多机器人的积分滑模编队控制

以一组非完整约束两轮机器人为研究对象,提出了具有非匹配不确定性的移动机器人系统的积分滑模编队控制。在单个机器人运动学模型的基础上,考虑机器人自身参数变化、打滑和侧移等不确定性的影响,采用领航-跟随机制,建立了编队系统的动力学模型。该动力学模型含有非匹配不确定性,无法应用积分滑模控制的不变性抑制。在合理的假设下,从理论上证明了具有非匹配不确定的编队系统在滑模阶段具有局部渐近稳定性;证明了提出的积分滑模编队控制律能够保证滑模的可达性条件。最后以三个机器人组成仿真实验平台,验证了在非匹配不确定性的了积分滑模编队控制方法的有效性及可行性。     

陀螺稳定平台模糊自调整滑模解耦控制

针对陀螺稳定平台系统中轴系间耦合因素对控制性能的影响,设计了一种模糊自调整滑模解耦控制算法.根据非线性微分几何理论,建立了稳定平台输入输出解耦控制,在此基础之上加入了模型参考滑模控制.所设计的滑模控制律采用了分层结构,在边界层内引入了非线性项,同时边界层厚度由一种模糊自调整方法实时改变,从而有效降低了滑模控制在实际应用中的抖振现象,提高了系统的解耦精确度.通过在某型号电视导引头陀螺稳定平台系统中测试,表明了该解耦控制方法的有效性和可行性;同PID等常用方法相比较,该方法的控制效果明显优于其他控制方法,有效提高了稳定平台系统的鲁棒性和跟踪精确度.     

基于麦克纳姆轮的全方位移动平台关键技术研究

基于麦克纳姆轮的全方位移动平台移动性能卓越,其本体无需做出任何转动便可实现任意方向的运动,因此在制造业和仓储物流自动化领域应用前景广阔。本文提出了一种可行的麦克纳姆轮设计方法和制造工艺,并建立了基于麦克纳姆轮的全方位移动平台运动学理论模型,为全方位移动平台控制算法提供了理论依据。在此基础上,自主设计和开发了基于麦克纳姆轮的全方位移动平台原理样机。     

3-RRRT并联机器人鲁棒自适应模糊滑模控制

针对3-RRRT型搬运并联机器人提出了一种直接自适应模糊滑模控制方法.根据机器人的系统动力学模型特点,基于Lyapunov函数的综合设计方法和滑模控制理论,利用模糊逻辑系统与自适应技术相结合,提出了一种控制律,然后进行了系统控制仿真实验.结果表明,采用这种直接自适应模糊滑模控制方法的3-RRRT型并联机器人在周期干扰状况下达到了较高的轨迹控制精度,其闭环系统具有较强的自适应性和鲁棒稳定性.     

基于自适应模糊控制的X-Y平台滑模控制

首先描述了X-Y数控平台系统及模型建立,然后提出了一种自适应模糊滑模控制的力/位置控制方法.在位置控制部分采用自适应模糊控制去逼近不确定项,用滑模控制器对逼近误差及外部的干扰进行补偿控制;力控制回路采用小脑模型神经网络(CMAC)确定相应模糊调整因子的模糊控制器,把力控制器输出作为位置控制的修正值,通过提高位置的控制精度达到控制力的目的.仿真结果表明,该方法使平台系统的控制精度得到了改善,并对外界环境接触刚度的变化具有一定的自适应性和鲁棒性.     

电气伺服系统的自适应模糊积分滑模控制

针对外界扰动及不确定性等因素对电气伺服系统性能的影响,将具有积分滑模面的自适应模糊控制器引入电气伺服系统的位置控制,利用滑模控制克服不确定性因素影响,通过自适应律与模糊规则的结合削弱滑模控制引起的抖振,通过参数自适应估计方法保证滑模变结构控制增益的合理性,提高了电气伺服系统的稳定性与位置跟踪性能.仿真实验结果表明,这种控制系统具有控制结构简单,稳态性能好等优点,并对不确定性等因素具有良好的鲁棒性.     

轮内电动汽车直接横摆力矩控制

针对参数变化及不确定性干扰等非线性因素对于车辆稳定性的影响,设计出一种基于自适应鲁棒滑模控制的策略,保证轮内电动汽车在上述不确定因素的干扰下,仍然可以保证车辆的行驶稳定性。具体搭建了整车二自由度模型和驱动电动机模型,设计自适应鲁棒滑模控制律,利用先进车辆动力学仿真软件Carsim对该控制策略进行了仿真实验;同时进行了实车试验。试验和仿真结果表明,该算法可有效实现直接横摆力矩控制,使车辆在有较大侧向风的干扰下保持行驶稳定性。     

变负载空间机械臂混沌运动分析与控制

针对空间机械臂在轨服役时操作任务复杂多样且外部扰动随机等因素可能引起系统动力学特性和控制性能发生变化这一问题,研究了其负载不确定及外部扰动与重力释放的耦合影响引起的系统混沌运动,讨论了一种基于模糊幂次趋近律的快速滑模变结构控制方法。首先应用相图法、庞加莱映射法和最大李亚普诺夫指数法,分析系统在地面和空间两种环境的不同工况中,可能出现的混沌现象,及该情况下负载质量参数范围。通过对传统滑模面分析和比较,设计了一种快速非线性滑模面,根据模糊控制理论,设计模糊幂次趋近律,在实现混沌状态有效抑制的前提下,提高了系统的趋近运动速度。最后,通过与常规控制策略的对比仿真研究,验证了所提控制方案的有效性。     

基于反推方法的滑模自适应励磁控制

针对电力系统参数摄动和外界干扰等因素对励磁系统的影响,经过对传统模型状态变量的变换,建立了励磁控制系统模型,设计了基于backstepping方法的模糊滑模励磁控制器。该方法通过逐步构造Lyapunov函数和设计切换函数,从而得到了最终的控制规律。最后对所设计的算法进行了仿真研究,与常规PID+PSS控制方法相比,系统在动静态响应性能上均优于PID+PSS控制。通过仿真表明这种控制方法不仅有效而且还能达到比较满意的控制效果。     

一种基于指数趋近律的模糊滑模异步电机转速观测器

无速度传感器控制技术以其便捷可靠的优势,广泛应用于电力牵引交流调速系统中,为系统的控制带来了种种便利。在详细分析了几种不同控制策略对系统的影响基础上,针对传统滑模观测器存在抖振的现象,提出基于改进型指数趋近律的模糊滑模控制策略。该方法将转速的误差变量引入电流估算模型中,并对转速反馈信息进行模糊逻辑控制,结合Lyapunov函数设计出转速的自适应律,最后在Simulink仿真平台上验证方案的可行性。结果表明,该方案不但保留了传统滑模优势,而且有效地降低了滑模抖振的影响,满足交流调速系统的要求。     

基于模糊径向基函数神经网络的永磁同步电机滑模观测器设计

针对传统滑模控制易导致系统出现抖振的问题,提出了一种模糊径向基函数(RBF)神经网络滑模观测器来实现永磁同步电机(PMSM)无传感器控制。为了减小观测器系统抖振,利用模糊RBF神经网络算法动态调整滑模增益,并采用李雅普诺夫稳定性定理证明了该模糊神经网络观测器的稳定性;利用锁相环(PLL)技术提高估算精度,并削弱计算噪声。基于MATLAB/Simulink软件平台搭建了仿真模型,将模糊RBF神经网络滑模观测器系统与传统滑模观测系统进行对比。结果表明,与传统的滑模观测器相比,新型滑模观测器能够快速、有效地跟踪转子位置,精确估算出转子速度,同时具有较好的动态特性。     

基于模糊自学习的交流直线伺服系统滑模变结构控制

针对直接驱动直线式交流伺服系统,提出了一种基于模糊自学习的滑模变结构控制方案。在常规的滑模控制中引入模糊自学习方法,在不影响滑模控制系统完全鲁棒性的情况下,有效地削弱滑模切换控制所产生的抖振。仿真结果表明该方案对系统参数变化和负载扰动具有很强的鲁棒性,抖振得到了明显的抑制。系统具有良好的动、静态性能。     

基于反演设计的机器人非奇异终端模糊滑模控制

针对带有建模误差和外部干扰的多关节机器人轨迹跟踪问题,根据滑模控制原理,采用非奇异终端滑模面,基于反演设计方法,设计了反演非奇异终端模糊滑模控制。并设计了模糊控制器在线估计不确定性上界值,削弱了抖动。利用李亚普诺夫定理证明了系统的稳定性,仿真结果表明方法的有效性。     

永磁同步电机交流伺服系统的滑模模糊控制

针对模糊控制器在设计过程中参数难以确定以及滑模控制存在抖动等问题,将滑模控制理论与模糊控制理论相结合,提出了一种基于Sugeno型模糊推理的滑模模糊控制器的设计方法。使每一条Sugeno型模糊推理规则的后件部分为一滑模控制策略,保证了模糊控制系统的稳定性和动态性能。将该方法用于永磁同步电机交流伺服系统位置控制器的设计,并进行了仿真。结果表明,该方法综合了传统的滑模控制和模糊控制的优点,具有很好的动态跟随性和较强的鲁棒性,有效地削弱了抖动。     

多关节机器人的反演自适应模糊滑模控制

针对二关节机器人轨迹跟踪问题,设计了一种新的反演自适应模糊滑模控制器.该方法设计了反演滑模控制器和自适应模糊控制器,通过设计合适的自适应律,采用模糊控制器在线估计不确定性上界值,实现了对建模误差和干扰的自动跟踪,削弱了抖振.利用李亚普诺夫定理证明了系统的稳定性.仿真结果表明该方法的有效性.     

一种电子凸轮轨迹跟踪控制方法

以电子凸轮为研究对象,提出一种轨迹跟踪控制方法。阐述了电子凸轮运动规律,在此基础上基于3次非均匀B样条曲线给出了一种凸轮曲线设计方法。为提高凸轮轨迹跟踪精度,设计了模糊滑模迭代控制器。迭代学习控制算法可用于实现目标轨迹的跟踪;模糊控制和滑模控制则可以提高电子凸轮的收敛速度与鲁棒性。滑模控制器处理轨迹偏差及其变化率;模糊控制器对滑模输出进行模糊化和解模糊化处理;通过实时控制调节迭代学习控制器的增量得到理想的轨迹跟踪效果。针对基于伺服电机的电子凸轮,控制系统给出了具体硬件架构。通过实验验证表明,模糊滑模迭代控制算法能够满足电子凸轮对轨迹跟踪精度与鲁棒性的要求,电子凸轮能够有效取代传统的机械凸轮机构。     

感应电机模糊滑模控制器的新型设计方法

针对感应电机定子电阻和转子时间常数受外界因素干扰影响其矢量控制系统稳定性和精确度的问题,提出了一种感应电机模糊滑模矢量控制方法。根据感应电机的模型,设计了滑模速度控制器和转子时间常数观测器。利用模糊控制方法改进了滑模切换函数,从而实现切换函数的连续化实时整定,削弱了符号切换函数的高频抖动效果。仿真和dSPACE实验结果表明,控制系统能够稳定运行,动、静态性能良好,抗参数变化和负载突变能力强。     

不确定欠驱动非线性系统的模糊滑模控制

针对一类不确定欠驱动非线性系统，提出了一种模糊滑模控制新方案．该方案在T-S型模糊控制的基础上引入滑模控制，有效避免了T-S型模糊控制可能出现的不稳定情况，同时改善了系统的动态性能。采用吊车系统进行系统仿真，结果表明了该控制方案的有效性。