非协调移动机器人的变结构跟踪控制

研究非协调移动机器人系统的跟踪问题。根据反演设计的方法 ,针对双后轮驱动移动机器人的运动学模型 ,设计变结构跟踪控制方案 ,使闭环跟踪系统渐近稳定。对双后轮驱动机器人的仿真证实了控制器的鲁棒跟踪能力     

4自由度机械手的滑模变结构轨迹跟踪控制

针对机械手的高度非线性、强耦合的特性,依据滑模变结构控制理论,提出了一种机械手的滑模变结构的控制方法,并对其进行仿真。仿真结果证明该方法对4自由度机械手的轨迹跟踪的有效和准确性。     

基于滑模变结构的轮式机器人双环轨迹跟踪控制

针对轮式机器人轨迹跟踪问题,提出了一种利用滑模变结构算法构建的双环轨迹跟踪控制系统。在基于轮式机器人运动学模型基础上,针对该非线性欠驱动系统采用滑模变结构算法设计了能够保证全局范围内渐近稳定的轨迹跟踪控制器,并构建了双环控制系统。通过内环系统控制角速度,实现对方向角的跟踪;外环控制器得到控制角之后实现对速度的控制,使机器人达到期望位姿状态。文中利用Lyapunov稳定性理论对所设计的闭环系统进行了稳定性分析,并通过仿真进一步验证了该控制系统的有效性。     

基于双目标模型的时空上下文跟踪算法

传统的时空上下文跟踪算法在更新目标模型时不考虑跟踪结果的有效性,故目标被长时间遮挡后,目标模型容易被错误更新且难以修正。因此,本文提出了一种基于双目标模型的改进时空上下文跟踪算法以解决错误更新问题。该算法引入一个辅助目标判别模型来评估时空上下文算法跟踪结果的有效性,并根据评估结果对目标模型进行更新。辅助模型使用目标的局部纹理信息而不是相关性信息作为特征,在目标被长时间遮挡后也能准确评估更新内容的有效性,并能在遮挡结束后修正错误更新的目标模型。在多组数据集上的实验表明,改进算法在测试数据集上的跟踪成功率为82%,中心偏差为8pixels;在长时间遮挡等干扰情况下的跟踪精度比原时空上下文算法有明显提升,实现了目标的可靠跟踪。     

电液伺服系统的模糊变结构跟踪控制研究

针对电液伺服系统的跟踪控制问题,给出了一种模糊变结构控制的设计方法。在常规的变结构控制中引入模糊控制,有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振,而不牺牲滑模控制系统对参数变化和外干扰不确定的强鲁棒性。仿真结果表明了该控制方法的有效性。     

模拟自治车队行驶过程变工况速度跟踪控制

智能车路系统通过提高单车控制智能化水平以及与交通环境之间的信息交互能力,实现车辆自主驾驶以及列队控制,通过提高车速,减小自治车队行驶过程中车间距离,将公路交通流调整到最佳状态;提高路网通行能力和道路安全,从而解决日趋严重的交通问题.利用十分之一模型车、模拟道路、智能控制和无线通信网络等技术手段构建基于车路协调的自治车队...     

基于简化的ISPF算法与视听信息融合的目标跟踪

提出了一种适用于视听融合的简化型重要性函数粒子滤波器(ISPF),该算法充分利用视听媒体间的天然时空相关性,基于视听信息的融合实现了特定场景中对说话人的跟踪.将声源定位结果转换为一个具有特殊权重的粒子,以图像彩色信息模板匹配算法作为视觉底层跟踪,通过具有特殊权重的粒子来限制和引导视觉跟踪结果.实验结果表明,文中算法与基于单一信息的目标跟踪相比平均误差降低了约三倍,具有明显的优越性.     

一类三阶非线性动态滑模变结构控制

针对动态滑模变结构控制策略,研究了一类带有参数不确定项的非线性系统的变结构控制问题.分析了在未知扰动下的三阶非线性系统的输出调节问题,证明了基于李亚普诺夫稳定性理论意义下的动态滑模变结构控制律的稳定性,该控制律能使系统快速达到滑模状态,保证了系统误差的快速收敛性及对外部扰动和参数不确定性的不敏感性,最后给出的仿真实例证实了理论分析结果的正确性.     

DC-DC变换器变结构控制方案探讨

为使DC-DC变换器变结构控制可获得良好的静动态特性。文章给出两种变结构控制方案,一种是用新型滑模控制方法用于Buck变换器。即用两个滑模面分别实现内外环控制,内环为电流控制环,外环为电压控制环。双滑模面的控制具有很强的鲁棒性,抖振和稳态误差很小。另一种是将传统的PI控制方法与SMVSC控制方法相结合应用于Boost变换器,当输出偏差较大时采用SMVSC控制方法,而在输出偏差较小时采用PI控制方法。这种混合控制方法使系统既具有快速性和鲁棒性,同时,由于PI控制的作用消除了滑模面附近的高频抖动及滑动模态误差。经仿真表明这两种控制方法控制效果十分理想。     

混合输入机构的模糊自适应变结构控制

针对混合输入机构中常速电机可不可控的特点,提出了基于常速电机位置跟踪的控制策略来对伺服电机进行控制,对常速电机的速度波动进行补偿,并给出了控制框图。因为系统的精确动力学模型难以获得,故考虑系统参数的不确定、外部扰动和非线性摩擦,设计了模糊自适应滑模变结构控制器以实现混合输入机构的轨迹跟踪。应用模糊自适应推理逼近系统的不确定之和,从而得到连续的控制增益,消除了变结构控制的抖振。     

PMSM变结构MRAS无位置传感器控制研究

针对永磁同步电机低速无感运行时系统抖震以及估计转速不准确的问题,将变结构模型参考自适应观测器(SM-MRAS)应用到永磁同步电机无传感器控制中。开展了模型参考自适应观测器的基本原理分析,提出了用连续函数替代传统滑模变结构控制中的开关函数,给出了滑模面和自适应率的设计方法以及优化后的SM-MRAS转速辨识算法的框图,并对该算法的稳定性进行了严格的数学论证。在Matlab软件平台进行了仿真实验。研究结果表明,改进后的变结构模型参考自适应转速辨识算法有效消除了电机在低速时由于频繁开关而造成的系统震荡,避免了电机参数对算法的影响,在很宽的调速范围内都有良好的稳定性能。     

基于Terminal的船舶动力定位系统控制器设计

滑模变结构控制是一种特殊的非线性控制,它具有快速响应、实现简单、对扰动不灵敏、无需在线辨识等优点。船舶动力定位系统属于不确定、非线性的系统,本文对一船舶动力定位系统的数学模型进行了Terminal滑模控制器设计、通过Matlab中的Simulink进行仿真,仿真的结果验证了滑模变结构控制对船舶动力定位系统控制的有效性。     

姿控飞轮变结构变速积分控制及实现

为了兼顾飞轮控制系统的响应速度和稳态精度,在分析常值切换变结构控制和变速积分控制特性的基础上,将具有开关特性,响应快,但存在抖振缺点的常值切换变结构控制与能改变积分项的累加速度,使其与偏差大小相对应,稳态精度高的变速积分控制相结合,利用变速积分控制算法的稳态精度高的优点弥补常值切换控制的开关特性带来的缺点,提出了变结构变速积分控制。实验结果表明：变结构变速积分控制使系统的动态性能和稳态性能都得到很大提高。控制指令为偏移量1000rpm,幅值100rpm, 周期0.01Hz正弦信号时,跟踪误差为2rpm。     

一种新的有源滤波器变结构控制方法

针对有源滤波器滑模变结构控制的有差调节问题,提出了一种广义积分迭代控制算法来降低稳态误差,并将该控制算法的输出结果作为滑模变结构控制中的等效控制,形成三重变结构控制器。实验结果表明,该控制方法兼具较快的响应速度和较小的稳态误差。     

滑模变结构在有源电力滤波器的控制中的应用

变结构控制以其独特的鲁棒性及对匹配不确定性和外部千扰的完全自适应性等特点，使其在解决不确定非线性系统的控制问题上显示出了巨大的生命力。本文在掌握变结构控制国内外研究现状的基础上，系统地研究了非线性系统（有源电力滤波器）的变结构控制方法。     

液压同步运动系统变结构控制设计

该文以一执行器的实际运动轨迹作为另一执行器的理想跟踪目标，针对实际液压系统非线性时变特点，对两执行器的同步误差采用变结构控制策略。研究和仿真表明：采用变结构控制的液压同步运动系统，不仅具有较强的鲁棒性，而且有良好的动态品质和同步精度。     

液压电梯系统的积分变结构控制

介绍液压电梯的积分变结构控制方法的试验研究情况。仿真试验表明：此方法跟踪性能好,且对参数变化具有较强的鲁棒性。     

Variable structure fuzzy control using three input variables for reducing motion tracking errors

Conventional fuzzy controllers for motion tracking utilize generally two input variables (position error and velocity error) to deal with highly nonlinear and time-varying dynamics associated with complex mechanical motion with multi- DOF. This results in some tracking errors at steady state, in general, mainly due to friction existing in mechanical systems. To eliminate the steady-state tracking errors, a variable structure fuzzy control algorithm is proposed using three input variables (position error, velocity error, and integral of position errors) and a switching logic between two inputs and three inputs. Simulation and experimental studies have been conducted to show the validity of the proposed control logic using a direct-drive SCARA manipulator with two degree-of-freedom. It has been shown that the proposed fuzzy control logic has significantly improved motion-tracking performance of the mechanical system when it is applied to complex polygon-tracking in Cartesian space with inverse kinematics and path planning. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Kyongsu Yi Chul-Goo Kang received his B.S. and M.S. degree in Mechanical Design and Production Engineering from Seoul National University, Korea, in 1981 and 1985, respectively. He then received his Ph.D. degree from Univ. of California, Berkeley in 1989. Dr. Kang is currently a Professor at the Department of Mechanical Engineering, Konkuk University in Seoul, Korea. He serves as a board member of the Institute of Control, Robotics and Systems, and also Korea Robotics Society. His research interests include motion and force control, train brakes, and intelligent robots.     

姿控飞轮变结构变速积分控制的实现

为了兼顾飞轮控制系统的响应速度和稳态精度,在分析常值切换变结构控制和变速积分控制特性的基础上,将具有开关特性,响应快,但存在抖振缺点的常值切换变结构控制与能改变积分项的累加速度,使其与偏差大小相对应,稳态精度高的变速积分控制相结合,利用变速积分控制稳态精度高的优点弥补常值切换控制的开关特性带来的缺点,提出了变结构变速积分控制。根据飞轮的本体模型和运动方程建立了控制模型,分析了控制模型的性能,进行了转速跟踪实验。实验结果显示:变结构变速积分控制使系统的动态性能和稳态性能都得到很大提高。控制指令为偏移量1000r/min,幅值100r/min,周期0.01Hz正弦信号时,跟踪误差为2r/min。结果表明,提出的方法抑制了超出切换带范围的超调量,提高了进入切换带内的稳态精度,防止了抖振,基本达到了加快响应速度和提高稳态精度的要求。     

双偏心蝶阀弹性密封结构分析

介绍了双偏心蝶阀的特点和工作原理,分析了应用中出现事故的原因,提出了结构改进的方法。