基于互质因子摄动的反馈系统的鲁棒稳定性

考虑对象和控制器同时具有互质因子摄动时闭环系统的鲁棒稳定性问题,得到了闭环系统鲁棒稳定的充要条件并给出了鲁棒控制器的优化设计方法.     

惯性参数大范围变化机械伺服系统鲁棒跟踪控制

机械伺服系统在执行不同任务时,要求能适应不同质量或惯量的工作负载.而工作负载的改变会导致伺服系统惯性参数的大范围变化,目前常见的运动控制方法,如PD控制,基于干扰观测器的鲁棒控制等,对上述情况表现为系统不稳定或跟踪性能变差.对上述问题,本文假定惯性参数变化范围已知,提出一种新型的非线性控制方法,用滑模技术实现了系统对惯性参数变化和外部扰动的鲁棒稳定性,和跟踪性能,引入边界层技术避免了控制切换产生的抖振现象.用Lyapunov直接法对系统的全局稳定性给出了证明,并分析了系统的暂态响应.以直流电机高精度位置伺服系统为例的仿真结果表明算法的有效性.     

基于互质因子摄动的系统非脆弱鲁棒解耦控制

研究对象和控制器存在互质因子不确定性时闭环系统鲁棒稳定和非脆弱鲁棒解耦控制问题,得到了闭环系统具有鲁棒稳定性和鲁棒解耦性能的充分条件,给出了鲁棒控制器的优化设计方法.     

互质因子摄动下的最优鲁棒稳态跟踪控制器设计

研究了存在未知外部干扰时的互质因子摄动系统的鲁棒稳态追踪问题.利用Youla参数化方法，提出了一个最坏情况稳态绝对误差的精确计算公式.该公式使得最优稳态跟踪控制器设计问题等价于保证系统鲁棒稳定时e1的最优鲁棒控制器设计问题.     

改进型内模控制系统的稳定性与鲁棒跟踪条件

为了改善系统的响应性能或解决常规内模控制不能用于不稳定对象的问题,通常在常规内模控制结构中增设一个反馈环节,但这种改进型内模控制系统的性能分析尚缺乏系统的、令人满意的结果．为此,利用基于传递函数互质分解的频域理论,系统地分析了这种改进型内模控制系统的稳定性和稳态性能,得到了保证系统内稳定和鲁棒跟踪的一般性结论,并且无论控制对象稳定与否、系统连续或离散,该结论都适用．     

基于演算子理论的IPMC人工肌肉精确位置控制

IPMC(Ionic Polymer Metal Composite)人工肌肉是一种离子交换聚合金属材料,由于具有在低电压作用下可以产生较大弯曲的特性,已经被作为分布式传感器和执行器广泛应用于各种仿生机器人构建中。为了在各种仿生机器人中应用IPMC人工肌肉,期望的位置或偏移量必须能够精确地控制。针对这个问题,通过应用鲁棒右互质分解方法,本文设计一种基于演算子理论的IPMC人工肌肉精确位置控制系统,该系统不仅保证了鲁棒稳定性,而且能够实现精确的位置跟踪。最后,通过仿真和实验结果,系统的有效性进一步得到验证。     

机器人鲁棒模型跟踪控制

本文根据非线性系统模型参考控制理论,提出了一种连续的机器人控制方法.这种方法可以保证跟踪误差的有界性,消除不连续控制中的高频颤动现象,同时继承了不连续控制中的鲁棒特性。     

不确定性线性系统的鲁棒渐近跟踪控制

对于线性不确定系统，本文给出了一种鲁棒渐近跟踪控制的设计方法，通过选取矩阵φ，构造广义匹配条件，利用Riccati方程正解给出了设计鲁棒渐近跟踪有效方法，对于匹配系统和不匹配系统均可使输出渐近跟踪某一参考输入，算例表明了该方法的有效性。     

电液伺服系统的多滑模鲁棒自适应控制

针对一类参数与外负载非匹配不确定的非线性高阶系统,提出了一种基于逐步递推方法的多滑模鲁棒自适应控制策略.应用逐步递推的多滑模控制方法简化了高阶系统的控制问题,同时在自适应控制中加入鲁棒控制的方法,以消除不确定性对控制性能的影响.首先利用逐步递推方法与状态反馈精确线性化理论,得出确定系统的多滑模控制器设计方法;然后基于Lyapunov稳定性分析方法,给出不确定系统的参数自适应律,及鲁棒自适应控制器的设计方法.本文把该控制策略应用到电液伺服系统的位置跟踪控制中,仿真结果显示,该控制方法具有较强的鲁棒性及良好的跟踪效果.     

参数不确定机器人分散鲁棒跟踪控制

提出了一种新的参数不确定机器人分散控制器设计方法．首先将关节子系统的动力学模型分解为人工标称模型和非线性时变不确定模型两部分；然后分别设计相应的标称控制器和鲁棒补偿器．标称控制器使得标称闭环系统具有理想的跟踪性能；鲁棒补偿器可以抑制参数不确定和关节间非线性耦合等因素的影响，实现鲁棒跟踪．所设计的控制器只需要局部关节的位置反馈，具有易于实现和可在线调整的优点．仿真结果说明了该方法的有效性．     

Robust Control for Uncertain Nonlinear Feedback Systems Using Operator-based Right Coprime Factorization

The robust control issue for uncertain nonlinear system is discussed by using the method of right coprime factorization. As it is difficult to obtain the inverse of the right factor due to the high nonlinearity, the proving of the Bezout identity becomes troublesome. Therefore, two sufficient conditions are derived to manage this problem with the nonlinear feedback system as well as that with the uncertain nonlinear feedback system under the definition of Lipschitz norm. A simulation of temperature control is given to demonstrate the validity of the proposed method.      

Operator‐Based Robust Right Coprime Factorization and a Nonlinear Control Scheme for Nonlinear Plant with Unknown Perturbations

This paper is concerned with operator‐based robust right coprime factorization for nonlinear plants with unknown perturbations. Firstly, the right factorization for by nonlinear plant with unknown perturbations is realized using isomorphism and some sufficient conditions are proposed to guarantee the robust stability of the obtained nonlinear feedback control system as well as the plant output asymptotically tracking to the reference input. Secondly, a quantitative control scheme is designed to satisfy the sufficient conditions. Finally, the effectiveness of the proposal is demonstrated by the simulation results.     

某型光电跟踪系统伺服控制器建模与仿真

以某型地空导弹为背景,采用视觉伺服技术,设计了光电跟踪系统的伺服控制器;系统采用半闭环结构。通过控制对象的分析选择了永磁式直流电机作为执行机构,并建立数学模型;设计了电流环反馈,保证系统的快速响应,并可对电机进行过流保护;位置环采用串联超前校正和PA放大器;通过Bode图分析,本系统符合要求;仿真分析结果表明,本系统具有响应快、超调小等特点,并能够快速平稳的跟踪低频运动的目标。     

直流无刷电机位置跟踪伺服系统设计与仿真

为了设计高精度的直流无刷电机伺服控制系统,性能优良的位置跟踪控制器是其重要保障.基于直流无刷电机的工作原理.运用Matlab模糊工具箱建立其自动位置跟踪控制系统的计算机仿真模型,系统的电流和速度环采用Pl控制,结合PID控制和模糊控制设计了系统位置环的模糊PID控制器.数字仿真结果表明,模糊PID控制的动静态特性优于传统单一的PID控制,对设计性能优良的直流无刷电机控制器具有借鉴意义.     

基于ISSA-Fuzzy-PID算法的无刷直流电机调速控制系统

为了使无刷直流电机(BLDCM)从复杂多变的非线性关系中找出最佳PID参数,提出了一种基于改进麻雀算法(ISSA)优化模糊(fuzzy)控制的调速系统。根据BLDCM工作原理及控制方法在MATLAB平台上搭建仿真模型并加入反向学习策略初始化麻雀种群,形成非线性时变控制系统,并将该优化系统与传统PID以及模糊PID(fuzzy-PID)控制系统进行对比分析。仿真结果表明,基于ISSA-Fuzzy-PID的调速控制系统有较快的动态响应,有效增强了BLDCM转速控制的精度和鲁棒性。     

基于一阶不确定项估计律的机械臂鲁棒控制研究

针对多自由度机械臂控制系统的模型参数误差、关节摩擦力以及外部输入扰动等不确定项,设计了一类一阶误差估计律;结合基于机构动力学名义模型的输入输出反馈线性化控制算法,对六自由度刚性机械臂的时变轨迹跟踪控制进行了研究,理论上证明了设计的鲁棒控制器是全局渐进稳定的.仿真结果表明该控制策略对系统的各类不确定项具有很好的鲁棒性,能够实现高精度的轨迹跟踪控制.     

基于DSP鲁棒PID控制器的电液位置伺服系统电模拟仿真研究

设计了一种基于灵敏度函数的鲁棒PID控制器,并以DSPTMS320F2812加以实现。为了验证该控制器的鲁棒性能,根据电液位置伺服系统的数学模型,设计了研究对象的电模拟仿真器。通过鲁棒PID控制器对电液位置伺服系统进行电模拟仿真实验。仿真实验结果表明：该鲁棒PID控制器在电模拟仿真器电路参数发生一定的变化时,具有很好的鲁棒性能。     

嵌入式直流PWM伺服控制系统的设计研究

提出了一种直流脉宽调制伺服控制系统的基本框架，其算法通过嵌入式数字信号处理器(DSP)来实现。实验表明，在伺服控制系统中应用嵌入式DSP处理器易于实现复杂的控制算法，提高了系统的响应能力，而且硬件电路设计简单、可靠。     

Eso‐Based Adaptive Robust Control of Dual Motor Driving Servo System

Based on extended state observer (ESO), we propose an adaptive robust control (ARC) for a dual motor driving servo system, in which there exist nonlinearities affecting control performance. To apply ESO and estimate the lumped uncertainty online, backlash and friction are analyzed and the nonlinear model of the plant is derived. We achieve several control objectives. First, the bias torque is considered in order to eliminate the effect of backlash. Second, the speed feedback is used to maintain the speed synchronization of motors. Then, to achieve feedforward control, finite‐time ESO is designed to estimate the unknown nonlinearities online. Furthermore, the ESO‐based adaptive robust controller is designed to guarantee L_∞ of tracking error by an initialization method, maintaining the transient performance of tracking behavior. Finally, extensive experimental results on a practical test rig validate the effectiveness of our proposed method.     

基于伺服电机的飞行器模型姿态角控制系统

主要介绍了基于交流伺服电机的飞行器模型姿态角控制系统的硬件组成和软件功能,控制系统结合了交流伺服电机、伺服单元、工业控制计算机(工控机)和可编程逻辑控制器PLC的优点,当模型名义角度在-4°～12°之间时,角度控制精度都在±1′以内,接近国军标先进水平.