基于H∞滑模控制的移动机器人轨迹跟踪研究

针对移动机器人轨迹跟踪过程中存在的诸多不确定性,利用Backstepping的思想和Lyapunov方法设计了H∞滑模控制。通过自适应模糊控制来优化滑模控制器的开关增益,从而消除滑模控制中存在的抖振现象。最后分别进行了直线、圆周、正弦三种轨迹跟踪仿真J_1实验,验证了系统的全局渐进稳定性和抗干扰性。证明了该控制算法的有效性。     

轮式移动机器人的动力学建模及跟踪控制

针对轮式移动机器人存在非完整约束的特点,利用牛顿-欧拉方法建立了轮式移动机器人的动力学模型,将非完整约束直接融入到动力学方程中;同时,考虑了电机的动力学特性.针对动力学模型中存在参数不确定以及机器人在工作过程中存在外界干扰的特点,设计了以两轮驱动力矩为输入的滑模轨迹跟踪控制器,采用趋近律方法削弱了滑模控制器的抖振.仿真实验证明了模型的可行性和控制的有效性,较好地实现了机器人的全局轨迹跟踪.     

履带式移动机器人统一动力学建模及控制

通常人们采用分别对车体和机械手进行建模、控制的方法对机器人进行控制,文章突破了这种模式,以履带式移动机器人为研究对象,首先采用拉格朗日方法对移动机器人整体进行动力学建模,然后加入滑模控制方法并使用MATLAB进行仿真,仿真结果有效的验证了其建模的准确性和控制的稳定性。     

移动机器人神经网络补偿计算力矩控制

针对存在动力学不确定建模项、建模误差及外界干扰的移动机器人,设计RBF神经网络补偿计算力矩控制算法。基于反步法设计运动学辅助速度控制率。根据动力学理想名义模型,基于计算力矩法设计一般的力矩控制器。在此基础上,建立具有不确定建模项、建模误差及外界干扰的移动机器人动力学模型,基于计算力矩法设计带有RBF神经网络补偿的力矩控制器,神经网络的权值由自适应律给出。最后,利用Lyapunov理论证明了系统的稳定性。仿真结果表明：神经网络对系统不确定项具有良好的逼近性能,相比于一般的计算力矩控制,所提出的神经网络补偿计算力矩控制算法具有更好的跟踪性能,控制系统具有更好的鲁棒性。     

模糊滑模控制在汽车ABS中的应用研究

为削弱滑模控制的抖振现象,提出了一种基于汽车ABS滑移率控制的模糊滑模控制(FSMC)方法.该方法将模糊控制和滑模控制的优点有效地结合起来,利用模糊控制自适应调整滑模控制的趋近率参数,既保证了滑模控制的鲁棒性,又能够有效地削弱抖振,而且不依赖于精确的数学模型.将设计的模糊滑模控制器应用于单轮车辆模型及由Burckhardt和Kieche μ-S曲线所表示的轮胎模型,在MATLAB/Simulink6.5环境下进行仿真.结果表明,模糊滑模控制方法在ABS的滑移率控制中是切实有效的.     

滑模控制在并联机器人轨迹跟踪中的应用

建立了平面二自由度冗余驱动并联机器人的动力学模型,为进行动力学控制奠定了基础.考虑到并联机器人的非线性不确定性,结合滑模控制对参数变化和系统未建模部分的不敏感性,设计了滑模控制器并进行了稳定性分析.由于滑模控制具有抖振问题,进而设计了准滑模控制器以减少抖振.在充分利用滑模控制鲁棒性较强的基础上,利用准滑模控制减少了抖振对伺服电机和机械臂的损坏.利用MATLAB 7.0对系统进行了轨迹跟踪仿真研究.仿真结果表明,即使在存在初始位置误差的情况下,滑模控制仍能较好地完成轨迹跟踪,准滑模控制能有效减少系统的抖振.     

基于终端约束MPC的轮式移动机器人轨迹跟踪控制

针对轮式移动机器人具有非线性特性和时域约束从而导致跟踪精度较低的问题,提出了一种终端约束MPC(model predictive control)的控制方案。首先,将轮式移动机器人的状态误差方程作为预测模型;其次,在成本函数中加入终端约束,设计了合适的终端域和终端惩罚矩阵,迫使系统在有限时域内跟踪上期望轨迹;然后,利用Lyapunov稳定性框架,建立终端约束MPC控制方案在系统中可行性和稳定性的充分条件;最后,通过在圆形及双移线两种工况下与传统模型预测控制进行对比实验,验证了终端约束MPC控制方案的有效性。仿真表明,相比于传统模型预测控制,终端约束MPC在预测范围内更好地满足了约束条件,从而提高了系统的稳定性和跟踪精度。     

基于动态变边界层的PMLSM新型终端滑模控制

为了提高永磁直线同步电机控制系统的动态响应速度和鲁棒性,提出了一种动态变边界层新型终端滑模(DITSM)控制方法。首先,在全局快速Terminal滑模面中引入积分项,构建积分型全局快速Terminal滑模面,在降低抖振的同时避免了奇异问题;其次,设计动态变边界层饱和函数来替代传统饱和函数,保证状态轨迹可以收敛到切换平面而不是边界层内,提高了系统鲁棒性;最后,设计超螺旋干扰观测器估计未知扰动,并采用前馈补偿的方式将观测值引入控制率,增强了系统抗干扰能力。经过仿真验证,DITSM控制方法不仅保证了系统全局鲁棒性,而且有效提高了系统跟踪精度和响应速度。     

模糊神经滑模控制在气动位置伺服系统中的应用

针对不确定的气动位置伺服系统的跟踪控制问题,提出了一种基于神经网络的模糊滑模控制策略。该控制器用于控制气动伺服关节机器人,仿真结果表明该控制器对系统的不确定性具有较强的鲁棒性,并且具有良好的跟踪性能。     

高阶滑模控制在液压起竖系统中的应用

针对液压起竖系统这类非线性系统的控制问题,根据高阶滑模控制理论,提出了一种基于微分观测器的高阶滑模控制方法。基于液压起竖系统的非线性模型,设计基于高阶滑模控制方法的起竖系统起角跟踪控制器。利用微分观测器对起竖角导数信息和高阶滑模的导数阶滑动变量信息进行观测,从而构造一种基于微分观测器的控制器形式。试验结果表明:该控制方法能应用于液压起竖系统,与PID控制和普通滑模控制比较,该方法可以有效地抑制普通滑模控制存在的抖振问题,并具有很好的控制性能。     

轮式移动机器人滑移轨迹跟踪控制策略研究

针对轮式移动机器人在滑移条件下的轨迹跟踪问题,提出一种自适应模糊控制策略。利用模糊状态观测器对未知的复杂系统模型进行速度估计和补偿,通过设计输出向量将位置约束转换为输出约束,并构造Barrier Lyapunov函数来保证机器人的运动约束,在此基础上设计更简单的纵向滑移模型,利用李亚普诺夫定理分析闭环系统的稳定性,证明了闭环系统中所有信号都是有界的。最后通过仿真和实验验证了自适应模糊控制策略在轮式机器人纵向滑移情况下的有效性和实用性。     

基于极线几何的机器人模糊滑模视觉伺服

从控制的角度出发,针对基于极线几何的机器人视觉伺服问题,设计了模糊滑模控制器,通过建立合适的模糊规则库,有效地削弱或减小抖振现象,同时提高系统的鲁棒性和快速性。机器人6DOF视觉定位仿真实验表明该方法的有效性和可行性。     

基于滑模变结构控制的机器人视觉伺服系统研究

文章以4自由度GRB-400工业机器人为研究对象,采用CORECO图像采集系统,构建了基于图象的视觉伺服控制系统.先推导了GRB-400机器人系统图像雅克比矩阵,然后针对该视觉伺服控制系统设计了一种模型跟踪变结构控制器,并给出了闭环系统的稳定性及结构参数鲁棒性分析.最后通过实验结果验证了该滑模变结构控制器具备良好的鲁棒自适应及抗干扰能力.     

基于观测器的压边装置自适应滑模同步控制

为了提高并联旋压机压边装置在外部扰动未知条件下的位置控制性能及抗干扰能力,提出了一种基于扰动观测器的自适应滑模同步控制方法.首先,针对电液比例位置控制系统存在未知扰动及部分参数无法预知的问题,设计了一种非线性扰动观测器,用以对扰动和未知参数进行估计和补偿.在此基础上设计了一种基于交叉耦合策略的滑模同步控制器,用以降低单...     

模糊非线性积分滑模张力控制系统的研究

张力控制是诸多行业中卷绕系统的关键技术,直接影响着产品的质量。针对卷绕张力系统耦合性强,干扰因素较多等问题,提出了一种鲁棒性强的模糊非线性积分滑模控制方法。以伺服电机为张力执行机构对卷绕张力系统进行数学建模。提出双闭环控制方案并设计了模糊非线性积分滑模张力控制器和具有过渡过程的转矩PID控制器。在MATLAB/Simulink环境中建立了张力控制系统模型并进行了仿真验证。仿真结果表明张力控制系统具有启动过程快速稳定,抗干扰能力强等特点。     

多关节套索驱动机械臂的自适应滑模鲁棒控制

套索驱动的机械臂在运动过程中,末端执行器的姿态变化会导致关节伺服系统的负载转动惯量发生改变.负载转动惯量的摄动会造成系统的建模失配,产生建模不确定性,系统鲁棒性下降.首先,根据D-H坐标法建立了基于套索传动机械臂的动力学模型;其次,提出自适应滑模鲁棒控制的基本策略,对机械臂进行控制;再次,引入HJI理论,通过对Lyap...     

电液伺服系统的积分滑模控制

针对电液伺服控制系统容易受到参数扰动和外部干扰的影响,提出一种积分滑模控制方法。并用极点配置法设计滑模超平面,保证系统的动态品质。仿真结果表明,在电液伺服系统出现参数变化和外部扰动时,积分滑模控制系统有很高的动态性能,抗干扰能力好,具有很强的鲁棒性。     

不确定非线性系统的无颤振动态变结构控制

本文研究有界非匹配不确定性SISO非线性系统的跟踪问题，为克服变结构控制的抖动现象，设计了动念变结构控制方案，得到本质上时间连续的变结构控制律，并且考虑了广系统在有界模型不确定性及外加干扰情况下控制的鲁捧性。最后给出的仿真实例证实了理论结果。