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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 62 毫秒
1.
针对机械臂遥操作系统中存在的时变时延问题,提出了基于广义扩张状态观测器的控制方法,实现了遥操作系统稳定并且主从机械臂关节角位置同步的控制目标。首先通过反馈线性化,将遥操作系统的主从机械臂动力学模型转化为一个关于位置跟踪误差和时延的状态空间模型。针对该多输入多输出的干扰不匹配模型,设计了广义扩张状态观测器和相应的控制律,从而消除了时变时延以及其它扰动引起的不确定性对系统的影响,并对系统进行稳定性和抗扰性分析。最后,通过仿真验证了所设计的控制方法的有效性。  相似文献   

2.
研究了一类仿射非射线时变系统基于状态观测器的输出反馈跟踪问题。首先,设计出该系统的状态观测器,然后,给出了一种用估计状态实现渐近跟踪期望信号的控制器设计方案,并证明了相应闭环系统的指数稳定性,其中系统的控制器和观测器可以分离独立进行设计。最后,给出了数值仿真研究,结果表明了该方法的有效性。  相似文献   

3.
基于双曲正切函数的二阶时变参数扩张状态观测器   总被引:2,自引:0,他引:2  
当传统扩张状态观测器(ESO)的状态初值与系统的状态初值相差较大时,普遍存在微分峰值现象.为了消除这种现象,本文给出了用双曲正切非线性函数构造ESO的一般形式,并且用Lyapunov函数证明了二阶ESO的误差系统为渐近稳定.然后又利用双曲正切函数自身的饱和特性,设计出一种时变ESO,可以实现微分峰值的有效抑制.最后,把这种ESO的仿真结果与经典ESO的仿真结果进行对比,表明这里提出的ESO能够有效抑制微分峰值现象,并可以获得系统状态变量和非线性扰动的精确估计.  相似文献   

4.
本文放弃了Luenberger状态观测器理论对系统完全可观测性的要求,提出了一般线性时变离散系统的状态观测器设计方法,并对j=i,i-1给出了系统完全(i,j,Ti)-可重构这一新概念的充要条件。  相似文献   

5.
针对修正罗德里格参数描述的航天器姿态运动模型,利用扩张状态观测器(ESO)研究无角速度测量下的无源姿态跟踪控制问题.首先,为了削弱常值增益ESO中的峰化现象,设计一种时变增益ESO对角速度和系统的总干扰进行估计;进一步考虑航天器姿态运动的无源特性,结合互连和阻尼分配无源控制(IDA-PBC)理论及backstepping思想设计跟踪控制律;最后,从理论上对闭环系统的稳定性进行严格证明.仿真结果验证了所提出控制方法的有效性.  相似文献   

6.
针对伺服电机驱动的连铸结晶器振动位移系统中存在时变负载转矩、参数不确定性等问题,本文提出了一种基于扩张状态观测器(extended state observer, ESO)的自适应非奇异终端滑模(nonsingular terminal sliding mode,NTSM)控制方法.首先,设计ESO对系统存在的综合扰动和不可测状态进行估计.然后,采用分层设计的方法,分别对位移跟踪子系统和电流环子系统设计基于ESO的自适应NTSM控制器和滑模控制器.为削弱ESO估计误差对跟踪精度的影响,在NTSM控制器中引入了自适应增益.可以证明,所设计的控制器能够保证闭环系统所有信号有界,系统状态可渐近收敛到原点附近的小邻域内.最后,仿真结果验证了所提出控制方法的有效性.  相似文献   

7.
为了实现自适应扩张状态观测器理论分析的简洁和工程应用的直观,本文提出了一种自适应扩张状态观测器(adaptive extended state observer, AESO),并给出了收敛性证明过程.然后,将其应用到直线电机伺服系统中,设计了基于AESO的PD控制器.实验结果表明,提出的AESO可以准确估计系统的状态和受到的干扰,并且可以消除高增益线性扩张状态观测器固有的峰化现象,同时还验证了设计的观测器–控制器的有效性.  相似文献   

8.
基于神经网络的非线性扩张状态观测器   总被引:2,自引:2,他引:0  
自抗扰控制方法是一种新型的非线性设计方法,在自抗扰控制器中主要存在着确定待定参数的问题;非线性扩张状态观测器是自抗扰控制器的核心,在研究非线性扩张观测器中的参数整定问题时,将神经网络的思想引入参数整定,提出了基于神经网络的非线性扩张状态观测器的设计方法,运用该方法可以对任意阶的非线性扩张状态观测器进行参数设计;大量仿真算例表明,设计出的观测器具有良好的鲁棒性,有一定工程应用参考价值.  相似文献   

9.
针对具有参数不确定性和负载扰动的单相全桥LC型逆变器,提出一种基于降阶扩张状态观测器(ROESO)的重复控制系统设计方法。首先,根据电路定理推导出逆变器的数学模型,并针对该模型利用系统可测量输出电压构造ROESO,用以实时估计由系统参数不确定性和外部干扰组成的总扰动。在此基础上,嵌入改进型重复控制器,构造复合重复控制规律,实现对扰动的有效抑制和对周期性参考输入的高精度跟踪。然后,利用小增益定理推导出系统的全局稳定性条件,并给出控制器参数整定方法和系统设计步骤。最后,通过仿真验证所提方法的有效性和优越性。  相似文献   

10.
一类不确定对象的扩张状态观测器   总被引:143,自引:12,他引:143  
利用观测器形式的跟踪一微分器,对形如x^(n)=f(x,x,...X^(n-1),t)+W(t)的不确定系统给出了“扩张状态观测器”。只要适当选取观测器中的非线性函数和相应参数,它能很好地跟踪一批不确定对象的扩张状态。  相似文献   

11.
To address the robust speed control problem of the surface-mounted permanent-magnet synchronous motor (SPMSM) drive, a novel composite speed controller (CSC) is proposed, which consists of the modified super-twisting sliding-mode SC (STSM-SC) and the extended state observer (ESO). Regarding the motion dynamics of the SPMSM drive, the unmodeled dynamics, endogenous, and exogenous disturbances are lumped together as the total disturbance. The ESO-based feedforward compensation mechanism is used to deal with the total disturbance for the robustness improvement of the speed control achieved by the modified STSM-SC-based feedback regulation mechanism. On the basis of the field-oriented control strategy, performance comparisons of the standard STSM-SC, the ESO-based standard STSM-SC, the modified STSM-SC, and the proposed CSC are carried out on a suitably developed experimental setup. The experimental results are presented to validate the superiority of the proposed CSC.  相似文献   

12.
This paper presents a new control scheme on trajectory tracking of wheeled mobile robot with nonholonomic constraints. Extended state observer is introduced to estimate unknown disturbances and velocity information. A robust tracking controller is designed to implement the accurate trajectory tracking and disturbance compensation. By theoretical, position and velocity tracking errors of wheeled mobile robot are proven uniformly ultimately asymptotically stable. Simulation results are given to illustrate the effectiveness of the developed technique.  相似文献   

13.
To tackle the trajectory tracking problem and achieve high control accuracy in many actual nonlinear systems with unknown dynamics and input saturation, a novel discrete-time extended state observer-based model-free adaptive constrained sliding mode control with modified prescribed performance is investigated via compact-form dynamic linearization (CFDL) and partial-form dynamic linearization (PFDL). Firstly, the original non-affine system is turned into an affine one comprising an unknown nonlinear term and a linearly parametric term affine to the input via both PFDL and CFDL. Then, a discrete-time extended state observer (DESO) is used to estimate the lumped disturbance containing the unknown nonlinear time-varying term and the term relevant to the estimation error of pseudo partial derivative (PPD) parameter. Furthermore, a modified prescribed performance function is introduced in the model-free adaptive sliding mode control scheme to keep the output tracking error in the prescribed bound without causing any asymmetric offset error in the steady-state. Meanwhile, to suppress the influence of input saturation on the control system, an anti-windup compensator is used. Finally, rigorous theoretical analyses show the robust convergence of the tracking error via the proposed CFDL and PFDL-based methods under external disturbances. Simulations verify the superiority of the modified prescribed performance function, DESO, and anti-windup compensator in the proposed method. Also, the effects of the PFDL-based method and the CFDL-based one are compared during the simulation.  相似文献   

14.
谭程元  王晶 《控制理论与应用》2018,35(11):1680-1686
针对一类包含模型不确定和外界干扰等非重复扰动的线性离散系统,本文通过将迭代学习控制与自抗扰技术相结合,提出一种新的基于扩张观测器的鲁棒迭代学习控制方法.本文以时间轴和迭代轴两个方向同时出发考虑系统的非重复扰动估计和稳定收敛问题.将与时间和迭代轴同时相关的模型不确定及外界干扰等因素归纳为系统总扰动,针对其非重复变化特性给出了扩张观测器的设计,保证在批次内快速、准确地估计系统总扰动;基于上述扰动估计,设计新型的迭代学习控制律,利用线性矩阵不等式方法证明了整个鲁棒迭代学习系统的稳定性和收敛性,并给出合理的控制器参数估计条件.此外,讨论了迭代学习控制中第一批次的控制律设计问题,给出合理的自抗扰控制器设计.最后通过仿真对比实验验证了本文方法的可行性和有效性.  相似文献   

15.
李向阳 《控制与决策》2015,30(3):473-478
针对一类迭代学习控制(ILC)系统的不确定项,根据时域中扩张状态观测器的思想,提出迭代域中线性迭代扩张状态观测器(LIESO),该线性迭代扩张状态观测器可以利用迭代过程的跟踪误差给出迭代学习控制系统的不确定项的显式估计。给出了基于该估计的迭代学习控制算法,并应用类Lyapunov方法证明其收敛性。仿真结果表明,所提出的迭代学习控制算法是有效的,应用迭代扩张状态观测器可以大幅度提高迭代学习效率。  相似文献   

16.
This paper focuses on the output feedback exponential stabilization for an ODE-wave cascaded system with control matched disturbance at one end of the wave equation. We construct an infinite-dimensional extended state observer to trace the state and estimate the total disturbance simultaneously. An estimated state and estimated total disturbance based output feedback control law is then designed. It is proved that the original system is exponentially stabilized and the whole closed-loop system is bounded.  相似文献   

17.
相比于传统滑模控制算法,超螺旋控制算法可以对系统的干扰进行精确估计并补偿,因此可以显著提高闭环系统的抗干扰能力.然而,对于采样控制系统,由于采样频率的限制,离散超螺旋控制算法在性能方面受到限制.本文基于齐次系统理论提出了一种改进的离散超螺旋控制算法.通过引入一个可自由调节的分数幂参数,基于齐次系统理论,证明了所提出的改进控制算法可以使得闭环系统具有更高的控制精度.仿真实例验证了理论的正确性.  相似文献   

18.
Practical time-varying formation tracking analysis and design problems for high-order nonlinear multi-agent systems are investigated, where the time-varying formation tracking error is controlled within an arbitrarily small bound. The states of followers form a predefined time-varying formation while tracking the state of the leader with unknown control input. Besides, the dynamics of each agent has heterogeneous nonlinearity and disturbance. First, a distributed extended state observer is constructed to estimate the follower's nonlinearity and disturbance, and the leader's unknown control input simultaneously. A protocol based on the distributed extended state observer is proposed. Second, sufficient conditions for the multi-agent systems to achieve the practical time-varying formation tracking under the protocol are presented by using the Lyapunov stability theory. Third, an approach is derived to design the proposed protocol by solving a linear matrix inequality. Finally, numerical simulation results are given to illustrate the effectiveness of the theoretical results.  相似文献   

19.
针对三相四开关逆变器驱动永磁同步电机(PMSM)系统,基于扩张状态观测器(ESO)技术,提出了无速度传感器的自抗扰模型预测转矩控制(ADRMPTC)策略.建立了三相四开关逆变器驱动PMSM系统的数学模型;采用ESO技术构造了PMSM系统转速观测器,以实现对转速快速准确地实时估计;用自抗扰控制器(ADRC)作为系统的转速调节器,以提高系统的鲁棒性;利用模型预测转矩控制(MPTC)方法,以达到减小转矩和磁链脉动的目的.所设计基于ESO的无速度传感器ADRMPTC策略能够使三相四开关逆变器驱动的PMSM系统可靠稳定运行,达到满意的转矩和转速控制效果.与基于PI的MPTC策略相比,本文控制策略使PMSM系统不仅具有良好的动态性能,而且具有较强的抗负载干扰能力.仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性.  相似文献   

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