面向无人驾驶的三轴应急救援车辆并行控制方法

为实现应急救援车辆轨迹跟踪和横向稳定的优化协调,提出了一种基于哈密顿函数的车辆非线性并行控制方法。 分别 建立了车辆动力学模型和轨迹跟踪模型,通过模型变换将车辆动力学模型和轨迹跟踪模型表示为具有相同控制输入的状态方 程,从而将轨迹跟踪和横向稳定协调控制问题转化为一类非线性并行控制问题,分别设计了轨迹跟踪控制和横向稳定性控制的 哈密顿函数,讨论并证明了基于车辆特性的控制器设计存在条件,提出了一种兼顾应急救援车辆轨迹跟踪和横向稳定控制性能 的非线性并行控制方法,并证明了控制系统稳定性。 结果表明,并行控制下的轨迹跟踪精度和稳定性控制精度分别提升了 10. 13%和 13. 79%,从而验证所设计方法能够更好地实现应急救援车辆轨迹跟踪和横向稳定的协调控制。     

神经滑模控制在机器人轨迹跟踪中的应用

针对滑模控制在机器人轨迹跟踪中应用时出现的抖振问题,提出了基于滤波器的神经滑模趋近律控制方法.根据滑模变结构和径向基函数(RBF)神经网络控制理论,并结合滤波器,对两关节机器人的轨迹跟踪控制进行了仿真研究.通过对单纯的滑模变结构加滤波器的控制方法、RBF神经滑模等效控制和RBF神经滑模趋近律控制这三种方法进行对比仿真分析,结果表明设计的神经网络滑模趋近律控制系统具有良好的跟踪性、鲁棒性和较高的控制精确度,同时有效地消除了抖振,实现简单.     

移动机器人生物启发式变结构轨迹跟踪控制

针对移动机器人反演轨迹跟踪控制中的速度跳变与速度跟踪问题,提出一种采用生物膜电压模型和反演滑模方法的移动机器人生物启发式变结构轨迹跟踪控制系统。首先基于移动机器人的运动学模型建立位姿跟踪回路,即利用生物启发式膜电压模型获取虚拟的位姿误差信号,并结合Lyapunov函数设计反演控制器来解决速度跳变;然后考虑移动机器人的动力学模型设计速度跟踪回路,构造基于组合趋近律的滑模变结构力矩控制器来保证速度跟踪;接下来,根据Lyapunov理论对所提系统的稳定性进行证明;最后,以iRobot Create移动机器人为控制对象进行直线、圆和折线轨迹跟踪控制的仿真研究。通过分析比较初始阶段和拐点处的跟踪误差、速度和力矩,验证了所提系统的有效性。     

基于支持向量机的直线电机推力波动前馈补偿

直线电机系统中,推力波动具有很强的非线性特点,是影响直线电机控制性能的重要因素之一。以结构风险最小化为学习规则的支持向量机进行推力波动模型辨识,来构成具有推力波动前馈补偿自适应控制单元的直线电机PID控制系统。该控制系统集合了PID线性控制和推力非线性补偿控制,以提高直线电机的轨迹跟踪精度。最后由Matlab仿真结果表明,基于支持向量机的推力波动模型比基于最小二乘法具有更高的辨识精度,控制系统具有更小的轨迹跟踪误差、更强的抗干扰性,从而提高直线电机定位精度。     

基于信息融合补偿的PID控制方法研究

控制系统轨迹跟踪过程中,存在控制模型不确定和扰动的影响.为了改善控制性能,必须综合考虑和利用控制系统过去、现在和未来的信息,进行融合处理,确定控制策略.本文提出并设计了基于信息融合补偿的PID控制系统-对该控制系统做了仿真研究.研究结果表明,该方法是可行和有效的.     

粒子群优化BP神经网络光伏锂电池充电系统

通过对太阳能光伏电池最大功率点的跟踪和锂电池的充电控制两部分实现了对锂电池的快速充电。首先利用SIMULINK的s-function的自定义模块和粒子群优化BP神经网络算法实现了对在辐射度、电池板温度、环境温度和风速共4种工作环境下的光伏电池进行最大功率点跟踪和建模,然后通过单片机编程对开关管进行PWM控制,完成充电电路的智能控制。之后,结合MATLAB和SIMULINK完成粒子群优化BP神经网络并在PROTEUS平台上完成充电电路的仿真,最后程序下载到硬件中并通过调试完成对锂电池充电过程的检测。结果表明,粒子群优化后的BP神经网络光伏锂电池充电控制系统具有较高的充电速度和充电效率。     

智能功率模块PS21265在直流无刷电机伺服系统中的应用

介绍了基于智能功率模块（IPM）的直流无刷电机（BLDCM）伺服系统的设计原理和过程,侧重于智能功率模块PS21265在BLDCM控制系统中的具体应用,并分析了直流无刷电机的控制原理,并利用所建数学模型对直流无刷电机的控制系统进行了仿真,仿真结果表明设计达到了预期要求,电机起动快速、稳定,可靠性较好。     

基于小型PLC的DCS电厂机电控制模块的优化设计

电厂的机电控制系统多采用DCS分散控制系统实现对电动机的整流耦合控制,传统的DCS是通过PLC和执行部件以及数据采集相连,进行机电控制模块设计,需要实时监测各个分离单元,同步跟踪控制性能较差。结合小型PLC可编程序逻辑控制器,提出一种基于三层前向神经元PID变压器结构控制的电厂DSC机电控制模块的优化设计技术。首先进行控制系统的总体设计,基于三层前向神经元PID变压器结构理论进行控制算法改进设计,最后进行控制模块的硬件设计,进行控制性能测试和仿真。仿真实验表明,采用该优化控制设计方法,具有更短的机电控制调节时间,当控制过程稳定后,电动机时滞耦合系统的解耦性能较好,提高同步跟踪控制性能,实现对电厂机电系统的逻辑控制,提高电厂机电系统运行的稳定性和可靠性。     

基于稳定补偿状态观测器的旋转导向钻井轨迹跟踪控制

旋转导向钻井是近年来应用于钻井作业中的一种新型导向钻井技术,具有成本低、钻速高、井眼轨迹平滑、可延长水平段等优点。针对一种旋转导向钻井系统的井眼轨迹跟踪问题,分析了系统模型的渐近稳定性;实现了一种基于状态反馈的二维井眼轨迹跟踪控制器。为了克服滞后项所导致的状态观测器稳定问题,提出了一种基于稳定补偿的状态观测器设计方法。控制系统设计的整体思路是利用基于指数趋近律的积分滑模变结构方法实现稳定补偿控制,保证了状态观测器的渐近稳定性;同时为提高系统整体性能,进一步使用遗传算法对系统控制器和观测器参数进行了优化。通过对不同的给定钻井轨迹进行对比仿真实验,验证了所提的控制系统设计方法的有效性。     

基于微分平滑理论的MMC电容电压波动无源一致性控制方法

以模块化多电平换流器(MMC)电容电压波动抑制为目标,设计了微分平滑控制律,通过构建电容电压波动与注入环流间的非线性平滑映射关系,实现存在不确定性输入干扰或未建模误差情况下注入环流期望轨迹的快速准确求取,解决了数值解析法计算复杂的问题。为实现注入环流期望轨迹快速跟踪,设计了形式简单的无源性控制律,以最小内部能耗满足子模块电容电压波动抑制需求;为提升三相电容电压跟踪同步性,将相邻相的注入环流期望轨迹跟踪误差作为状态误差引入无源性控制律,提出了无源一致性控制方法,实现MMC电容电压波动抑制和三相电容电压均衡双目标,同时确保闭环控制系统全局渐近稳定。基于MATLAB/Simulink仿真结果和基于dSPACE的实验结果验证了所提方法具有计算量小、稳定域宽、鲁棒性强、同步性好的特点。     

单相光伏并网逆变器固定滞环的电流控制

并网型逆变器是太阳能光伏并网发电的关键部件,以Matlab/Simulink为仿真平台,建立光伏模块和最大功率跟踪控制器的数学模型和仿真模块,分析光伏模块的电气特性,实现最大功率点的动态跟踪,提出集成式光伏模块和最大功率跟踪控制的并网逆变器系统模型和电流滞环跟踪控制的数学模型和控制策略,仿真结果验证光伏模块数学模型和最大功率跟踪算法的有效性,对光伏并网逆变器受外界环境变化影响的动态响应进行了仿真,表明电流滞环跟踪控制应用于光伏并网逆变器能改善注入电网电流的品质,使电网功率因数为1。     

一种用于高精度随动控制系统的轨迹预测方法

针对一类高精度随动控制系统中,跟踪目标轨迹短时不连续、跟踪指令的给定周期过大,导致随动系统跟踪响应变慢、特性变差的问题,提出了一种跟踪轨迹预测算法。该方法首先对被跟踪轨迹进行简单判定与分类,然后针对不同类型的轨迹,选择合适阶次的拟合多项式,采用改进最小二乘算法,对目标的未来轨迹进行预测。针对不同类型的轨迹,通过仿真确定了其合适的拟合多项式阶次;针对复杂的轨迹,通过仿真验证了预测算法的可行性;采用混合式两相步进电机系统进行实机试验,分析比较了轨迹预测效果。实验结果表明,采用轨迹预测方法,可以减小系统最大跟踪误差与跟踪延时。     

移动机器人自适应模糊神经滑模控制

针对含有驱动器动力学的非完整移动机器人轨迹跟踪控制问题,以驱动器电压作为控制输入,提出了一种新型非完整移动机器人自适应模糊神经滑模控制算法,采用自适应动态递归模糊神经网络在线估计由于参数不确定和外加干扰而引起的未知时变函数,减小了不确定性的估计误差;结合自适应鲁棒控制器,不但克服了移动机器人所受的参数与非参数的多不确定性问题,同时也确保了机器人对指定轨迹的跟踪;基于Lyapunov方法进行了参数自适应律设计和系统稳定性分析,保证了控制系统跟踪误差的收敛性,仿真结果表明了该方法的有效性。     

光伏并网逆变器电流滞环跟踪控制

以MATLAB/SIMULINK为仿真平台.建立光伏模块和最大功率跟踪控制器的数学模型和仿真模块,分析光伏模块的电气特性,实现最大功率点的动态跟踪,提出集成式光伏模块和最大功率跟踪控制的并网逆变器系统模型和电流滞环跟踪控制策略,仿真结果验证光伏模块数学模型和最大功率跟踪算法的有效性,对光伏并网逆变器受外界环境变化影响的动态响应进行了仿真,表明电流滞环跟踪控制应用于光伏并网逆变器能改善注入电网电流的品质,使电网功率因数为1.     

欠驱动TORA振荡轨迹跟踪的模糊控制设计

欠驱动TORA(Translational oscillators with rotating actuator)传统控制目标是实现平衡点的稳定控制。针对系统的周期性振荡轨迹,研究实用的轨迹跟踪控制方案。通过分析TORA系统的动力学,得到平移小车的自然振荡周期,在此基础之上设计一种平移小车周期运动和旋转小球保持定值的动态轨迹。为实现系统动态轨迹的跟踪控制,基于系统状态变量的轨迹跟踪误差设计模糊控制系统;通过设计融合函数合并系统状态变量,将模糊控制器的输入数由4减少到2,再设计模糊控制规则,得到易于实现的模糊控制器。最后,仿真和实验结果验证了所提控制方案的有效性与实用性。     

单相光伏并网逆变器固定滞环的电流控制

并网型逆变器是太阳能光伏并网发电的关键部件,以Matlab/Simulink为仿真平台,建立光伏模块和最大功率跟踪控制器的数学模型和仿真模块,分析光伏模块的电气特性,实现最大功率点的动态跟踪,提出集成式光伏模块和最大功率跟踪控制的并网逆变器系统模型和电流滞环跟踪控制的数学模型和控制策略,仿真结果验证光伏模块数学模型和最大功率跟踪算法的有效性,对光伏并网逆变器受外界环境变化影响的动态响应进行了仿真,表明电流滞环跟踪控制应用于光伏并网逆变器能改善注入电网电流的品质,使电网功率因数为1.     

空间激光通信精瞄指向机构的控制策略设计与仿真

在空间激光通信瞄准、捕获、跟踪系统中,其中一个关键难点问题是在较大的瞄准范围内实现高精度的静态指向和快速的动态响应。为了提高跟瞄精度和跟瞄带宽,本文采用一种新型高精度指向机构,提出位置环和电流环的双闭环控制器,并设计陷波滤波器来抑制系统谐振。最后,基于Matlab/Simulink搭建精瞄指向机构控制系统的仿真平台,以验证算法的控制性能。仿真实验结果显示:设计的控制策略在输入角度幅值为±0.01°时,系统带宽可达224.61 Hz;在角度幅值为±2°,带宽可达30.5176 Hz;同时静态指向精度均可控制在±15μrad范围内。     

一种电子凸轮轨迹跟踪控制方法

以电子凸轮为研究对象,提出一种轨迹跟踪控制方法。阐述了电子凸轮运动规律,在此基础上基于3次非均匀B样条曲线给出了一种凸轮曲线设计方法。为提高凸轮轨迹跟踪精度,设计了模糊滑模迭代控制器。迭代学习控制算法可用于实现目标轨迹的跟踪;模糊控制和滑模控制则可以提高电子凸轮的收敛速度与鲁棒性。滑模控制器处理轨迹偏差及其变化率;模糊控制器对滑模输出进行模糊化和解模糊化处理;通过实时控制调节迭代学习控制器的增量得到理想的轨迹跟踪效果。针对基于伺服电机的电子凸轮,控制系统给出了具体硬件架构。通过实验验证表明,模糊滑模迭代控制算法能够满足电子凸轮对轨迹跟踪精度与鲁棒性的要求,电子凸轮能够有效取代传统的机械凸轮机构。     

基于智能神经元PID的异步电机直接转矩控制

针对异步电机直接转矩控制系统PID转速调节器的适应性、鲁棒性及抗干扰性较差的问题,提出了基于智能神经元PID转速调节器的异步电机直接转矩控制方法。智能神经元PID转速调节器采用2个神经元控制器进行设计,同时实现了控制器参数的在线调整,磁链调节器和转矩调节器分别采用滞环调节器进行设计。仿真结果表明,基于智能神经元PID的异步电机直接转矩控制系统能快速跟踪参考转速变化,具有很强的抗干扰能力、自适应能力和较强的鲁棒性。     

永磁同步电机位置伺服控制系统中的路径规划和跟踪控制

在工业数控加工制造中,经常要求永磁同步电机位置伺服控制系统具有高速、平稳、精确的定位性能。针对传统三闭环PI伺服位置控制系统通常难以直接满足高速、平稳、高效的生产要求,提出了运动路径规划和轨迹跟踪控制方法。通过正弦波加速度运动路径规划以提高运动平稳性、减少冲击性、提高可跟踪性;同时,通过基于系统模型的给定修正,实现轨迹接近于无差的跟踪控制,确保系统的整体性能。仿真试验证实了该方法的有效性和对象参数的适应性。