挖掘机基于干扰观测器的滑模控制

针对挖掘机工作装置的参数不确定和存在干扰的问题,将滑模控制用于挖掘机工作装置的轨迹跟踪控制中。为了削弱滑模控制中存在的抖振,设计了干扰观测器,对干扰项进行有效估计以降低滑模控制中的切换增益。利用Matlab／Simulink工具箱对所设计的控制器进行了仿真,给出了基于干扰观测器的滑模控制的跟踪性能及误差。     

一种采用干扰观测器控制的交流伺服调速系统设计

为提高伺服调速系统的控制准确性,在P控制器的基础上设计了滤波PI干扰观测器(DO-FPI),利用该干扰观测器控制伺服调速系统对输出转速进行准确的调控。首先,对伺服调速设备的控制过程进行分析,获取控制器的结构模型,明确控制回路进入稳态的条件。然后,通过设计滤波器和控制器,利用积分绝对误差(IAE)模型求取控制器参数,对输入干扰进行补偿。最后,利用P控制器设计了滤波PI干扰观测器,构造输入干扰量的传递函数,并求取该函数的参数,以实现对干扰量的控制,进而达到对输出转速的调节。借助Matlab/Simulink软件对所提方法的控制性能进行了验证,实验结果显示,所提方法对输出转速的控制过程较为准确、快速以及平稳,能够适应阶跃、正弦等多种激励信号的调速控制,说明所提方法具有较好的调速控制效果。     

机械臂滑模控制算法研究

针对机械臂轨迹跟踪控制中传统滑模控制需估计其建模误差及外界干扰等不确定性,当建模不确定性及外界干扰较大较复杂时,将会导致出现抖振现象。该文在以传统滑模控制为主控制器的基础上,通过对传统干扰观测器进行改进,对外界干扰进行反馈补偿,同时利用神经网络对其建模误差进行逼近。通过机械手仿真实验结果表明,所提方法能够有效抑制系统抖振现象,提高响应速度及其轨迹跟踪精度。     

基于干扰观测器的直线电机速度控制研究

永磁同步直线电机传统模糊PID控制难以适应变负载工况。针对这一问题,建立永磁同步直线电机数学模型,利用模糊PID,通过设计干扰观测器对因负载变化带来的干扰进行补偿,来实现对永磁同步直线电机速度的精确控制。通过对控制策略进行仿真验证,证明基于干扰观测器的模糊PID控制策略的控制效果明显优于传统的模糊PID控制。     

负载力矩补偿的转速模拟系统复合控制

从转速模拟系统的干扰因素,对主要负载力矩干扰,提出了基于负载力矩补偿的复合控制:首先从结构不变性原理出发,通过干扰力矩观测器对速度控制进行前馈补偿,其次从增速装置后的力矩传感器获得的力矩信号进行微分负反馈补偿。仿真证明了本文提出的控制方法在抑制负载干扰方面取得了一定的效果。     

基于干扰观测器PID的水下绞车控制系统

针对海洋工况下坐底自升降式水下绞车深度难以实现精确控制的问题,提出了基于干扰观测器PID原理的水下绞车定深控制方法。根据水下绞车的机械结构和控制系统硬件组成,设计了基于干扰观测器的PID控制系统,并对传感器集成浮球的正弦定深控制和爬坡定深控制进行了Matlab仿真分析,以深度偏差平方作为评判标准,分析了常规PID和干扰观测器PID的控制效果。研究结果表明,与常规PID定深控制相比,基于干扰观测器的PID可以观测和抑制外界干扰对系统产生的影响,能够有效提高水下绞车定深控制的准确性。     

电液力伺服系统自适应抗扰控制研究

考虑到电液伺服系统中存有各种非线性因素、不确定干扰以及参数时变,为了提高干扰下电液力伺服系统的控制精度,以电液伺服振动实验台作为控制对象,构建其非线性模型,同时使用参数自适应率对不定参数进行补偿,并在反演控制器中引入滑模控制以降低系统的干扰敏感性,利用Lyapunov理论保证闭环系统的全局稳定。对设计的控制器进行实验,模拟在有未知外部位置干扰下的力控制,提升系统的稳定性。实验结果证明,此控制方法能够有效地提升电液力伺服系统的抗干扰跟踪性能。     

多关节机械臂干扰观测器的自适应滑模控制

为了解决多关节机械臂在外部干扰和建模误差的轨迹跟踪问题,提出了多关节机械臂干扰观测器的机械臂自适应滑模控制方法.针对干扰信号,采用干扰观测器对可观测干扰进行观测,对于未观测到的干扰通过自适应律的设计进行估计补偿;针对机械臂控制系统中的抖振问题,采用新型趋近律来设计滑模控制律,以减小抖振影响;最后,利用李雅普诺夫函数验证了系统的稳定性.仿真结果表明,该方法不仅可以有效地削弱抖振问题,而且还可以克服外界干扰和建模误差带来的不确定性,同时保证了系统的鲁棒性.     

多关节机械臂干扰观测器的自适应滑模控制

为了解决多关节机械臂在外部干扰和建模误差的轨迹跟踪问题,提出了多关节机械臂干扰观测器的机械臂自适应滑模控制方法.针对干扰信号,采用干扰观测器对可观测干扰进行观测,对于未观测到的干扰通过自适应律的设计进行估计补偿;针对机械臂控制系统中的抖振问题,采用新型趋近律来设计滑模控制律,以减小抖振影响;最后,利用李雅普诺夫函数验证了系统的稳定性.仿真结果表明,该方法不仅可以有效地削弱抖振问题,而且还可以克服外界干扰和建模误差带来的不确定性,同时保证了系统的鲁棒性.     

汽车电子节气门RBF神经网络控制方法

针对汽车电子节气门模型参数不精确和外界干扰等不确定条件下的控制问题,提出了一种RBF神经网络控制方法,解决传动控制方法需要精确建模的问题。首先,对电子节气门的工作特性进行分析,并充分考虑参数不精确和外界干扰等不确定性,建立其数学模型的状态空间表达形式。而后,基于传统滑模控制理论,提出了抗外部干扰的滑模控制方法。进而,利用RBF神经网络对控制器不确定部分进行在线逼近,提出一种局部逼近的神经网络控制方法,并通过Lyapunov方法证明了控制系统的稳定性。最后,基于Matlab/Simulink平台进行对比仿真实验。实验结果表明,所提控制方法能够有效克服外部干扰以及模型参数带来的不确定性,实现电子节气门实际开度对目标开度的精确跟踪。     

多关节机械臂干扰观测器的自适应滑模控制

为了解决多关节机械臂在外部干扰和建模误差的轨迹跟踪问题,提出了多关节机械臂干扰观测器的机械臂自适应滑模控制方法.针对干扰信号,采用干扰观测器对可观测干扰进行观测,对于未观测到的干扰通过自适应律的设计进行估计补偿;针对机械臂控制系统中的抖振问题,采用新型趋近律来设计滑模控制律,以减小抖振影响;最后,利用李雅普诺夫函数验证了系统的稳定性.仿真结果表明,该方法不仅可以有效地削弱抖振问题,而且还可以克服外界干扰和建模误差带来的不确定性,同时保证了系统的鲁棒性.     

基于类神经网络的磁流变主动振动控制研究

以类神经网络为基础进行磁流变主动振动控制,针对隔振系统自然频率与负载干扰记性振动抑制进行了研究,并分别利用回馈与前馈2种控制模式进行主动控制研究,其目的是为了降低系统自然频率共振与负载干扰的振动量。通过数值模拟与试验验证证实了运用类神经网络的主动控制抑制系统自然频率振动进行研究是可行的。     

带干扰观测器的航空相机前向像移补偿控制器

研究了飞机姿态角速度变化的不确定性扰动对相机反射镜前向像移补偿效果的影响,设计了带有干扰观测器的伺服控制方案来抑制干扰.介绍了一种基于力矩扰动作用的反射镜系统数学模型.采用干扰观测器将外部力矩干扰及模型参数变化造成的实际对象与名义模型输出的差异等效到控制输入端.然后,在控制中引入等效的补偿来实现对干扰的抑制.最后,应用该方法设计了带有干扰观测器的控制器对相机反射镜组件进行像移补偿控制.与先进的PID方法的比较结果表明:在相同扰动作用下基于干扰观测器的补偿控制算法得到的干扰前向像移残差减小了40％～60％左右.该方法提高了相机反射镜前向像移的补偿精度和补偿控制的鲁棒性.     

微机检测技术（四）

第四讲微机检测系统抗干扰技术在微机检测系统中,被测信号往往是一种微弱的直流或变化缓慢的交流信号,所以,各种干扰和噪声很容易以不同的途径和方式窜入系统。这些干扰主要是空间电磁场的干扰、供电系统的干扰和过程通道的干扰。干扰窜入检测系统,可以使数据采集误差加大,使程序状态改变,甚致使输出严重混乱,控制状态失灵。为了进行快速、准确检测和控制,必须采取技术措施对各种干扰     

采用改进模糊神经网络PID控制的移动机器人运动误差研究

移动机器人在复杂环境中运动,容易受到各种波形的干扰,导致移动机器人跟踪误差较大.对此,创建了移动机器人平面简图模型,建立移动机器人动力学方程式.在传统PID控制方法的基础上,设计了模糊神经网络PID控制方法.采用改进粒子群算法优化模糊神经网络PID控制参数,输出最优PID控制参数.采用Matlab软件对移动机器人跟踪误差进行仿真,并与传统PID控制方法进行比较和分析.仿真结果显示:在正弦波的干扰环境中运动,传统PID控制方法不能抑制外界环境的干扰,实际运动轨迹与理论运动轨迹偏差较大;而改进模糊神经网络PID控制方法能够抑制外界环境的干扰,实际运动轨迹与理论运动轨迹偏差较小.移动机器人控制系统采用改进模糊神经网络PID控制方法,能够在线调整PID控制器参数,控制精度较高.     

基于动态电压上升控制的EMI抑制方法研究

本文重点研究了电动汽车驱动系统中三相逆变器装置的电磁兼容问题,并对系统进行传导干扰抑制分析。采用新型的IGBT的动态电压上升控制,分析电路的控制原理和短路特性,利用Saber软件搭建仿真模型。通过与传统门极控制方法对比,采用IGBT有源门极控制动态电压上升控制方法对系统的干扰抑制效果较好。创新性的将动态电压上升控制方法应用于三相电路中,仿真实验证明了动态电压上升控制方法对于传导干扰的抑制研究具有重要意义。     

机载光电平台转动惯量耦合自校正干扰抑制控制研究

针对机载光电平台两轴四框架结构框架间的耦合作用严重影响控制精度的问题,对各框架转轴转动惯量耦合关系进行了研究,对伺服系统控制器进行了改进设计。基于方向转移矩阵与框架间的耦合关系,建立了各框架转轴的转动惯量数学模型,并利用UG软件设计了机载光电平台框架间转动惯量耦合角度变化数据;同时,基于已建立的转动惯量数学模型,结合传统的干扰观测器,在速度控制环PI控制下实现了名义逆模型的实时校正,并设计了改进型干扰观测器。研究结果表明:所建立的转动惯量数学模型正确可靠;改进型干扰观测器能够更准确地估计出等效干扰,使控制回路能够更有效地进行控制。     

四旋翼不确定干扰前馈补偿与反步滑模姿态控制

针对四旋翼控制中由外部不确定干扰和系统参数不确定引起的具有时变特性的不确定界干扰问题,设计一种不确定干扰前馈补偿的反步滑模姿态抗干扰控制方法。采用牛顿欧拉方法建立带不确定干扰的四旋翼6自由度动力学模型,然后采用非线性干扰观测器对姿态系统中的不确定干扰进行观测估计,进而基于不确定干扰估计量的前馈补偿设计反步滑模控制器,最后通过Lyapunov理论验证了系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器可以有效解决外部干扰和系统参数不确定导致的系统高阶不确定性问题,实现不确定干扰下的四旋翼鲁棒控制,同时改善传统滑模中控制输入不连续的情况。通过仿真与抗干扰飞行实验验证了所设计的控制策略在应对快时变特性干扰时具有较好的鲁棒性。     

浅析工业控制计算机几点抗干扰措施

本文介绍采用STD总线的工业控制计算机在改造工业电炉过程中,针对生产现场干扰采取的几点实用抗干扰技术。 1.系统功能设计之前应考虑的抗干扰问题 在功能设计之前,应建立一个正确的流程,即从控制功能出发,进行系统防强磁场幅射、防传导性干扰(以电网电压为主)和解决系统接口设计,然后进行功能调试,模拟干扰试验,最后在现场进行调试。     

基于干扰观测器的时滞非线性切换系统滑模控制方法

为实现更加精准的时滞非线性切换系统滑模控制,应用干扰观测器设计一种新的系统滑模控制方法。构建时滞非线性切换系统模型,针对系统在发生结构变化时会产生复合干扰变化的情况,设计了一种非线性切换干扰观测器,实施系统不连续干扰的估计。通过 Backstepping 方法结合干扰观测器,设计一种切换滑模控制器,依据标量非线性特性打造一个滑模面,通过滑模控制器算法使时滞非线性切换系统能够满足滑模面的实际可达性条件,完成切换滑模控制器设计,实现系统的滑模控制。对设计的滑模控制方法进行测试,实验中选择的时滞非线性切换系统为一种变后掠翼 NSV 。实验结果表明,该设计方法能够实现较为准确地切入信号跟踪,表现出了很好的切换复合干扰估计性能。