基于DSP/FPGA的反步法阻抗控制柔性关节机械臂

针对柔性关节机械臂与环境接触时的柔顺控制问题,提出一种反步法阻抗控制方法,并基于李雅普诺夫稳定性理论证明了控制器的稳定性.该方法是在建立柔性关节机器人模型的基础上,将李雅普诺夫函数选取与控制器设计相结合的一种回归设计方法.它从系统的最低阶次微分方程开始,逐步设计满足要求的虚拟控制,最终设计出真正的控制器.轨迹跟踪和阻抗控制实验结果表明"该方法是有效而可行的.

     

柔性臂协调运动系统的动态反馈镇定

研究柔性臂协调运动系统分布参数模型的镇定问题.基于系统能量关系和正实引理,提出一种构造性的设计方法.所设计的控制器由前馈和动态反馈两部分构成,其中动态反馈部分的传递函数是严格正实的.通过线性算子半群理论和LaSalle 不变集原理,证明了闭环系统是渐近稳定的.

     

一类直接模型参考Backstepping自适应控制

提出一种新的直接模型参考Backstepping自适应控制系统结构.该系统在直接模型参考自适应控制(MRAC)结构的基础上,增加了Backstepping控制信号发生器,通过Backstepping方法的灵活设计获得良好的过渡过程品质,得到直接MRAC在稳定性和鲁棒性设计等方面的优点.采用高阶调节器设计了未具规范化的直接模型参考Backstepping自适应律,克服了传统自适应律引入规范化信号后使系统过渡过程品质下降的缺点.

     

新型增益调度变结构控制器的性能比较研究

为了提高变结构控制系统的控制效率,从节省控制能耗,消除颤振,快速进入滑动模态,获取稳定滑动模态等基本要求出发,将变结构控制器设计成具有增益调度控制器参数的增益调度变结构控制器,并提出了增益调度变结构控制器的设计方法.通过选择不同的调度变量,调度变量函数以及调度变量的变化范围,给出6种不同的增益调度变结构控制器,并进行了仿真研究,以比较其控制性能.

     

约束非线性系统构造性模型预测控制

研究了连续时间约束非线性系统模型预测控制设计. 利用控制 Lyapunov函数离线构造单变量可调预测控制器,再根据性能指标在线优化可调参数,其中该参数近似于闭环系统的,衰减率,同时,控制 Lyapunov函数保证了算法的可行性和闭环系统的稳定性 .最后通过数值仿真验证了该算法的有效性.

     

基于一阶特征模型的自适应跟踪控制方法

基于特征建模理论, 针对一类可由一阶特征模型描述的被控对象, 设计一种新的自适应跟踪控制方法. 通过参数整合, 将系统特征压缩到一个时变参数中, 进一步减少需估计的参数, 更利于工程应用. 利用李雅普诺夫方法, 分析闭环系统的稳定性. 最后, 通过数学仿真验证了所提出方法的有效性.

     

一种离散时间系统变结构控制的新方法

研究离散时间系统变结构控制问题,提出一种新的离散变结构趋近律．利用该趋近律设计的离散变结构控制器,不仅能大幅度削弱抖振,使系统运动最终趋于原点不存在稳态振荡,而且可使系统的准滑动模态保持步步穿越切换面的基本属性,有效地改善了控制品质,提高了系统的鲁棒性．仿真结果验证了该方法的有效性与合理性．

     

多操纵面飞机变参数动态控制分配策略

针对操纵面饱和时混合优化控制分配效率低的问题, 提出一种包含执行器动态的多操纵面变参数控制分配策略. 考虑执行器物理约束和动态特性, 构建多操纵面飞机控制分配模型. 以权系数变换矩阵为参数, 将非线性混合优化控制分配律线性化. 分别建立忽略和包含执行器动态的变参数控制分配线性矩阵不等式优化模型, 并研究控制分配系统对参数变化的灵敏度. 仿真结果验证了变参数动态控制分配策略的有效性.

     

对角CARIMA模型多变量自适应约束广义预测控制

为了简化约束存在时多变量广义预测控制算法的设计与实现,依据对角CARIMA模型的结构特点,将多输入多输出对象的参数辨识和模型预报问题转化为一系列多输入单输出子对象的参数辨识和模型预报问题.推导了输入输出的约束形式及优化求解过程,简化了多变量对象的参数辨识,模型预报,目标函数和约束条件系数矩阵的计算.在由DCS控制的非线性液位装置上的对比实验结果表明了该方法的有效性.

     

基于扰动观测器和有限时间控制的永磁同步电机调速系统

针对采用矢量控制的永磁同步电机调速系统提出一种复合控制方法:首先用扰动观测器观测出系统中由于模型参数变化,负载改变等产生的扰动,并用此观测值作为前馈量补偿到输入端;然后运用有限时间控制方法设计系统前向通道中的反馈控制器;最后给出了控制器参数与速度误差收敛性能之间的数学关系.仿真表明,基于扰动观测器的有限时间控制具有更好的抗扰动性能和更优越的收敛性能.

     

板球系统的参数自调整反步控制

为解决系统初始值大范围变化,且控制量受到饱和特性约束的板球系统镇定控制问题,提出一种自动调整待设计参数的反步控制方法.分析了反步法偏差系统的平衡点特性;说明了反步法待设计参数与偏差系统动态间的关系;构造了Mamdani模糊逻辑,以自动调整反步法待设计参数;考虑了控制量受饱和特性限制而引入的约束条件,进而以遗传算法优化了模糊规则.仿真和实验结果均表明,自动调整待设计参数的反步控制方法降低了镇定控制中的位置偏差和位置超调.

     

一种自适应振动主动控制策略及其在C型三维表面检测系统中的应用

基于广义最小方差和一步超前预报理论,围绕三维型面扫描系统中所存在的周期性微振动问题,提出了一种新的自适应振动主动控制算法.以C型臂式三维激光扫描系统为应用背景,基于来自于该系统的数据样本建立了系统的振动动态自回归滑动平均模型(ARMA模型).采用所提出的自适应控制算法对该模型进行了振动主动控制仿真研究.仿真结果验证了所提出的方案可以有效地抑制C型臂运动过程中产生的振动,提高系统的整体三维检测精度.

     

大加减速轴向移动系统自适应边界控制

针对具有系统结构参数不确定的大加减速轴向移动系统, 为了提高其振动控制品质, 结合Lyapunov 理论、自适应控制技术和?? 曲线加减速法设计自适应边界控制, 用以抑制结构振动偏移量. 所设计的自适应控制能避免控制溢出效应和补偿系统参数不确定性, 并保证闭环系统的稳定性和闭环状态的一致有界性. 仿真结果表明, 所设 计的自适应边界控制算法能有效抑制结构振动偏移量.

     

基于二维混合模型的改进型重复控制器设计

针对一类线性系统,提出一种基于连续/离散二维混合模型的改进型重复控制系统设计方法.首先,通过分析重复控制系统中独立存在的控制行为和学习行为,建立了连续/离散二维混合模型,并将重复控制设计问题转化为一类连续/离散二维系统的状态反馈控制问题;然后,基于对重复控制过程的分析和二维模型,提出一种新型重复控制系统结构,并将重复控制器的设计问题转化为连续/离散二维混合系统的状态反馈设计问题;最后,应用二维Lyapunov 泛函理论和线性矩阵不等式方法,获得了重复控制器参数求解方法.

     

不确定离散切换系统的滑模控制

研究一类不确定离散切换系统的鲁棒滑模控制问题.针对传统变结构控制应用于离散系统时易失去其鲁棒性的问题,提出一种采用带调整参数递归式滑模函数的离散滑模控制策略,改进了离散时间滑模控制系统的趋近律方法,并针对不确定因素的影响设计了无须知道扰动上界的估计器.应用Lyapunov函数给出了离散切换系统的滑动模态可达条件,并设计了离散切换规则.仿真结果表明了所提出设计方法的有效性.

     

基于不同加权因子的随机多模型自适应控制

针对一类噪声方差未知的随机系统,基于不同加权因子设计多个参数辨识器辨识模型参数,在此基础上,构成多模型自适应控制器.在每个采样时刻基于指标切换函数选择最佳辨识模型,并将基于此最佳模型设计的控制器切换为当前控制器. 同时,证明了多个模型控制器之间相互切换时整个闭环系统是全局收敛的 .仿真结果表明,同单一自适应模型控制器相比,这种基于多个不同加权因子的多模型自适应控制器在模型参数发生跳变时可很好地改善被控对象的控制品质.

     

基于最大灵敏度的加热系统分数阶内模控制

针对加热系统热传导过程模型不精确和系统参数不确定性问题, 提出一种新的基于最大灵敏度的分数阶内模控制方案. 采用分数阶模型描述加热系统可以提高精度, 而内模控制能够很好地处理系统参数不确定性问题. 利用最大灵敏度整定分数阶控制器参数, 并以此获得强鲁棒性控制系统. 数值结果验证了所提出的分数阶内模控制方案的有效性, 具有比整数阶内模控制方案更好的控制性能.

     

一种跟踪问题中的次优非线性预测控制算法

针对跟踪问题中无状态和输入约束的非线性预测控制最优解的求取问题,引入参考输入轨迹的概念,利用Ｓｔｉｒｌｉｎｇ插值公式,将非线性系统模型沿参考输入输出轨迹展开,取其一阶近似,处理成参数已知的线性模型．在此基础上,利用线性系统预测控制理论求解得到原系统的次优控制律．该方法不要求系统模型连续可导,且无需对线性化后的模型参数进行在线辨识,计算量小,易于实现．

     

高超声速飞行器基于Back-stepping的离散控制器设计

!根据高超声速飞行器纵向模型的特点,提出了基于Back-stepping的离散控制器设计方法.首先通过合理的简化,将飞行器的模型转化为连续非线性系统的严格反馈形式;然后采用欧拉法得到其近似的离散模型,根据近似离散模型并结合Back-stepping和反馈线性化方法,设计了高超声速飞行器的离散控制器.利用高超声速飞行器的纵向模型对算法进行仿真验证,得到了较为满意的控制效果.

     

基于一阶混杂Petri网的柔性制造系统粗糙控制

研究基于一阶混杂Petri网模型的柔性制造系统粗糙控制.为构造正确的一阶混杂Petri网模型行为演变图,提出了确定改变Macro状态事件的新方法;进而给出了柔性制造系统优化与控制算法,并基于粗糙集合理论和所给出的算法,提出了柔性制造系统的粗糙控制方法.最后通过一个实例验证了该方法的有效性.