基于全阶滑模控制的双轮移动机器人跟踪误差研究

针对双轮移动机器人运动轨迹跟踪误差较大的问题,设计了全阶滑模控制器,并对控制输出误差进行仿真验证.建立双轮机器人简图模型,推导出移动机器人动力学方程式.介绍了移动机器人线速度和角速度的控制过程,对传统PI控制器进行改进,设计了全阶滑模控制器.采用李雅普诺夫函数对控制器的稳定性进行了证明,从而得到机器人运动线速度和角速度...     

工业机器人关节轨迹预定义时间滑模跟踪控制

针对工业机器人关节轨迹跟踪控制问题，设计了一种新型预定义时间滑模轨迹跟踪控制器。首先，通过分析工业机器人关节传动机构，建立了由永磁同步电机驱动的关节运动模型；然后，设计预定义时间滑模轨迹跟踪控制器，并对控制器的非奇异性和预定义时间收敛性进行分析，确保轨迹跟踪误差能够在预定义时间内完成收敛；最后，在工业机器人上进行实验，结果表明，所设计的控制器具有良好的轨迹跟踪性能，并能保证跟踪误差在预定义时间内收敛。     

基于回流能量调节的液压执行机构运动位移控制仿真研究

为提高液压执行机构控制系统响应速度,从而降低执行机构运动位移输出误差,采用超螺旋滑模控制器,并进行仿真验证。建立回流能量调节的液压执行机构简图,定义差动阀液压流量数学模型,推导出液压执行机构动力学方程式。针对传统滑模控制器进行改进,提出超螺旋滑模控制器。给出液压执行机构超螺旋滑模控制的流程,并分析控制系统的稳定性。为进一步验证超螺旋滑模控制器输出精度,采用MATLAB软件对液压执行机构运动位移进行仿真,并且与传统滑模控制器进行对比。结果表明：采用传统滑模控制器,在空载状态下,液压执行机构运动位移与期望值偏差较小,但是在负载状态下,其偏差较大;采用超螺旋滑模控制器,在空载或者负载状态下,液压执行机构运动位移与期望值偏差都较小,执行机构反应速度较快。采用超螺旋滑模控制器,可以有效降低液压执行机构滑模控制器的抖动幅度,提高运动精度。     

3-RRR平面并联机器人神经网络滑模控制研究

针对具有强耦合和高非线性并联机器人的轨迹跟踪控制研究,设计了一种基于神经网络滑模控制器的控制系统。在传统滑模控制的基础上,利用神经网络算法实时修正系统非线性项和不确定参数的功能,有效抑制了SMC系统的抖振现象。建立了3-RRR平面并联机器人的结构简图和Matlab模型,并采用闭环矢量法得到了机器人的运动学反解,为控制系统提供了参考输入。基于机器人的简化动力学方程,设计了一种RBF神经网络滑模控制器,并构造Lyapunov函数证明控制器的稳定性。分别采用传统滑模和神经网络滑模控制方式对机器人的轨迹跟踪进行仿真分析。仿真结果表明:神经网络滑模控制器具有更好的轨迹跟踪精度和较小的稳态误差,验证了神经网络SMC控制器的有效性。     

泵控电液伺服系统滑模反步控制设计及其AMESim仿真

为了提高大负载输出泵控电液伺服系统滑模控制方法对非匹配干扰的影响,采用反步法对系统非匹配干扰进行补偿,通过光滑连续一阶可导滑模技术来消除滑模与反步控制的冲突,并通过联合仿真验证滑模反步控制设计的准确性。研究结果表明:滑模反步控制器结果最接近参考信号,误差最小,表现出最优的稳定性。滑模反步控制器输出电流最小,波动效果最低,证明所设计的光滑连续滑模控制律有效地抑制了输出抖动。滑模反步控制器获得了比反步控制器和PID控制器更小的I_(MSE)和I_(APE),表明在控制器输出强度较低的条件下,利用滑模反步控制器达到了优于PID控制器与反步控制器的控制性能。滑模反步控制器则同时拥有反步控制与滑模控制的优点,不需建立精确模型也能够达到较好的控制性能。     

一种用于控制工业机器人运动轨迹误差的观测控制策略研究

为了提高工业机器人运动轨迹的控制准确度,提出一种运动误差观测控制策略。分析机器人的组成结构,明确其工作原理。建立工业机器人的坐标系,并在该坐标系上求取机器人连杆间坐标系的变换矩阵;利用连杆间坐标系的变换矩阵,得到机器人末端执行器的运动学模型。以机器人的测量运动误差为依据,联合工业机器人的标称正向运动学模型,求取传感器架以及标称架与底座之间的变换模型;通过该变换模型,计算传感器架相对于标称架之间的位置向量及动态误差变换矩阵,得到测量运动误差值;通过测量运动误差值,构造运动误差观测器,用于获取机器人的估计运动误差,并将估计运动误差联合神经网络控制器,以实现对机器人运动轨迹的准确控制。利用此方法和滑模控制策略对平面和空间标定运动轨迹进行追踪,结果显示：此方法能准确地对平面和空间标定运动轨迹进行追踪,而且与滑模控制策略相比,此方法的追踪精度提高了34.25%。说明此方法能对工业机器人的运动轨迹进行精确的控制。     

基于黎卡提微分方程的移动机器人运动误差控制研究

针对移动机器人追踪误差较大、输入扭矩较大的问题,设计了黎卡提微分控制器,并对控制效果进行仿真验证。创建了轮式移动协同机器人,推导机器人运动动力学方程式,引用黎卡提微分方程式,设计出状态依赖性的黎卡提微分控制器。在非完整约束下,推导出机器人状态相关系数参数化和控制结构,实现了黎卡提微分控制器下的移动机械臂运动的稳定性。采用MATLAB软件对移动机器人运动输出误差和输入转矩进行仿真,结果显示:该方法解决了机器人非完整约束系统的不稳定性问题,其输出最大误差下降了42.4%,输入转矩响应时间缩短了50%。采用黎卡提微分控制器,能够提高机器人追踪输出精度和运动稳定性。研究结果为深入研究机器人控制方法提供了理论依据。     

多关节工业机器人BSMC与EPCH协同优化控制

为了解决多关节工业机器人无法同时具有优越的快速性与准确性的问题，提出了反步滑模控制(BSMC)与误差端口受控哈密顿(EPCH)控制的协同优化控制策略。首先，分别设计了BSMC控制器与EPCH控制器；其次，采用基于机器人关节位置误差的高斯函数作为协同优化控制系数，使系统在BSMC与EPCH之间进行平滑切换，且进一步设计了协同优化控制策略，使多关节工业机器人能够兼具BSMC控制器与EPCH控制器的优点；最后，仿真实验结果表明，所提出的控制策略可以使机器人关节伺服系统同时具有快速的动态响应速度和准确的跟踪精度。     

基于饱和函数的不确定机器人模糊自适应滑模控制

针对模型和参数不确定机器人系统轨迹跟踪问题,在模糊自适应控制的基础上提出了一种新的控制策略,该控制策略把饱和函数、模糊原理与滑模控制有机结合起来,设计了一种模糊自适应滑模控制器.该控制器利用模糊逻辑系统为机器人的动力学系统建模,设计自适应律调节未知参数,为保证控制力矩输出平滑有界,不存在一般滑模变结构中的抖振现象,采用双曲正切函数代替传统的符号函数.利用李亚普诺夫定理证明了闭环控制系统全局稳定,跟踪误差渐近收敛于零.仿真结果表明了所提出的控制算法的有效性.     

一种领航-跟随型多移动机器人编队控制方法

针对多移动机器人的路径规划、编队成形与编队保持问题,本文提出了一种集路径规划和轨迹跟踪于一体的领航-跟随型编队控制方法。将改进型人工势场法引入领航机器人的在线局部路径规划中,有效解决了领航-跟随型编队运动中的无碰撞路径规划问题;采用滑模运动控制方法,设计了一种自主调节移动机器人线速度和角速度的轨迹跟踪控制器,解决了跟随机器人实时追踪预定轨迹的实时控制问题。这种综合路径规划和轨迹跟踪的一体化多机编队控制方法,有助于解决多无人系统编队、多机协作搬运等复杂作业任务。     

气液联控伺服系统的滑模位置控制研究

提出了基于PWM控制气液联控位置系统的建模方法,应用非线性平均方法建立了PWM气压伺服系统的数学模型,不仅解决了开关的不连续性问题,还把原来不连续的非仿射输入形式变成一个等效具有可控规范型的非线性仿射输入形式。然后运用滑动模态变结构理论中的经典非线性设计方法,设计了三阶滑模面变结构控制器。对固定阻尼式气液联控系统进行了位置控制仿真实验。实验结果表明,滑模变结构控制使得系统快速性能比较好。     

数控车床智能控制系统的研究

针对目前现有数控车削加工过程中加工、测最、编程相互分离,导致生产效率低,智能化和自动化程度不高以及对机床操作人员要求较高的现状和不足,对数控车床智能控制系统的研究进行了综述.     

面向调节阀的流量控制仿真研究

针对柱塞式调节阀进行流量反馈控制时过于依赖流量测量装置、流量调节时间长的问题，进行流量控制仿真研究。基于Fluent流体仿真软件，建立10%～100%开度值下的调节阀三维流道模型，并在0.2～1 MPa进出口压差下仿真得出调节阀内部流场分布，建立阀口流量与阀芯开度、调节阀进出口压差三维数据表。建立调节阀开度控制模型，同时完成模糊PID控制器的设计。通过MATLAB对3种调节阀流量控制系统进行仿真分析。结果表明：基于所设计的开度控制模型进行流量调节时，有效地提升了阀门的快速性，阀门开度响应时间小于1.8 s,同时完全消除了超调量，更易达到稳定状态。     

定限值控制问题与控制策略

根据合成氨实际生产对转化温度的要求 ,提出了定限值控制问题。初步讨论了采用神经网络控制器 ,来实现定值控制向定限值控制逼近的方法。为提高系统响应的快速性 ,在神经网络内部采用反偏差阈值函数 ,在神经网络外部采用双模式神经网络控制结构     

电液控制系统控制策略研究分析

本文从系统稳定性的角度出发，研究分析对电液控制系统所采用的控制算法：从经典的PID控制方法人手，结合Fuzzy控制方法，采用智能Fuzzy—PID协同控制策略，使系统具有较好的快速性和较高的控制精度。     

电控正流量挖掘机功率控制技术研究

针对某大型液压挖掘机,进行电控正流量挖掘机技术的研究。建立挖掘机液压系统的AMESim模型以及电控系统的Simulink控制策略模型,重点针对双变量泵的功率匹配控制提出改进全功率控制策略,建立能够模拟电控正流量液压挖掘机真实情况的复杂虚拟样机,并进行联合仿真分析,得到挖掘机系统执行元件的输出特性。结果表明：执行机构在外负载下的运动变化符合实际运动规律,同时通过与分功率控制和全功率控制对比,验证了所提出的改进全功率控制策略优越性,进一步验证了所建虚拟样机的合理性。     

非连续控制在液压伺服控制中的应用

本文简要介绍了目前液压伺服控制中常用的几种非连续控制策略，分析比较了各种策略的性能特点，指出各自存在的问题，概括了它们的应用与发展。     

静液传动容积调速系统模型参考自适应控制

对时变负载的静液传动容积调速系统进行了模型自适应控制(MRAC)的实验研究,并与常规数字PID控制的实验结果进行了对比,对比实验表明:在动态性能方面,采用模型参考自适应控制的马达转速阶跃响应曲线比采用数字PID控制的马达转速阶跃响应曲线超调量变化小,进入稳态前的振荡次数变化也小,这说明模型参考自适应控制更适合于负载经常变化的静液传动容积调速系统,为提高调速系统的控制特性提供了参考。     

模糊控制理论在电解槽pH值控制中的应用

基于化工生产中净化过程的严重非线性、时间延迟、非参数模型等特性,使得采用常规的控制技术如PID,对pH值进行精密控制难以取得理想效果的特点,文章提出的模糊控制决策,在净化工艺流程中采用该控制方法可获得高效、稳定的控制效果.