立方体机器人自适应滑模容错控制系统设计

立方体机器人具有多变量、欠驱动和非线性等复杂特点,针对其难以建立精确模型以及故障情况下系统稳定性的问题,设计并实现了一种基于自适应滑模容错策略的立方体机器人控制系统。首先,建立了所搭建的立方体机器人的动力学模型和故障模型;其次,利用滑模控制在滑动阶段对系统参数摄动的不变性和自适应律对系统广义误差的补偿,实现了系统的容错功能;同时,为了有效的抑制滑模控制中固有的抖振问题,提出了一种基于指数趋近律和幂次趋近律的组合趋近律;基于方法证明了所设计自适应滑模容错控制系统的大范围渐近稳定性。仿真和实测实验结果验证了所设计容错策略在立方体机器人的姿态控制中,具有较强的容错能力及较高的控制精度。     

基于二级控制器的重型锻造液压机同步控制

为了提高重型锻造液压机同步控制精度,分别设计了由内环压力控制和外环位置控制级联的二级控制器。建立了多缸单动液压机压力动态模型和滑块位置动态模型;对于内环压力控制器,构造了李雅普诺夫函数,解算了油腔压力控制率;对于外环位置控制器,由于液压系统负载具有不确定性,设计了不确定负载的自适应控制系统,通过构建位置跟踪子系统的李雅普诺夫函数,解算出自适应控制率,同时估计出负载值,通过控制分配方法将自适应控制率转换为各油腔油压期望值。经仿真验证,设计的二级控制器对恒定的不确定负载可以实现无误差估计,在1 s内实现高精度调平,调平误差控制在1. 6×10~(-5)rad以内,1 s内实现对滑块位移的跟踪,且位移误差在1. 5×10~(-4)m以内。     

多缸液压机的滑模变结构智能同步控制

为了减小多缸液压机的同步控制误差和跟踪误差,设计了基于饱和函数控制律的改进型相邻交叉耦合控制器.以阀控电压为控制量,建立了四缸液压机同步系统的动力学模型.为了减少控制器输入量的数量并降低控制律的复杂度,改进了相邻交叉耦合控制器.为了减小滑模控制的抖振幅度,基于饱和函数提出了滑模层的概念,使滑模层内的系统状态在接近滑模面...     

串联型机械臂的自适应鲁棒容错控制研究

针对串联型机械臂关节空间内的轨迹跟踪控制,提出了一种自适应鲁棒容错控制方法。在机械臂动力学模型中加入了外界干扰、关节摩擦与故障模型,并将其等价成二阶被控系统。在此基础上,结合非奇异快速终端滑模面和反步法控制策略,设计一种新型的反步非奇异快速终端滑模控制器。通过李亚普诺夫准则验证了控制策略的全局渐近稳定性;引入自适应技术估计系统不确定性的上界,提高控制器的鲁棒性。以二自由度机械臂为被控对象,对所设计控制器的有效性进行了验证,结果表明:与传统的非奇异快速终端滑模控制器及反步非奇异快速终端滑模控制器相比,该控制器具有响应速度快、鲁棒性强、抖振小的优点,能有效应对系统故障和实现机械臂的高精度轨迹跟踪控制。     

不确定性电液位置伺服系统的自适应滑模控制

本文针对 确定性的电液位置伺服系统的跟踪控制问题，提出了一种自适应滑模控制设计方法，所提出的自适应滑模控制器对系统的不确定性具有较强理棒性，并且跟踪性能良好。     

三维椭圆振动切削系统模糊自适应滑模控制

三维椭圆振动切削被认为是目前最具潜力的机械加工方式,但是加工过程中的控制问题还未被很好的解决,特别是加工过程中对于外界干扰的自适应问题,为了在三维椭圆振动切削过程中实现控制方法的鲁棒性,根据所研制的一种三维椭圆振动切削装置独特的结构方式,首先分析了各个运动之间的串扰情况,并根据装置柔性铰链的特征建立了三维椭圆振动切削装置的动力学模型。提出了三维椭圆振动切削模糊自适应滑模控制的滑模函数与滑模控制律,并通过李雅普诺夫稳定性条件证明了所设计的滑模控制器系统稳定性,采用正弦信号数字实现模糊自适应滑模控制,位置跟踪在3 s内误差控制在0.005范围内,速度跟踪在0.4 s内控制在±0.05之内,能够达到满意的精度,系统模糊自适应滑模控制的模糊逼近也能在0.2 s内收敛,证明了三维椭圆振动切削系统采用模糊自适应滑模控制可以实现较强的鲁棒性。     

基于自适应滑模控制的随车起重机控制特性分析

为提高随车起重机的工作效率、改善控制性能、降低操作过程工作强度,对随车起重机液压控制系统的控制性能进行分析,提出一种自适应滑模控制方法.通过分析随车起重机液压控制系统工作原理和数学模型,设计了自适应滑模控制器;对比分析自适应滑模控制和PID控制系统的控制特性.结果表明:采用自适应滑模控制的随车起重机液压控制系统具有良好...     

位置伺服系统模糊自适应滑模控制研究

位置伺服系统对响应速度、定位精度、抗扰性能等要求越来越高,传统PID控制实现容易,但依赖对象数学模型、性能有限,很难满足高要求。滑模控制不依赖对象模型、适用性强,因此提出一种对指数趋近速率进行自适应调整的滑模控制方法。以位置伺服系统为对象,分别采用PID控制、滑模控制、模糊自适应滑模控制进行定位控制及抗扰动性能的仿真及试验。结果表明:模糊自适应滑模控制较PID控制在快速定位及抗扰动性能上均明显占优;相比普通滑模控制,其动态性能更好。因此对于要求响应速度快、抗扰性能强的位置控制应用场合,提出的模糊自适应滑模控制适用性更好,有一定的应用价值。     

基于状态观测器的空间机器人滑模容错控制北大核心

研究了具有执行器故障的漂浮基空间机器人系统无速度反馈的关节轨迹跟踪控制问题,设计了基于状态观测器的神经网络积分滑模容错控制方案。首先,根据执行器故障类型建立执行器故障的数学模型,并结合拉格朗日法建立了执行器故障的空间机器人系统动力学方程;其次,为实现控制器的无速度反馈,设计了状态观测器对系统速度进行估计,并结合神经网络提高估计精度;再次,根据滑模控制理论设计了积分滑模控制器,通过神经网络补偿执行器故障的影响,并设计自适应律补偿神经网络的估计误差,保证了控制器的连续性与非奇异性,使系统获得良好的轨迹跟踪精度和容错能力;最后,通过李雅普诺夫方法证明了控制方案的稳定性,并通过MATLAB数值仿真运算,验证了控制方案有效性。     

基于迭代学习的机器人自适应滑模控制

针对非线性强耦合、参数复杂且不确定以及干扰未知的机器人轨迹重复跟踪控制问题,提出一种基于迭代学习技术的自适应鲁棒控制策略.在迭代学习的基础上,引入自适应滑模控制器,以提高系统的鲁棒性;接着,对控制器进行了稳定性分析;最后,分别基于两种工况对该控制器的特性以及对随机干扰的抗干扰性能进行了仿真实验,结果表明基于迭代学习的自...     

粉末成型液压机的自动控制模式

在保留通用液压机原有手动控制功能的前提下,用可编程控制器对其进行自动化改造,以满足粉末成型工艺的要求, 使通用液压机的使用范围更加宽广。     

液压机速度控制技术新发展

液压机速度控制技术是液压机的关键技术之一,其控制精度影响产品的质量.针对液压机速度控制技术,分析综合了当前国内外相关的文献资料,阐述了其最新发展现状、存在问题、发展趋势和应用前景.液压机速度控制基本原理和控制方式保持不变,依然是通过改变进入工作液压缸的流体流量来调节速度,但调速方式、控制策略得到了新的发展.在节流调速、容积调速、容积/节流调速的基础上,出现了变频驱动容积调速及变频驱动容积调速/节流调速,并将得到广泛应用.     

四柱液压机液压系统故障诊断

四柱液压机广泛适用于可塑性材料的压制工艺。如粉末制品成型、塑料制品成型、冷(热)挤压金属成型、薄板拉伸以及横压、弯压、翻透、校正等工艺。但液压系统优缺点突出,造成液压系统故障有诸多因素,且液压系统是在绝对封闭状况下运行,损坏与失效经常发生在内部,故障点隐蔽、原因复杂、部位不易确定。因此,熟悉了解四柱液压机液压系统常见故障及采用快速、正确判断故障部位的方法,对于液压系统故障的迅速诊断及维修尤为重要。本文通过分析液压机液压系统常见故障,提出了液压系统故障诊断方法,具有一定借鉴意义。     

基于局部Lipschiz映射的模锻压机非线性摩擦自适应补偿

模锻压机在国防、军工行业中具有极为重要的作用.然而低速运行时的模锻压机极易出现速度不稳定、抖动、甚至爬行等现象,非线性摩擦力是造成该现象的关键因素.为提高模锻压机低速运行时的稳定性,设计了一种自适应控制方法来补偿非线性摩擦力.该控制方法是在LuGre模型的基础上,通过使用局部Lipschiz映射来更新摩擦模型的参数,并且使用双曲函数来减轻控制系统的抖振,随后定义了1个Lyapunov函数并验证了该控制方法的稳定性.Matlab/Simulink环境下的仿真结果显示,该控制方法相比于传统PID控制方法,能够提高模锻压机低速运行时的响应速度和稳定性.     

压药液压机的压力控制方案

炸药压制液压机在压制过程中需对压力进行精准控制,以防药粉爆炸;同时可以使药柱的密度均匀,不易破裂。本文简述在调试过程中总结出的两种压力控制方案。     

巨型模锻液压机同步控制系统的鲁棒控制研究

建立了巨型模锻液压机同步控制系统的数学模型,在此基础上,提出了一种在保证系统稳定的前提下,具有良好动态性能的伺服补偿器.仿真结果表明:该控制算法可以有效地解决多缸驱动下的巨型模锻液压机同步控制的问题,鲁棒性强且具有良好的动态性能.同时,对同步系统鲁棒调节控制参数波动进行了分析,结果表明:同步控制系统在鲁棒调节器的作用下...     

24MN玻璃钢制品液压机控制系统的研制

24MN玻璃钢制品液压机有其特殊的工艺要求,需要对液压机的压力、速度和平度进行控制.为此设计了液压系统的结构,采用八缸框架式结构,并提出PLC与Trio控制器相结合的控制方案.PLC主要负责系统运行、维护与模式切换.Trio控制器依靠设计的控制算法,调节比例伺服阀,以控制压力、速度和平度.通过调试,系统运行良好并实现了要求的控制目标.     

液压机压制速度控制技术的现状与发展趋势

液压机压制速度控制方式和精度是液压机的关键技术之一。针对液压机压制速度控制,收集、整理了当前国内外相关的研究与应用成果,分析总结了其控制方式、原理、特点和工程应用的研究现状及存在的问题,阐述了其发展趋势和应用前景。     

巨型模锻液压机同步控制系统控制性能影响因素研究

同步控制系统是巨型模锻液压机上必备的关键装置,其同步控制性能的好坏将直接决定产品的质量。通过建立同步控制系统数学模型,对控制性能的一些影响因素进行了仿真实验,结果表明:由于液压系统的非线性、时变性以及通道间相互作用的存在,导致各通道的参数不能达到完全一致,引起了由系统本身固有特性差异产生的同步误差。     

计算机控制管件液压成形液压压力机的研制

在分析管件液压成形工艺过程,该工艺过程对成形设备的基本要求和现有成形设备发展状况的基础上,介绍了新型计算机控制管件液压成形液压机的设计方法,工作原理以及机械、液压和控制系统的实现;最后,为验证该液压成形压力机的应用效果,给出简单试验件的试验结果.