     

飞行模拟器六自由度运动平台的位置分析与测量控制

针对飞行模拟器六自由度运动平台的位置分析与测量控制进行了研究;依据位置测量元件实时测量到的液压缸长度,运用位置正解算法对运动平台的位置进行了分析,给出了位移传感器的工作原理和位置正解算法模型;利用电液驱动方式组成了体积小、重量轻、加速能力强和快速反应的运动平台控制系统;同时以飞机的俯仰角为例,建立了运动平台驱动信号洗出的算法模型,实现了对模拟座舱的位置和姿态的精确控制;实际应用表明,这些方法是有效可行的,能应用于六自由度运动平台的实际应用中。     

仿真转台内部独立式运动控制卡的研究与实现

介绍了一种独立式多轴运动控制器,并对其工作原理和工作方式进行了分析.此运动控制卡具有集成度高、功耗低、接口简单等优点,可以更好地满足各种转台的灵活性、实时性要求.该卡采用独立式结构,直接安装在台体内部,适于野外使用.     

一类微处理机控制最优自适应转台伺服系统

针对存在干摩擦和负载转动惯量不固定的微处理机控制转台伺服系统,提出一种离散最优自适应控制综合方法.实际系统运行结果表明:用此方法综合的系统优于线性最优伺服系统.     

自适应反推神经网络的转台鲁棒控制器设计

针对未知非线性、外界干扰和参数摄动等不确定因素对实际转台控制系统的影响,提出了自适应反推神经网络的转台鲁棒控制器设计.首先给出自适应Backstepping控制器的设计方法及步骤,接着采用RBF神经网络对转台对象参数的不确定因素上界值加以辨识,实现转台系统的鲁棒控制.其中Backstepping鲁棒控制作为主控制器,RBF神经网络实现了不确定上界值的在线辨识.仿真结果表明,自适应Backstepping神经网络控制很好地克服了对象的不确定性,实现控制系统的较强鲁棒性,适于高精度飞行仿真转台系统的实时鲁棒控制.     

Friction compensation in control valves: Nonlinear control and usual approaches

This work presents different approaches to reduce the control valve friction effect on a process. One is to use the sliding mode control in different conditions and then to compare this controller to widely used algorithms and devices that reduce the control loop variability. The experiments were performed in the Flow Pilot Plant of Polytechnic School of the University of São Paulo with a pneumatic control valve with high friction in a flow control loop. The sliding mode controller yielded promising results, which can represent new horizons with respect to friction compensation in control valves.     

基于ACUTROL 3000控制器的转台远程控制系统在半实物仿真系统中的开发应用

转台是导弹半实物仿真系统中最为关键的设备之一,针对基于ACTROL 3000运动控制器转台的工作特性,重点研究并解决其在半实物仿真系统中的应用技术,开发基于RTX实时环境下的通用化的转台远程控制系统,在半实物仿真系统中得到成功应用。     

一类非线性时滞大系统的自适应鲁棒控制

研究一类包含参数不确定性和关联时滞的不确定时滞组合大系统的鲁棒控制问题。利用线性矩阵不等式技术和自适应参数估计方法，设计鲁棒自适应控制器，从而保证闭环系统渐近稳定。最后给出了仿真示例，说明了该方法的有效性。     

一种球形机器人的非线性滑模运动控制

基于非线性滑模控制方法,对一种欠驱动的球形机器人的运动控制问题进行了研究．球形机器人的输入由两个相互正交的力矩组成．在非完整约束的条件下,分别建立球形机器人的运动学和动力学模型,并通过输入变换将动力学模型变换为一个两输入的二阶系统．基于非线性滑模控制方法分别设计了横向姿态控制器和纵向速度控制器,可以保证被控的运动状态收敛到期望的邻域内．仿真和实验结果验证了所建立的动力学模型和控制方法的有效性．