Robust adaptive motion/force control scheme for crawler-type mobile manipulator with nonholonomic constraint based on sliding mode control approach

In this paper, a robust adaptive motion/force control (RAMFC) scheme is presented for a crawler-type mobile manipulator (CTMM) with nonholonomic constraint. For the position tracking control design, an adaptive sliding mode tracking controller is proposed to deal with the unknown upper bounds of system parameter uncertainties and external disturbances. Based on the position tracking results, a robust control strategy is also developed for the nonholonomic constraint force of CTMM. According to the Lyapunov stability theory, the stability of the closed-loop control system, the uniformly ultimately boundedness of position tracking errors, and the boundedness of the force error and adaptive coefficient errors are all guaranteed by using the derived RAMFC scheme. Simulation and experimental tests on a CTMM with two-link manipulator demonstrate the effectiveness and robustness of the proposed control scheme.     

Adaptive fuzzy funnel congestion control for TCP/AQM network

In this paper, a performance constraint control problem is considered for Transmission Control Protocol/Active Queue Management (TCP/AQM) network with external disturbance and input saturation. On the basis of backstepping-like design procedure and fuzzy approximation technique, an adaptive fuzzy controller with prescribed constraint is achieved to ensure that the transient and steady state performances of the tracking errors can be satisfied. The stability analysis proves that all the signals in the closed-loop system are semi-globally, uniformly and ultimately bounded. The simulation results clarify the feasibility and effectiveness of the proposed approach.     

自适应光学系统中倾斜镜的自适应逆控制

为了克服自适应光学系统中倾斜镜的迟滞响应,提高响应的线性度,改善倾斜镜的控制精度,研究了倾斜镜的迟滞非线性效应。提出了一个基于频率相关的Mutified-Prandtl-Ishlinskii(MPI)模型的补偿方法来在线自适应逆补偿倾斜镜的迟滞非线性。结合反馈PID控制构成了自适应逆前馈复合控制方案,其中自适应逆前馈克服了由于频率等因素引起的迟滞曲线变化,反馈PID则改善了整体的控制性能。建立了倾斜镜二阶系统模型来估计倾斜镜系统的输出,解决了MPI模型参考信号的问题,避免了增加额外前馈传感器,保证了光能量的利用率。实验结果表明,倾斜镜系统15 Hz非线性迟滞率由原来的24.28%降为1.17%,线性度提高了约95%,控制精度较传统PID方法提高了约60%。该方法能够有效补偿倾斜镜的迟滞非线性,提高了自适应光学系统中倾斜镜的校正精度。     

机床自适应控制的新进展

提出一种可自学习、自组织,兼具约束式和是佳式的特征的铣削适应控制系统。系统实现以软件为主,综合使用模糊数学、神经元网络、专家系统等多种共工智能工具建模。建模方法具有一定的通用性,同时也避免了研究切削规律、精确度建模困难。实验证明,该系统可在刀具耐用度不减的条件下提高生产率４０％以上,并可提高加工精度。     

离散制造单元生产扰动识别模型及其自适应节能控制方法

离散制造单元的生产扰动是中断设备生产、造成能耗浪费的源头，如何在复杂动态的扰动环境下实现设备节能控制策略的自适应选择和控制参数的自适应优化从而达到最优的节能控制效果是一个亟待解决的难题，为此提出了基于生产扰动识别模型的离散制造单元自适应节能控制方法。首先，基于生产扰动的模式性和不确定性，构建了一种马尔科夫逻辑网络驱动的生产扰动识别模型，实现生产扰动的精准识别。然后，以能耗浪费期望为优化目标，生产延迟时间期望为优化约束，制定了基于时间阈值的设备节能控制策略，提出了面向生产扰动自适应的节能控制方法。最后，以某压铸单元为对象进行了案例验证，结果表明生产扰动类型会对节能控制效果造成显著影响，所提出方法在尽量保证生产的前提下通过提升节能控制的自适应能力实现了更好的节能效果。     

刚性臂机器人自适应控制方法研究进展

综述了近年来刚性臂机器人自适应控制方法的研究现状，重点对应用于刚性臂机器人自适应控制的模型参考自适应控制、基于计算力矩的自适应控制和基于无源性的自适应控制等控制方法进行了分析比较，最后提出了今后应该研究的内容。     

受约束悬臂输流管道颤振的自适应控制

使用压电片作为控制执行元件，对具有弹性支承和非线性运动约束的悬臂输流管道的颤振进行了主动控制。考虑由于压电片伸缩而产生的附加控制力矩，推导出受控输流管系统的非线性运动方程，然后基于Lyapunov稳定性理论设计了模型参考自适应控制系统，并利用数值仿真的方法对该控制方案的有效性进行了验证。通过比较输流管道受控前后的运动响应发现，该控制器对管道非线性系统的周期和混沌等运动都可实施有效的控制。     

基于超稳定理论的导弹电动舵机自适应控制方法研究

舵机是导弹控制系统的执行装置,其性能直接影响导弹的作战能力。电动舵机在不同飞行条件下呈现出非线性特点,传统的PID控制方法不能满足其性能要求,针对这一问题提出了一种基于波波夫超稳定理论的自适应控制方法。首先根据电动舵机的工作原理,建立了舵机的状态描述方程,然后在此基础上设计了自适应控制器;最后利用Matlab/Simulink对舵机系统进行了仿真分析。仿真及研究结果显示:该自适应控制器可解决传统的PID控制方法在控制对象参数发生变化后控制效果变差的问题,并且能够克服舵机参数剧烈变化的影响,使舵机系统具有较好的稳定性和快速响应性。     

非线性不确定系统的自适应反馈控制方法

针对具有模型不确定且参数未知的单输入单输出的非线性系统的特点,文中提出了一种自适应反馈控制方法。该方法中,假设系统被调整量最高阶导数的理想值为已知。由于方法仅需要对被控对象的调整量的输出进行反馈,而不要求状态量的具体值,所以降低了算法实现的难度。通过数值仿真验证了方法的可行性和有效性。     

Robust adaptive vibration control of a flexible structure

Different types of L1 adaptive control systems show that using robust theories with adaptive control approaches has produced high performance controllers. In this study, a model reference adaptive control scheme considering robust theories is used to propose a practical control system for vibration suppression of a flexible launch vehicle (FLV). In this method, control input of the system is shaped from the dynamic model of the vehicle and components of the control input are adaptively constructed by estimating the undesirable vibration frequencies. Robust stability of the adaptive vibration control system is guaranteed by using the L1 small gain theorem. Simulation results of the robust adaptive vibration control strategy confirm that the effects of vibration on the vehicle performance considerably decrease without the loss of the phase margin of the system.     

自适应频谱塑形主动控制及舰艇领域应用研究进展

舰艇的隐身性能是其重要的性能指标和战术指标.吸振隔振等被动控制技术在舰艇减振降噪领域得到了广泛的应用,但依然无法满足舰艇对声隐身性的需求,因此,开展舰艇的振动与噪声主动控制研究意义重大.频谱塑形主动控制可以通过改变辐射噪声特征的方式对舰艇进行变特性声隐身.介绍了频谱塑形主动控制的内涵,根据自适应频谱塑形主动控制理论的发...     

异步电动机自适应控制的研究

介绍了一种异步电动机的自适应控制,在Matlab/Simulink中对异步电动机控制系统的各个部分进行了仿真建模,完成了该控制系统的仿真.该方法用自适应方法将系统中莱一信号作为虚拟控制信号,进而使系统简化,再应用李亚普诺夫稳定性理论实现该虚拟控制信号,达到控制要求.谊设计方法的仿真结果表明,用该方法设计的异步电动机自适应控制系统能够获得较好的转速跟踪和磁链跟踪性能.     

模块化移动机器人的无模型自适应控制研究

为研究无模型自适应(MFA)控制算法在机器人控制领域的应用,设计了差动驱动的模块化移动机器人。在考虑非完整约束、MIMO、饱和约束等特点基础上,建立了以差动驱动电机脉宽调制(PWM)信号为输入、以机器人方位角和线速度为输出的无模型自适应控制系统;为提高运算速度并减少运算量,使用最小二乘原理设计了新的伪偏导数和控制律在线估计算法。仿真结果表明,该方法具有鲁棒性强、响应速度快及控制精度高的特点,其性能优于传统的PID控制。     

自适应控制策略在并联机构上的应用

利用并联机构的动力学模型，对自适应算法在并联机构上的控制效果进行了理论及其实际实验的研究。分别采用经典PD算法和基于计算力矩的自适应控制算法对实际的并联机构进行轨迹跟踪控制。实验结果表明。无论在低速或高速的情况下。自适应算法都能够获得具有更好的位置跟踪性能的高速高精度运动，并且运动过程更加平稳。     

一种基于RBF补偿的自适应复合同步控制

针对Linapod并联机器人的同步轨迹跟踪问题,提出一种新的自适应复合同步控制策略。以Linapod 机构为研究对象,设计了一种将前馈控制、PD控制以及RBF适配器补偿相结合的复合同步控制策略,并根据李雅普洛夫稳定性条件给出了RBF适配器权值更新率,从而保证了控制系统的运动稳定性。研究结果表明,在该控制器的作用下,当向各轴加入单位正弦信号干扰和不加入干扰时,各轴跟踪误差都能小于0.003 mm,从而验证了该控制策略的有效性和正确性。     

汽车主动悬架的自适应控制研究

主要对汽车主动悬架自适应系统进行研究。根据悬架系统的模型,参数往往不确定,路面激励未知且可变,对主动悬架的非线性性能特点进行研究。采用增益调度控制、模型参考自适应控制和自校正控制等几类自适应控制策略应用于主动悬架的主动控制系统。通过自校正控制自适应系统,按照路面行驶工况进行最优控制,通过计算机对电液系统的阻尼、弹力和水平位置等进行调节,使悬架系统对不同运行工况具有最大程度的适应能力。确保主动悬架性能满足车辆行驶稳定性能与乘坐舒适性,实现对悬架的自我优化控制。     

自适应桁架结构振动控制及其PCL仿真

研究了以PZT压电堆式主动构件为作动器的自适应桁架结构的振动控制问题。分别采用位移反馈和仿人智能控制律进行结构主动振动控制设计,并基于有限元模型,采用时域内New-mark-Bete数值积分求解结构控制系统微分方程的方法,在PATRAN/NASTRAN中利用其二次开发语言Patran Command Language(PCL)建立了通用的结构控制仿真平台,并给出了对四梭柱自适应桁架结构的振动控制仿真和实验结果。仿真和实验均使结构振幅降低了90%以上,证明控制方法效果良好,仿真手段准确可行。     

压电机敏桁架结构振动自适应控制及实验研究

简要说明了自适应滤波前馈控制方法实现结构振动主动控制的设计思想,详细论述了基于这一思想所开发的自适应控制系统构成与设计方法,在此基础上对一压电机敏桥架结构进行了振动主动控制实验,取得了良好的抵消振动效果。     

汽车悬架路面自适应半主动控制研究

提出一种新的路面自适应半主动控制律。该控制律在簧载质量和非簧载质量的速度反馈上引入了时变的反馈增益，该反馈增益随路面激励主导频率的变化而实时调整。仿真结果表明，路面自适应半主动控制律可获得优良的悬架性能。     

一种PID型自适应模糊控制的设计及其应用

提出了一种PID型自适应模糊控制方法,进而将该方法应用于机器人末端执行器进行控制,仿真结果表明本文提出的控制方案在应用于机器人力控制时具有优秀的响应性能和运动精度,同时该方法简单实用,非常适用于实际生产。