基于Backstepping的轮式移动机器人镇定研究与实验验证

根据轮式移动机器人的运动学模型,基于Back-stepping方法,构造了轮式移动机器人镇定系统的李雅普诺夫函数,并通过使李雅普诺夫函数负定,设计了移动机器人镇定控制律.轮式移动机器人的仿真实验以及实际的控制实验表明,该方法能使轮式移动机器人的伍姿从任意θ(0)≠0的初始状态渐近收敛到原点.     

非完整控制系统的发展现状及展望

主要叙述了近lO年来非完整控制系统的发展情况,对其进行了分类总结,对各种方法进行了介绍,提出了非完整控制系统在今后的研究和定展方向.     

非完整控制系统的发展现状及展望

主要叙述了近10年来非完整控制系统的发展情况,对其进行了分类总结,对各种方法进行了介绍,提出了非完整控制系统在今后的研究和发展方向。     

一种新型非完整开链式欠驱动机械手臂设计

依据现有非完整力学原理和非线性控制理论,采用摩擦圆盘运动分解合成机构,设计了一种仅由两个伺服电机控制的多关节欠驱动机械手,这种多关节欠驱动机械手具有可控性。这种设计为研究开发轻型机器人、多指机械手、以及危险环境作业机器人和医疗机器人等方面提供了一个新的思路。     

输入受限的非完整移动机器人的自适应模糊控制

提出了一种非完整移动机器人饱和自适应模糊轨迹跟踪控制方法,该方法基于反演技术分别设计了系统的运动学控制器和动力学控制器。运动学控制器通过引入分流控制技术解决了初始速度跳变引起的控制量突变问题,动力学控制器利用饱和函数和受限控制参数实现了其有界力矩控制。自适应模糊控制器将模糊逻辑系统与自适应方法相结合,有效消除了常规方法难以解决的系统未知不确定性对系统的影响。通过Lyapunov直接法证明了该系统是收敛且渐进稳定的。仿真结果验证了所设计控制器的良好控制性能和强鲁棒性。     

非完整机械系统控制的研究

论述了非完整机械系统的基本特征，综述了非完整机械系统在运动规划及其反馈控制等非线性控制领域内的一些研究成果，就非完整机构 研究开发给出了分析和建议。     

非完整移动机械臂的自适应模糊滑模控制研究

针对四轮二连杆非完整移动机械臂的轨迹跟踪问题,设计了一种结合自适应模糊控制和滑模控制的控制策略。首先建立了系统包含未知动力学模型不确定性和外部扰动的动力学控制模型,然后基于反演技术设计了控制器;采用了模糊控制来逼近系统未知时变总体不确定性,并采用了自适应机制动态优化模糊系统控制参数,进一步采用了指数趋近律滑模控制消除模糊逼近误差的影响。研究结果表明:该控制器对系统总体不确定性进行了有效补偿,保证了移动机械臂在复杂不确定环境下的良好轨迹跟踪性能。     

非完整移动机器人的自适应全局轨迹跟踪控制

针对含有未知参数的移动机器人运动学模型,利用自适应反演控制技术,讨论了两后轮角速度为控制输入的非完整移动机器人轨迹跟踪问题,构造了具有全局渐近稳定性的自适应轨迹跟踪控制器,该方法将系统分解为低阶子系统来处理,利用中间虚拟控制量和部分Lyapunov函数简化了控制器的设计并具有直观的稳定性分析。仿真结果验证了所设计控制器的有效性和正确性。     

一类非完整机械手的链式变换特性及其运动规划方法

针对一类非完整三关节机械手提出了规避链式逆变换奇异位形的运动规划方法。根据非完整机械手的结构特点分离出广义坐标向量中的自由变量,将其边界值作为控制输入中的待定系数进行求解。对于非完整机械手在链式逆变换过程中出现的奇异性问题,提出令链式空间中一条轨迹向关节空间映射有解的不等式约束条件,利用增加附加位形约束的方法来规避非完整机械手的链式逆变换奇异位形。仿真与实验结果证明了运动规划算法的可行性与有效性。     

非完整移动机器人的双自适应神经滑模控制

针对非完整移动机器人轨迹跟踪控制问题,提出一种基于Backstepping运动学控制器与双自适应神经滑模鲁棒动力学控制的混合鲁棒控制算法.利用两个带自适应调节算法的径向基神经网络(Radial basis function neural network,RBFNN)分别计算滑模的等效控制部分和调节滑模控制的增益,不但解决了移动机器人的参数与非参数不确定性问题,同时也消除了在滑模控制中的输入抖振现象.设计过程采用Lyapunov方法,保证了控制系统的稳定与收敛.仿真结果表明了该方法的有效性,且在多种不确定性存在的情况下,该方法能较好地消除非完整机器人的跟踪误差.     

基于自适应干扰观测器的输出反馈控制器设计

针对非线性系统存在外部系统参数矩阵未知的情况,设计自适应律估计未知参数矩阵;构造状态观测器及自适应干扰观测器估计出系统状态和外部干扰;利用估计信息,设计基于自适应干扰观测器的输出反馈复合控制器,补偿和抑制外部干扰对系统的影响.通过仿真对自适应干扰观测器与传统干扰观测器的估计效果进行对比分析,验证了该控制方法对改善系统抗干扰能力的有效性.     

基于自适应干扰观测器的输出反馈控制器设计

针对非线性系统存在外部系统参数矩阵未知的情况,设计自适应律估计未知参数矩阵;构造状态观测器及自适应干扰观测器估计出系统状态和外部干扰;利用估计信息,设计基于自适应干扰观测器的输出反馈复合控制器,补偿和抑制外部干扰对系统的影响.通过仿真对自适应干扰观测器与传统干扰观测器的估计效果进行对比分析,验证了该控制方法对改善系统抗干扰能力的有效性.     

输出反馈的网络控制系统建模方法比较

针对时延、丢包及被控对象仅输出可测量的一类网络控制系统,设计了适合网络环境的状态观测器,并利用状态观测器对时延和丢包进行补偿。然后分别介绍了两种不同的建模方法:离散时间建模方法和离散与连续相结合的建模方法。并对两种方法进行了比较。     

变压力机载液压泵源的自适应控制研究

基于增广误差稳定性理论，为机载变压力液压泵源系统设计了模型参考自适应系统控制器，减小了控制系统中因模型软参量取值不准确且难以在线检测而对系统静态性能、动态性能造成的影响，使系统能够适应软参量，包括液压油综合体积弹性模量、系统被控高压腔容积和泄漏系数的数值变化，输出压力能够稳定、较准确地跟踪给定的参考输入。系统的仿真和实验结果均证明了这一控制方法的有效性。     

一种气液组合反馈控制系统的设计

以气体辅助注射成型工艺中的气体注射装置为例，详细阐述了气液组合反馈控制系统的设计。     

微力矩反馈自适应耦合运动控制上肢康复机器人结构及控制系统设计

针对上肢运动障碍的患者数量逐年增多,设计了一种微力矩反馈自适应耦合运动控制上肢康复机器人.根据上肢康复训练要求,完成了机器人的机械结构设计,进行了运动学及动力学分析.并针对微力矩反馈自适应耦合运动控制策略进行了研究,利用患者人体的主动运动意识,充分发挥患者已恢复的运动能力进行微力矩实时反馈自适应耦合运动控制.最后,通过实验进行验证,达到了预期目标.这种运动控制方法进一步提高了上肢康复效果.     

作业空间中刚体机器人的输出反馈控制

研究了作业空间中的机器人调节问题。采用 Cayley- Rodrigues参数及修正的 Rodrigues参数来描述机器人末端执行器的姿态 ,提出了两种控制律 ,一种为状态反馈控制律 ,另一种为不需测量广义速度的输出反馈控制律。用Rodrigues参数或修正的 Rodrigues参数与广义速度通过反馈线性化方法构造了一种渐近稳定的状态反馈控制律。在此基础上 ,探讨了机器人控制系统的一种新的无源性 ,并利用这种新的无源性设计了无需测量广义速度的动态输出反馈控制律。目前的动态输出反馈控制器都采用 7阶无源网络 ,而本文的控制器是由 6阶平方线性系统实现的。     

基于ARM的LED自适应调光系统设计

LED做为绿色高效的新一代照明光源应用越来越广,对LED自适应调光技术的需求会更加强烈。本文采用了基于I2C总线的光传感芯片TSL2561的测光技术,以ARM作为控制器,采用PWM方式调节MOS管,达到调节LED的发光亮度的目的,实现了LED的自适应调光。本文完成了相应的硬件设计和软件编程并调试成功,最终能使整个系统具备相应的功能。     

省级气象计量检定自动化系统的研究

随着大气监测自动化建设的推进，越来越多的自动气象站投入到气象观测业务中。如何对自动气象站进行实验室检定，使自动气象站各要素的测量值真实、准确、客观的反映实际大气状况，成为各省省级气象计量检定系统建设的重要课题。本文就省级气象计量检定的特点、任务及采用的检定技术，提出了一个实际可行的省级计量检定自动化系统的建设方案。