胶印机齿轮系统非线性模型直接积分解法

卷筒纸印刷机折页机构是一种存在耦合的非线性齿轮系统.运用集中质量法、牛顿第二定律、微分方程及级数理论和方法,考虑变啮合刚度、齿侧间隙、动态传递误差等非线性因素,建立卷筒纸印刷机折页机构齿轮系统单自由度非线性动力学模型.引入由状态量、控制量与自变量时间为坐标构成的\"广义状态空间\",将卷筒纸印刷机折页机构齿轮系统动力学模型变为广义状态空间上的系统状态方程.在广义状态空间将方程的右端展开为时间的Taylor级数,进一步直接积分获得非线性控制系统状态方程关于自变量时间的级数解,最终获得状态方程的解析解.使用Matlab软件,对状态方程的解析解进行仿真,得到齿轮转动的角速度与角加速度与时间关系曲线.得到的曲线与实际情况进行对比,验证了动力学模型与状态方程解析解的正确性.     

卷筒纸印刷机折页机构运动学方程直接积分解法

针对运动副间隙和轴承滚子变形引起的折页机构非线性动态响应问题,提出刚性杆与弹簧组合假设,建立了折页机构间隙动力学模型.对含二阶偏微分方程组的含间隙折页机构动力学模型,采用非线性系统直接积分法进行求解.非线性系统分析的核心归结为系统状态方程的求解问题,对于一般非线性控制系统,通过引入由状态量、控制量与自变量时间t为坐标构成的\"广义状态空间\",在广义状态空间处将方程的右端展开为关于时间的Taylor级数,进一步直接积分获得非线性控制系统状态方程关于自变量时间的级数解.以卷筒纸印刷机折页机构这种存在耦合的非线性系统为例,利用本文提出的解法得出了输入量与输出量的解析解,并仿真验证了方法的正确性.     

机器人关键控制系统设计

机器人技术是一种综合了多门学科知识的混合性新技术,涵盖了机械、电子、电气、计算机、通信等多门学科。机器人技术作为21世纪最先进的技术之一,它的发展必然会给社会带来深远的影响。为了保证机器人正常完成各种工作任务,硬件设施和软件系统必须相辅相成。机器人控制系统是机器人控制的核心,是决定机器人功能和性能的主要因素,其重要性不言而喻。基于此,文章对机器人关键控制系统进行了设计。     

非线性协调控制系统状态方程的级数解

针对非线性系统,为了合理利用变量间的有益耦合、消除有害的关联,提出了具有扰动补偿的非线性协调控制原则.根据控制原则,建立了非线性协调控制系统的状态方程,基于该方程导出了对于外界扰动的完全补偿条件,进而给出了完全补偿协调控制系统非线性状态方程.采用直接试探法,求得了该方程的任意阶级数解析解,这是一种有效的非线性系统状态方程的近似求解方法.     

非线性电路状态方程范式及其编写

对非线性电路状态方程范式的一般状态方程范式、完备状态方程范式和局部状态方程范式的存在条件进行了探讨,并在此基础上导出了完备状态方程范式的编写方法。     

用于电磁散射分析的积分方程快速直接求解法研究及进展

介绍了一系列用于电磁散射分析的积分方程快速直接求解方法,旨在显著缓解或避免积分方程迭代求解收敛缓慢甚至不收敛的问题,为积分方程提供一个快速稳定的数值求解手段.文中详细介绍了快速直接求解方法的优点、应用以及国内外的研究动态;重点讨论了几种不同的方法,分别为分级矩阵（hierarchical matrices,-matrices）以及分级非对角低秩矩阵（hierarchically off-diagonal low-rank matrices,HODLR）,包括每种方法的构建以及分解求逆方式;对各个方法的优缺点展开了进一步讨论;给出了各个方法的分解以及内存复杂度和复杂飞机模型的电磁散射分析数值算例来证明各个方法的效率和精度.最后,对快速直接求解方法当前仍然存在的主要挑战和可能的策略进行了简略的讨论以及展望.     

带有未知死区的机器人积分变结构模糊控制

针对一类带有未知死区和外来干扰的不确定机器人系统,基于变结构控制原理,采用简化的死区输入模型,利用具有线性可调参数的模糊系统的逼近能力,提出了一种积分变结构自适应模糊控制方案.该方案取消了要求逼近误差平方可积的条件,同时利用Young's不等式减少了模糊系统调节参数的数目,从而降低了实现的复杂性.最后,利用Lyapun...     

小扰动机器人纵向非线性控制电路系统设计

传统的小扰动机器人纵向非线性控制方法采用传感器通过敏感元件实现驱动器和执行系统联动控制,但控制系统容易出现非线性随机干扰失真。提出基于自校正模型参考自适应的小扰动机器人纵向非线性控制方法,利用改进后的控制算法进行电路系统设计。当小扰动机器人纵向非线性控制系统受到随机干扰作用时,根据自适应多通道加权控制律,机器人非线性控制系统的测量误差按指标随时调整控制器参数权重,给出合适的控制信号,在机器人的执行控制系统中设置一个初始权值,参考模型并联于被控系统,在伺服控制中采用最小方差法确定控制规律,实现机器人的纵向非线性控制,最后进行PCB电路板的设计。实验和调试结果表明,采用该系统能有效实现对机器人的非线性控制,控制品质和精度较高,收敛性和稳定性较好。     

基于CPLD的机器人控制系统

以EPF6106为例,介绍CPLD器件及其设计过程，讨论了CPLD器件在机器人系统中的应用，通过采用CPLD器件，控制编码器信号输入和脉冲输出，提高了系统的可靠性，实现了基于DSP的多轴控制。     

焊接机器人控制系统研究分析

通过对焊接机器人本体研究,结合机器人学的基本原理,总结归纳其内部控制系统设计过程,更好的认知和学习焊接机器人控制系统的使用情况。     

SDH系统E1接口定时的高质量恢复

SDH传输网中由指针调整带来的低频抖动和漂移已经成为SDH传输网与其它传输网互通的障碍.这一问题可以通过在SDH系统的边界支路输出口处采用极低带宽的锁相环对SDH网络指针调整带来的抖动和漂移进行平滑来得到改善和解决.本文介绍了一种捕捉速度快、带宽窄、适合于多支路大规模集成的用于SDH系统E1支路接口的二阶全数字锁相环路.     

基于模糊神经网络滑模控制器的一类非线性系统自适应控制

本文研究了一类不确定性非线性系统的自适应控制,在模糊神经网络滑模控制器（Ｆｕｚｚｙ ｎｅｒｕａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ sｌｉｄｉｎｇ Ｍｏｄｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅ ）的基础上提出了一种设计方法,将ＦＮＮＳＭＣ与带死区的滑模控制器（Ｓｌｉｄｉｎｇ ｍｏｄｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｗｉｔｈ Ｄｅａｄ Ｚｏｎｅ）有机结合,通过平滑切换实现自适应控制,这种方法使系统不仅有好的鲁棒性而且能有效地消除离频动,同时     

具有不匹配量化的非线性系统自适应滑模控制

文中对非线性系统的渐近稳定性问题进行了研究。量化器的编码器和解码器参数会出现不匹配的情况,且不匹配的量化参数进一步增加了控制器设计的复杂性和难度。通过建立量化参数的时变比例模型,结合基于观测器技术和滑模控制技术,设计出自适应滑膜控制的方法。该方法充分消除了不匹配量化参数、非线性和外部干扰的影响,实现了闭环系统的渐近稳定性并将系统的状态轨迹驱动到滑模面上。最后,运用仿真实验验证了控制策略的有效性。     

车式移动机器人轨迹跟踪控制方法

针对车式移动机器人轨迹跟踪这一典型控制任务,本文提出一种滑模轨迹跟踪控制方法.该方法采用PI型滑模面设计等效控制律,利用变速函数代替符号函数获得切换控制率,并运用Lyapunov理论证明系统的稳定性.仿真结果表明该方法不但能使机器人有效跟踪任意参考轨迹,而且能减小在控制中的抖振现象,即使在外界干扰影响的情况下,也具有良好的控制品质.     

参数不确定移动机器人全局轨迹跟踪的自适应滑模控制

通过对一类质心和几何中心不重合情况下移动机器人轨迹跟踪问题的研究,得到了两独立驱动轮角速度为控制输入的机器人运动学模型.对于车轮半径和两驱动轮之间距离参数已知的情况,基于反演控制的思想设计了变结构控制的切换函数,构造了具有全局渐近稳定的滑模轨迹跟踪控制律,并针对这两个参数未知时,通过自适应方法对其进行参数估计,给出了自适应滑模轨迹跟踪控制律的设计方法.该方法设计过程简单且具有直观的稳定性分析,适用于移动机器人的全局轨迹跟踪控制.仿真算例验证了所提控制律的有效性和正确性.     

基于滤波器的机器人滑模控制

变结构控制系统是一类特殊的非线性控制系统,滑模控制就是其中的一种控制策略。滑模控制对系统参数及扰动的变化反应迟钝,具有很强的鲁棒性,该控制方法特别适合机器人系统的控制。抖振是滑模变结构控制中不容回避的问题。文中采用了后滤波器用于消除对象输出的噪声干扰,从仿真结果看,有效削弱了单纯滑模变结构控制系统的抖振。     

移动机器人全局轨迹跟踪的自适应滑模控制

讨论了两驱动后轮角速度为控制输入的移动机器人轨迹跟踪问题，针对含有未知参数的非完整移动机器人运动学模型．基于反演（backstepping）控制算法的思想设计了变结构控制的切换函数，并由此构造了具有全局渐近稳定的白适应滑模轨迹跟踪控制器。该方法设计过程简单并具有直观的稳定性分析，适用于移动机器人的全局轨迹跟踪控制。仿真结果表明了该方法的有效性和正确性。     

Shared human–robot path following control of an unmanned ground vehicle

This paper considers the shared path following control of an unmanned ground vehicle by a single person. A passive measure of human intent is used to blend the human and machine inputs in a mixed initiative approach. The blending law is combined with saturated super-twisting sliding mode speed and heading controllers, so that exogenous disturbances can be counteracted via equivalent control. It is proven that when the proposed blending law is used, the combined control signals from both the human and automatic controller respect the actuator magnitude constraints of the machine. To demonstrate the approach, shared control experiments are performed using an unmanned ground vehicle, which follows a lawn mower pattern shaped path.