基于滑模和神经网络的永磁直线伺服系统控制

针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统，提出一种将非线性神经网络控制和滑模控制相结合构成的双自由度控制策略，该控制策略解决了直线伺服系统跟踪性能和鲁棒性能之间的矛盾，滑模输入控制器保证了系统对给定的快速跟踪性能；神经网络输出反馈控制器对系统参数变化和阻力扰动（包括直线电机的端部效应力）进行很大程度的抑制，并可以削弱滑模控制的抖振对系统稳态性能的影响，仿真结果表明该方案在保证伺服系统的快速性同时，对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性。     

永磁直线同步电机的零相位H∞鲁棒控制研究

针对永磁直线同步伺服电机(PMLSM)直接驱动伺服系统，提出了一种将零相位误差跟踪控制(ZPETC)和 H_∞鲁棒控制相结合的二自由度鲁棒跟踪控制策略.以解决系统的快速而精确的跟踪控制性能和抗扰性能之间的矛盾.零相位误差跟踪控制器保证了快速性，使系统实现准确跟踪；而H_∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响，保证了系统具有较强的鲁棒性能.仿真实验结果表明，该方案在保证伺服系统的快速精确跟踪性的同时，对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

直线伺服系统的变增益零相位H∞鲁棒跟踪控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)直接驱动伺服系统，提出了一种将变增益零相位误差跟踪(VGZPET)控制和H_∞鲁棒控制相结合的鲁棒跟踪控制策略，以解决系统的快速而精确的跟踪性能和抗扰性能之间的矛盾.VGZPETC克服了建模误差、系统参数变化等影响，保证了快速性，使系统实现准确跟踪；而H_∞控制器克服了负载扰动等不确定性影响，保证了系统具有较强的鲁棒性能.仿真结果表明，该方案具有快速精确的跟踪性能，同时对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

基于阻力估计器的直线伺服系统滑模控制

针对直接驱动的永磁直线同步电动机（PMLSM）伺服系统的端部效应引起的推力波动问题，设计一种带有阻力估计器的滑模变结构速度控制器，滑模控制对扰动和系统参数变化具有很强的鲁棒性，但是却存在抖振现象，影响伺服系统的稳态性能，为了削弱滑模控制的抖振，设计一个阻力扰动估计器对阻力扰动（包括直线电机特有的端部效应产生的推力波动）进行估计和补偿。仿真结果表明，该方案对系统参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性，同时提高了系统的稳态精度。     

永磁直线同步电机自适应模糊分数阶滑模精密运动控制

为解决永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统中存在不确定性而影响伺服精度的问题,本文提出了一种自适应模糊分数阶滑模控制(AFFOSMC)方法以保证PMLSM的动子位置精密跟随给定.首先,建立含有参数变化、外部扰动等不确定性的PMLSM数学模型.然后,设计分数阶滑模控制(FOSMC)方法以保证系统的鲁棒性.由于在实际应用中难以确定FOSMC的切换控制增益,因此采用AFFOSMC对系统的不确定性进行估计.同时,针对AFFOSMC的估计误差以及FOSMC中切换控制引起的抖振,设计自适应模糊到达调节器(AFRR)对其进行补偿.因此,在不需要不确定性边界信息的情况下,仍可实现伺服性能的进一步提高.最后,基于DSP的系统实验结果表明,本文AFFOSMC方法能够有效减弱参数变化和外部干扰等对系统造成的影响,提高系统的鲁棒性,并能精确跟踪响应.     

双直线电机动态同步进给鲁棒控制研究

针对双直线伺服系统的两个位置环间的动态同步进给控制问题，子系统的速度和位置控制器的设计采用具有较强鲁棒性和跟踪特性的积分-比例(IP)方法。并在分析双直线电动机同步进给伺服系统产生不同步现象原因的基础上，基于变结构控制理论设计了滑模同步控制器，以解决双位置环系统输出端机械耦合、电机参数变化和其它扰动等不确定性因素对同步精度的影响。仿真结果表明该控制方案具有很强的鲁棒性，在不对称负载的条件下能实现动态同步进给。     

永磁直线同步电动机系统的QFT/H∞鲁棒控制

针对直接驱动永磁直线同步电动机（PMLSM）系统的各种不确定性,提出一种将定量反馈理论（QFT）和H_∞理论相结合的鲁棒控制策略.该控制策略通过合理选取被控对象不确定性权函数、高频噪声抑制权函数和灵敏度权函数,利用以线性矩阵不等式（LMI）为基础的H_∞控制求得QFT速度控制器,简化了单纯QFT设计鲁棒控制器时繁琐的做图过程,所设计的控制器在保证快速性的同时,抑制了闭环系统内各种不确定性因素的影响.仿真结果表明,该方案实现了伺服系统的快速跟踪性能,对系统的参数变化和阻力扰动具有很强的鲁棒性.     

基于B样条网补偿的直线伺服系统跟踪控制

针对永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统，在分析影响直线伺服跟踪精度因素的基础上，采用学习前馈控制(LFFC)策略对该伺服系统进行有效的补偿控制.在系统和扰动定性知识的基础上，设计了基于B样条网络的学习前馈补偿控制，利用了B样条网具有收敛速度快和避免局部极值的优点.仿真结果表明，该控制策略明显降低了外部负载扰动、端部效应、摩擦力以及系统参数变化等对系统性能的影响，从而显著提高了直线伺服系统的跟踪精度.     

永磁直线电机伺服系统模型参考离散滑模控制

针对高精度永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统存在的参数变化、端部效应和负载扰动等诸多不确定性问题，设计了模型参考离散滑模(MRDSMC)位置跟踪控制器.将伺服问题转化为调节问题，并采用一步延迟扰动近似来补偿未知扰动，此外，为了抑制由高频未建模动态引起的抖振，在MRDSMC设计中加入低通滤波器.理论推导与仿真结果表明，该方案能有效地抑制PMLSM伺服系统的参数变化和阻力扰动的影响，具有很强的鲁棒位置跟踪性能.     

基于奇异摄动永磁直线同步电动机的滑模控制

针对永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统存在参数摄动 和外部扰动,且机械与电气变量之间存在耦合关系,严重影响伺服系统的鲁棒性和精度的问 题,提出基于奇异摄动模型化简的滑模变结构控制方法.利用奇异摄动原理将PMLSM的高阶数 学模型化简为二阶线性模型.采用滑模变结构控制来提高含有大量不确定性参数和扰动的系 统的鲁棒性;采用连续逼近法来避免不连续切换控制引起的抖振现象.仿真结果表明,所提 出的控制策略使PMLSM伺服系统对外部扰动和参数不确定性具有很强的鲁棒性.     

基于鲁棒L2的无刷直流直线电机定点控制

针对无刷直流直线电机(BLDCLM)伺服系统输出能无延迟、无超调地跟踪输入指令的变化,而常规PID控制器很难同时满足系统对输入的跟踪性能和对不确定性的抗扰性能要求这一现状,提出鲁棒L₂跟踪控制策略,亦即有针对性的引入非线性控制抑制扰动和实现对输入指令的准确跟踪.对具有变化负载和驱动增益变量的BLDCLM定点控制进行鲁棒L₂控制器设计,并运用MATLAB/SIMULINK仿真得出在不同负载条件下的阶跃响应和相应的电机速度、位移响应曲线.仿真结果表明,任何状态下系统都有最佳动态响应,从而证明了该方法的合理性和有效性.     

Hybrid H2/H∞ force/position control based on neural networks

A neural network control scheme with mixed H2/H∞ performance was proposed for robot force/posi-tion control under parameter uncertainties and external disturbances. The mixed H2/H∞ tracking performance ensures both robust stability under a prescribed attenuation level for external disturbance and H2optimal track-ing. The neural network was introduced to adaptively estimate nonlinear uncertainties, improving the system' s performance under parameter uncertainties as well as obtaining the H2/H∞ tracking performance. The simulation shows that the control method performs better even when the system is under large modeling uncertainties and external disturbances.     

基于神经网络的鲁棒自适应滑模迭代学习控制

对一类不确定非线性系统，包括不确定性机器人，提出一种自适应鲁棒迭代学习控制方案，学习控制用于学习周期性的系统不确定性，自适应滑模控制用于抑制非周期性系统不确定性，并且利用RBF神经网络自适应学习系统不确定性的未知上界，对不确定性系统动态和有界输入拢动具有鲁棒性，通过Lyapunov直接方法，确保了对每次迭代闭环系统是一致有界的，并且沿着迭代次数的增加，跟踪误差渐近收敛于零，仿真结果表明了该方案的有效性。     

磨床PMLSM进给单元鲁棒非线性控制器研究

为了解决永磁直线同步电机（PMLSM）进给单元模型摄动大、扰动力复杂的问题，设计了一种全局稳定的非线性控制器。为了增加系统的稳定性及跟踪性能，该非线性控制器充分利用了位置偏差及其积分、速度及其偏差以及参考输入的二次导数等信息，构建了Lyapunov函数来检验非线性控制器的稳定性。仿真和实验结果表明，该非线性控制器的误差跟踪、速度响应等性能远远优于传统的内嵌式PI控制器，该控制器对系统的模型摄动具有鲁棒稳定性，抗扰动能力强，并减小了不同切削深度引起的速度波动。     

熔化极气体保护焊中弧长系统的改进无模型自适应控制

针对熔化极气体保护焊中电流与弧长非线性时变系统难以建立精确的模型,且在焊接过程中,系统存在各类不确定因素并易受到内外界扰动的问题,提出一种改进的无模型自适应控制方法。首先,设计了带有可测与不可测干扰以及不确定因素的动态线性化泛模型,采用参数估计算法在线估计伪偏导数,引入干扰观测器实时补偿逼近内外界扰动和不确定因素;进而,通过构建准则函数设计出弧长系统的控制律通,在此基础上,得到改进的无模型自适应控制方案;最后,证明了该方法的鲁棒稳定性。仿真结果表明：与现有无模型自适应控制方案相比,所提出方法具有良好的跟踪性能和更快的响应速度;当焊接过程中遇到可测和不可测干扰以及不确定因素时,所提出的控制方法具有更强的鲁棒性,从而确保了焊接过程中弧长的稳定和较好的控制品质。     

水下运载器多变量鲁棒输出反馈控制方法

针对存在较大参数不确定性和仅具有位置、姿态测量的水下运载器的六自由度位姿控制难题,提出一种基于自适应平滑增益滑模观测器和多变量积分Backstepping控制器的非线性控制方法.解决水下运载器的鲁棒输出反馈控制问题,使用基于Lyapunov稳定性理论的设计方法保证观测器 控制器系统的稳定性.设计的自适应平滑增益滑模观测器,克服常规滑模观测器中所存在的高频颤振现象,从而获得较平滑的速度估计值.当存在模型不确定性和有界未知干扰时,可以保证速度估计误差以指数速率收敛至较小的球域内.设计的多变量积分Backstepping控制器,可以保证系统的跟踪误差同样收敛至较小的球域内.以浙江大学正在研制的海王号ROV六自由度控制为研究对象,使用所提出的控制方法与传统PID控制器进行对比仿真研究.仿真结果表明,当存在较大参数不确定性、较强未知外干扰和测量噪声时,所提出的控制方法具有较强的鲁棒性能,可以很好地跟踪参考轨迹,获得较好的动态性能和稳态控制精度.性能明显优于常规PID控制器,并且解决了PID控制器所存在的转艏角设定值不能大于90°的问题.     

迭代学习PMLSM跟踪控制

在具有重复运动轨迹跟踪系统中,为了抑制永磁同步直线电机系统模型的不确定性、外部扰动,提高跟踪精度,提出用前馈-反馈结构来控制PMLSM的运动过程。重复迭代学习前馈控制可以提高系统轨迹跟踪性能,而IP反馈控制对参数变化和外部扰动有很好的抑制作用,提高系统的稳定性。Matlab仿真结果验证了方法的有效性。     

双直线电机伺服系统动态同步进给的鲁棒H∞控制

以两台直线电机作为高速度、高精度龙门移动式镗铣床的龙门柱纵向进给的传动构构为应用背景.采用直接传动方案，对同一直线伺服系统内双位置环间的动态同步进给控制问题进行了研究.基于H_∞控制理论设计了一个同步传动控制器，通过对电流环进行补偿控制提高响应速度实现动态同步进给来保证系统的同步精度；由IP位置控制器来满足位置系统跟踪性能要求.仿真结果表明了所设计方案的合理性和有效性.既保证了闭环系统的鲁棒稳定和具有好的跟随性能，又抑制了模型摄动及外部干扰对系统的影响，保持了系统的鲁棒性能.     

不确定系统LQ保代价控制的鲁棒稳定性分析

提出了不确定系统鲁棒LQ保代价控制的定义和概念,给出了非结构和一类结构不确定系统保代价控制鲁棒稳定性分析方法,分别建立了保代价控制的参数可变鲁棒界,对结构不确定系统,还提出了一种优化鲁棒界的方法,并确立了可行的计算步骤。     

交流永磁直线伺服系统的滑模双自由度控制研究

针对直接驱动的交流永磁直线伺服系统,提出一种将线性双自由度控制与非线性滑模控制相结合的鲁棒控制策略,内环采用的双自由度控制结构可使扰动得到很大程度的抑制,但还存在余差,外环采用的滑模控制保证了系统的快速跟踪性能,并可以消除内环的余差,使系统具有更强的鲁棒性。同时,双自由度控制中的反馈控制器又能沸弱滑模控制的抖振,保证了系统的稳态性能仿真实验结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性。