液压系统油温鲁棒变结构控制

本文提出了一种离散鲁棒变结构控制算法,并应用于液压系统油温的控制。仿真结果表明该方法与传统的ＰＩＤ控制相比,获得了更小的时间响应,超调和外界干扰的影响。     

柔性关节协作机器人自适应跃度的鲁棒跟踪控制

介绍了由柔性关节构成的协作机器人平台,并基于降阶刚体动力学模型分析其系统误差动力学模型。针对协作机器人在运动控制过程中容易受到其关节柔性模态的干扰问题,开展基于组合误差和径向基神经网络模型的自适应前馈控制器设计,并利用自适应跃度设计了鲁棒积分控制,形成了“自适应前馈+反馈”的二元控制算法,进而基于李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的跟踪误差能够渐近收敛。通过实际的机器人跟踪轨迹实验验证了该控制器的跟踪性能。     

双缸电液提升系统的鲁棒输出反馈同步控制

为了提高双缸液压驱动提升系统实际运行中的鲁棒稳定性和动静态性能,提出一种基于降维观测器的鲁棒输出反馈同步控制方案。该控制器是针对液压缸速度不易测量和实际系统的完整非线性动态模型存在参数不确定性及外部干扰的情况而设计的,并且为了提高两缸的同步性,同步控制设计中引入两活塞位置同步误差的积分作为系统的附加状态。所设计的控制器理论上保证了无速度传感器的提升系统即使在非线性外界扰动和参数不确定的影响下,液压活塞的位置、速度误差和同步误差仍均能渐近收敛到零。仿真研究结果也验证了所提出的控制方法的有效性。     

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。     

双连杆柔性机器人手臂的非线性自适应鲁棒控制器设计

针对双连杆柔性机器人臂,设计了非线性自适应鲁棒控制器,该控制器基于动态反馈,实现刚性模式鲁棒调节及弹性振动抑制。由于高度非线性双连杆柔性机器人臂受间隙、有效载荷变化及外部干扰等不确定因素影响,非线性自适应鲁棒控制器设计具有较大挑战性。该设计针对未知干扰,通过内部模型与鲁棒稳定器并行的方式进行自适应调整,稳定器采用进化算法进行优化,提高了自适应鲁棒性。     

电液伺服系统的变结构自适应鲁棒跟踪控制研究

针对电液伺服系统的跟踪控制问题,在假设系统模型参数和不确定性界都未知的情况下,提出一种变结构自适应鲁棒控制方案。通过自适应方法来消除系统不确定性对系统控制性能的影响,从而达到良好的跟踪控制要求。基于李雅普诺夫稳定性理论证明了系统的渐进稳定性。仿真结果证明了该方案的有效性。     

基于指令滤波与观测器的柔性机械臂跟踪控制

针对复杂工况下单连杆柔性机械臂(single-link flexible manipulator, SLFM)系统的轨迹跟踪控制问题,提出了一种基于指令滤波与观测器相结合的自适应神经网络控制算法。该算法考虑了SLFM系统的未知外部干扰和未建模动态影响。首先,利用单连杆柔性机械臂机理参数间的物理关系构建了其分数阶动力学模型,通过引入全局坐标变换将其转化为严格反馈控制系统;其次,针对SLFM系统状态不完全可测问题,构建了基于神经网络的分数阶状态观测器,并证明了其有效性;然后,利用观测信息设计了SLFM系统的轨迹跟踪控制算法,同时为了克服高阶求导导致的控制误差,提出了基于指令滤波的反步控制机制。理论分析表明,提出的控制方法可以保证闭环系统信号的半全局一致性与有界性;最后,通过数值仿真验证了所提控制方法的可行性和有效性。     

柔性机械臂非线性干扰观测器的高阶滑模控制

针对具有外界干扰及模型系统自身参数不确定性、不完全性的机械臂控制问题,挑选拉格朗日法营造柔性机械臂动力学仿真结构后,采用欧拉-伯努利梁理论,结合假设模态法进行机械臂运动描述。在非线性干扰观测器下,选取适当非线性增益函数对未知干扰进行准确估计,实现对高阶滑模控制器的有效补偿,以此降低外部干扰及系统的建模误差提高控制驱动的准确性。通过Lyapunov方法验证闭环系统稳定性、数值仿真验证设计方法有效性,结果表明,采用非线性干扰观测器同时运用高阶滑膜控制,有效削弱系统抖振。     

不确定性机器人的复合变结构鲁棒跟踪控制

针对具有不确定性的多关节机器人系统,本文提出了一种复合变结构鲁棒跟踪控制,给出了系统稳定性分析,仿真实验结果表明,该方法能有效地克服系统的不确定性影响和抖振,具有良好的跟踪特性。     

基于约束扰动观测器的感应电机鲁棒模型预测控制方法

针对感应电机在参数扰动条件下的高性能鲁棒控制问题,提出一种基于模型预测控制和扰动观测器的感应电机无偏速度控制方法。基于串级控制结构设计内环模型预测转矩控制器和外环鲁棒速度控制器。在考虑电机电流和电压约束的最小损耗及参数随转速变化的前提下,提出一种改进的连续控制集模型预测控制器(CCS-MPC)作为内环转矩控制器;将稳定化MPC方法与离散时域扰动观测器(DOB)相结合,在同时考虑参数不确定性和负载转矩的影响以及电机的转矩限制的前提下,设计外环鲁棒速度控制器,该速度控制器为内环转矩控制器提供参考转矩;通过给出相应的定理和推论验证所提出的转速控制器的鲁棒性;设计物理实验对所提控制方法进行验证。结果表明:在考虑电机转矩限制的条件下,所提出的控制方法具有良好的瞬态及稳态响应,且在负载转矩扰动下具有较好的鲁棒性。     

LPs控制算法在SCARA机器人控制中的应用研究

在传统鲁棒控制方法中,设计控制法则时候需要不确定边界,而往往提出的边界通常会增加控制信号的幅值并且对系统造成伤害。针对此问题提出了一种勒让德多项式（LPS,Legendre polynomials）控制法则,每个关节的集总不确定性被估计,而不确定边界通过勒让德多项式进行计算。与传统鲁棒控制器相比,所提出的控制器简单、计算量小并且需要的反馈少,消除了必须预先知道外部干扰和参数不确定性上限的条件,通过一个SCARA机器人机械手对本文提出的控制法则进行仿真,仿真结果验证了所提控制方法的有效性。     

基于观测器的机械手伺服系统非脆弱H∞控制

针对一类不确定时滞系统,考虑系统状态的不确定性和控制器的脆弱性,在系统的状态不能直接测量得到的情况下,设计基于状态观测器的不确定时滞系统的鲁棒非脆弱H_∞控制器。将其应用于机械手伺服系统轨迹跟踪控制仿真,通过对机械手角度、角速度等状态信息的观测跟踪,验证了状态观测器的有效性和鲁棒非脆弱H_∞控制的可行性。     

基于观察器的二次调节速度系统控制性能仿真研究

由于二次调节静液传动系统在工作过程中受死区、滞环、库伦摩擦等因素的影响,属于典型的非线性系统,采用常规控制,很难取得令人满意的效果。针对二次调节系统的非线性特征,在已有成果的基础上,应用Hamiltonian泛函方法,构建了二次调节静液传动系统的Hamiltonian形式,设计了基于观察器的鲁棒控制器,应用到二次调节静液传动速度控制系统中,并进行了仿真研究,取得了良好的控制性能。仿真结果表明:系统的动态特性明显得到了改善,具有较强的抗干扰能力和良好的鲁棒性。     

电液伺服系统鲁棒最优控制的研究

本文提出了一种具有未建模动态特性、参数变化和未知外界干扰等不确定性电液伺服系统鲁棒最优控制结构，该结构包括用来确定系统对输入指令跟踪性能的最优控制和用来克服系统不确定性的辅助控制两部分，对泵控马达调速系统的仿真结果表明了该方法的有效性。     

电液负载模拟器力矩控制伺服系统不确定性的分析研究

电液力矩伺服控制系统常用于电液负载模拟器（EHLS）以模拟航空动力铰链力矩,从而实现对目标的动态加载。由于系统存在不确定性和非线性因素,影响了系统的控制性能和稳定性。本文通过对电液负载模拟器系统模型的分析,详细论述了造成系统不确定性的原因。同时针对参数不确定性、模型不确定性及强外干扰产生的不确定性进行了仿真研究。仿真结果明确了各种不确定性对该类系统的影响程度,为采用相应的控制策略以消除多余力矩、提高系统性能提供了理论依据。     

滑模变结构控制在液压转台中的应用

提出了一种新的液压转台控制系统设计方案--变结构控制系统,介绍了转台系统的基本组成、原理与特点,研究了变结构控制系统设计的理论和设计过程,并对某型转台进行了数字仿真,仿真数据表明变结构控制系统具有良好的动、静态特性及对参数变化和外界干扰的鲁棒性.     

汽车发动机缸体柔性生产线的研制

文章主要介绍了缸体柔性加工生产线的开发与研制。首先论述了同类产品的国内外应用情况。根据用户被加工零件的图纸要求，制定了柔性线的总体方案，然后对组成柔性线的柔性加工单元和夹具、数控系统、输送装置及辅助装置进行了开发研究与设计。通过用户的正常使用，证明了该柔性生产线可靠性和先进性，对我国柔性制造系统的开发和研制具有重大意义。     

Robust contouring control for biaxial feed drive systems

Contouring control is an effective method of providing precision machine tool control, and various such methods have been proposed to date. However, most existing methods require prior exact knowledge of feed drive dynamics. This paper presents a robust contouring control system design that takes into account dynamics modelling errors and disturbances such as friction. We first present a controller design for biaxial feed drive systems that enables assignment of controller gains, for reducing the error component orthogonal to the desired contour curve, independent of the tangential error component. Although this design provides better control performance with small control input variance, an inherent contour error exists because of the difficulty in calculating the exact contour error for any contour curve in real time. To address this problem, a reference adjustment method is used to estimate the actual contour error. A robust contouring controller is proposed based on the variable structure control. The effectiveness of the robust controller is demonstrated by experimental results using circular and non-circular contour curves.     

Discrete-time robust adaptive multi-axis control for feed drive systems

This paper presents a robust adaptive controller design for multi-axis feed drives systems. The proposed method is designed to compensate for the coupling effects among multiple axes that are neglected in most feed drive controllers. Because inertial force from one axial motion affects the contact force between mechanical parts in other axes, the magnitude of friction at the contact surface varies. Considering this coupling effect in controller designs can improve control performance. Because the coupling effect cannot be known in advance, and it varies with respect to environmental conditions such as temperature, this paper first presents an adaptive controller design. Next, the design is extended to have robust stability for unanticipated plant modelling errors disturbances, because the robustness of adaptive controllers is known to be low due to the complex mechanism of controllers and estimators of plant model parameters. The design problem of the robust controller is formulated as a minimization problem under the linear matrix inequality constraints. The effectiveness of the adaptive multi-axis controller is demonstrated by comparative experiments with an adaptive controller that neglects the coupling effect. In addition, the robust adaptive controller is confirmed to be effective by comparison with a non-robust adaptive controller.