一种具有非线性观测器的分散式自适应鲁棒机器人控制新方案

本文提出一种新型的分散式自适应鲁棒机器人控制方案。它主要解决以下诸方面的问题:1)减少在线计算量;2)通过设置一个非线性观测器来及时修正模型信息,以适应负载及其他因素变化的需要,进而有效地减少所需控制值(尤其当系统处于平稳工作状态时,效果更加明显),相应地,也就减少了系统工作时的动能损耗。这一点对[1]中提出的机器人分散式变结构控制算法有较大改进;3)对系统的不确定性和扰动作用具有鲁棒性。     

机器人轨迹跟踪的一种自适应神经鲁棒控制

针对不稳定机器人轨迹跟踪问题,提出了一种基于神经网络的自适应鲁棒控制。该控制方案由一个PD反馈和一个神经动态补偿器组成,其特点是不需要系统不确定性上界的先验知识,而且避免了求解惯性矩阵逆,通过利用一个RBF神经网络自适应学习系统不稳定性的未知上界,从而可以有效克服系统不确定性的影响,保证机器人系统的输出跟踪误差渐近收敛于0。     

任务空间内空间机器人的鲁棒复合自适应控制

对于本体姿态受控而位置不受控的空间机器人系统,其任务空间内自适应控制的难点在于系统的Jacobian矩阵与系统的动力学参数有关,因此当系统存在参数有确定性时,无法通过运动学关系式将任务空间轨迹精确地转换为关节空间轨迹。为解决任务空间内的轨迹跟踪操和任务,本文提出了一种鲁棒复合适应控制方法,证明了当系统存在参数不确定性及非参数不确定性（包括扰动、未建模动态）时,这种方法可以保证系统全局一致最终有界。仿真结果验证了算法的有效性。     

基于观测器的空间机器人神经自适应鲁棒控制

研究无速度反馈的不确定性自由漂浮空间机器人轨迹跟踪控制问题,为了提高控制性能,采用一种观测器神经网络自适应鲁棒控制方法。利用神经网络设计观测器对系统的速度信息进行估计;其次,利用神经网络对系统模型的非线性进行逼近,设计神经网络自适应鲁棒控制器对系统进行控制,无需建立复杂的数学模型,并且所设计的自适应律能够进行在线学习;最后,根据H∞理论设计的鲁棒控制器保证了系统稳定,并使系统的L2增益小于给定指标。仿真结果表明,上述方法在无速度信息反馈下仍能进行有效的跟踪控制。     

一类关于不确定性机器人的鲁棒控制策略

基于计算力矩结构,研究参数和结构不确定的机器人轨迹跟踪的鲁棒控制策略.其 特点是利用了机器人不确定动力学的集中包络函数,在该包络函数已知的情况下,设计的非 线性连续补偿控制律能够有效消除系统的不确定性影响,保证系统达到三种不同的稳定性结 果.另外,在该包络函数参数未知时,还没计了一个新颖的在线辨识器,可保证系统指数意义 下的渐近收敛或一致有界.     

一种机器人自适应阻抗控制算法

本文针对参数未知及负载不确定下的机器人运动控制问题，提出了一种形式非常简洁的自适应阻抗控制算法，它能使机器人系统跟踪目标阻抗并保证跟踪误差的渐近稳定性及机器人与外界整体系统的稳定性，本文还就无直接力反馈控制方法进行了讨论。     

空间机器人系统的自适应控制

对于载体姿态可控的空间机器人系统，本文给出了一种笛卡空间自适应控制算法，当系统的动力学参数未知时，该算法可以保证对手端期望位置轨迹的渐近跟踪，并且不需要测量关节加速度。应用文中算法对二杆平面空间机器人系统进行仿真研究。证实了算法的有效性。     

漂浮基空间机器人的径向基神经网络鲁棒自适应控制

针对一类同时具有参数及非参数不确定性的自由漂浮空间机器人系统的轨迹跟踪问题,采用了一种RBF神经网络的自适应鲁棒补偿控制策略.对于系统的参数不确定性,通过对径向基神经网络来自适应学习并补偿,逼近误差通过滑模控制器消除,神经网络权重的自适应修正规则基于Lyapunov函数方法得到;而非参数不确定通过鲁棒控制器来实时自适应...     

不依赖模型的机器人鲁棒自适应跟踪控制

提出了一种新颖的鲁棒自适应控制策略，用于不确定性机器人的轨迹跟踪。它不需要任何模型知识，唯一需了解的是系统的阶数和输出的位置及速度状态。理论和仿真均证明，系统的不确定性诸如摩擦力、外部扰动及未建模动力学带来的不确定性影响，均可被设计的控制律补偿，最后可保证全局指数收敛或全局一致最后有界的结果。另外，本文还给出了跟踪误差的暂态测量。     

不确定性机器人的鲁棒控制

本文研究不确定性刚性机器人的鲁棒控制问题，提出了一种新的鲁棒控制方案，控制器由两部分组成：第一部分为基于标称模型设计的计算力矩控制器；第二部分为基于Ｌｙａｐｕｎｏｖ方法设计的鲁棒补偿控制器，其作用是消除不确定性对跟踪性能的影响。本文证明了闭环系统的全局收敛性，仿真结果表明本方法对于存在外扰和模型不确定性的机器人系统是十分有效的。     

一类互联机器人系统鲁棒分散自适应控制

研究一类存在模型不确定性和外部扰动的互联机器人系统的控制问题.控制器由一般线性控制器,线性自适应控制器和非线性自适应控制器综合构成.通过Lyapunov理论证明设计的鲁棒分散自适应控制器能够有效地克服不确定性对系统的影响,实现闭环系统的渐近轨迹跟踪控制.最后给出一个仿真例子进一步验证控制器的有效性.     

一类空间机械臂系统的自适应控制与鲁棒控制

讨论载体位置与姿态均不受控制的自由浮动空间机械臂系统的控制问题。基于增广列反馈控制模型,提出当载荷参参数不确定时空间机械臂追踪惯性空间期望轨迹的自适应和鲁棒控制方法,通过仿真运算,证实了方法物有效性。     

非完整移动机械手鲁棒自适应模糊控制

考虑系统存在的参数、外界扰动和未建模动态等不确定性,研究非完整移动机械手的鲁棒自适应控制器设计方法.基于用旋量理论建立的非完整移动机械手的动力学模型,设计了移动平台子系统的运动控制器,然后应用非线性反步控制技术和模糊逻辑系统的通用逼近性,用参数化线性模糊逻辑系统逼近非完整移动机械手动力学模型中的不确定项,基于Lyapu...     

Observer-Based Adaptive Robust Precision Motion Control of a Multi-Joint Hydraulic Manipulator

Hydraulic manipulators are usually applied in heavy-load and harsh operation tasks. However, when faced with a complex operation, the traditional proportional-integral-derivative (PID) control may not meet requirements for high control performance. Model-based full-state-feedback control is an effective alternative, but the states of a hydraulic manipulator are not always available and reliable in practical applications, particularly the joint angular velocity measurement. Considering that it is not suitable to obtain the velocity signal directly from differentiating of position measurement, the low-pass filtering is commonly used, but it will definitely restrict the closed-loop bandwidth of the whole system. To avoid this problem and realize better control performance, this paper proposes a novel observer-based adaptive robust controller (obARC) for a multi-joint hydraulic manipulator subjected to both parametric uncertainties and the lack of accurate velocity measurement. Specifically, a nonlinear adaptive observer is first designed to handle the lack of velocity measurement with the consideration of parametric uncertainties. Then, the adaptive robust control is developed to compensate for the dynamic uncertainties, and the close-loop system robust stability is theoretically proved under the observation and control errors. Finally, comparative experiments are carried out to show that the designed controller can achieve a performance improvement over the traditional methods, specifically yielding better control accuracy owing to the closed-loop bandwidth breakthrough, which is limited by low-pass filtering in full-state-feedback control.

     

一种新的鲁棒自适应控制器

本文通过引入估计误差符号信息的反馈来建立一种新的鲁棒自适应控制器，能确保存在有界外部干扰时Ｌｙａｐｕｎｏｖ函数对时间的导数的半负定性，从而确保了系统的稳定性，使系统具有较强的鲁棒性，理论分析与仿真结果表明，该鲁棒自适应控制器对有界外部干扰有较强的抑制能力，并且可以加快自适应初始阶段的收敛速度。     

Trajectory Tracking Control of an Underactuated Underwater Vehicle Redundant Manipulator System

The purpose of this study is to control the position of an underactuated underwater vehicle manipulator system (U‐UVMS). It is possible to control the end‐effector using a regular 6‐DOF manipulator despite the undesired displacements of the underactuated vehicle within a certain range. However, in this study an 8‐DOF redundant manipulator is used in order to increase the positioning accuracy of the end‐effector. The redundancy is resolved according to the criterion of minimal vehicle and joint motions. The underactuated underwater vehicle redundant manipulator system is modeled including the hydrodynamic forces for the manipulator in addition to those for the autonomous underwater vehicle (AUV). The shadowing effects of the bodies on each other are also taken into account when computing the hydrodynamic forces. The Newton‐Euler formulation is used to derive the system equations of motion including the thruster dynamics. In order to establish the end‐effector trajectory tracking control of the system, an inverse dynamics control law is formulated. The effectiveness of the control law even in the presence of parameter uncertainties and disturbing ocean currents is illustrated by simulations.     

变时滞不确定关联系统的分散鲁棒容错控制

针对一类不确定项具有数值界的变时滞不确定关联系统,运用线性矩阵不等式（LMI）方法对其分散鲁棒容错控制问题进行研究。首先提出以一组LMIs有解作为系统可分散鲁棒容错控制的充分条件,并给出了在此条件下的控制律,它对执行器发生故障时具有完整性;然后求解一个具有LMIs约束的凸优化问题,作为设计具有尽可能小反馈增益的分散鲁棒容错控制律的系统化方法,从而得到更符合实际的满意的分散容错控制律。     

具有非线性扰动多时滞系统鲁棒稳定性分析与分散鲁棒控制

研究一类非线性参数扰动满足范数有界条件时多重时滞系统的鲁棒稳定性及其分散鲁棒控制。首先利用Lyapunov函数方法分析系统的鲁棒稳定性,获得一种新的稳定性条件,然后利用标量Lyapunov方程方法讨论系统指数稳定的条件,通过对系统采取分散反馈控制,进一步得到系统可鲁棒镇定和可指数镇定的条件。     

移动机械手鲁棒自适应模糊控制

基于旋量理论建立了非完整移动机械手系统的动力学模型,通过反步控制技术,应用非线性参数化模糊逻辑系统设计了移动机械手的鲁棒自适应模糊控制器.该控制器放松了移动机械手控制器设计中斜对称性的要求,对移动机械手系统中存在的参数或外界扰动等不确定性具有较强的鲁棒性和自适应能力.理论证明和仿真结果表明,所设计的控制器是有效的.