自适应鲁棒控制

摘要： 重载机械臂电液伺服系统具有高度非线性和模型不确定性的特点,且受摩擦影响大,为使其具有良好的跟踪性能和抗干扰能力,建立了包含Stribeck摩擦模型的重载机械臂俯仰缸电液伺服系统数学模型,提出了一种基于扩张状态观测器的电液伺服系统自适应鲁棒控制策略。将扩张状态观测器和采用反演法设计的自适应鲁棒控制器相融合,对系统中存在的不匹配干扰和未知参数进行估计,并利用Lyapunov定理对系统稳定性进行分析证明。通过MATLAB仿真验证,表明该控制策略能够准确跟踪系统指令并估计出非匹配干扰。与传统自适应鲁棒控制策略相比,该控制器可以有效抑制变负载和未知扰动的影响,有效提高了电液伺服系统的控制精度,能够满足重载机械臂的设计要求。

摘要： 水下机械手可以代替人类在水下的极端环境中完成各种复杂作业,目前已得到广泛应用,针对水下机械手控制方法的研究已成为水下机械手领域研究的热点,但目前的研究多局限于静水环境,忽略自然水体中存在的定向流,造成研究环境与实际工况存在较大差异。本研究考虑水体中定向流的影响,建立基于水动力学模型的水下机械手动力学模型,提出基于定向流影响的RBF神经网络进行模型整体逼近的非线性鲁棒自适应控制方法,并进行稳定性分析。通过分析不同速度定向流的轨迹跟踪仿真结果,证明该控制方法在控制误差、稳定性及自适应性方面相比常见的计算力矩法存在明显优势。

摘要： 针对光电稳定平台的建模不确定性和未建模不确定性问题,提出一种基于扰动估计的自适应鲁棒控制算法。该算法将自适应鲁棒控制(ARC)和干扰观测器(DOB)相结合,并将干扰观测器得到的扰动估计值融合进自适应鲁棒控制算法设计中,利用自适应鲁棒控制的参数自适应律对其进行自适应补偿,进一步提高光电稳定平台的稳态精度。仿真结果表明,所提算法与直接采用传统DOB前馈补偿相比具有超调量小、调节时间短的优点,并且有效地提高了光电稳定平台的扰动抑制能力。

摘要： 为准确描述坦克行进间的火炮俯仰系统,利用动力学软件RecurDyn建立了坦克行进间多体系统动力学模型,并通过仿真与试验初步验证了模型的可信性。对以永磁同步电机(PMSM)为执行机构的火炮俯仰系统进行了动力学建模分析,并建立了火炮俯仰系统的数学模型。在此基础上,针对传统三环结构控制效果不佳的问题,设计了火炮俯仰位置伺服系统自适应鲁棒控制器,以及对系统扰动进行反馈补偿的干扰观测器,完成了控制器的稳定性分析,并建立了火炮俯仰系统控制模型。最后,通过接口模块实现了坦克俯仰系统的联合仿真。仿真结果表明:本文建立的坦克行进间多体系统动力学模型具有一定的合理性,设计的火炮俯仰位置伺服系统控制策略具有较好的阶跃响应和瞄准稳定性能以及较强的鲁棒性和抗干扰能力。

摘要： 研究了掘进机刀盘过驱动系统的协调控制问题,建立了广义非线性时变动力学模型,提出了一种结合控制分配技术的自适应鲁棒控制律,在驱动力矩协调的情况下,将刀盘控制在期望速度。采用自适应鲁棒控制(ARC)来处理作用在刀盘上的各种不确定性和可变负载的负面影响,并开发了具有适当控制分配的协调控制方案,以均匀分配每个电机的驱动转矩。通过对比仿真验证了该方案的优越性。结果表明,采用所提出的控制方案,运动性能得到了保证,驱动力矩也得到了很好的协调。

摘要： 为提升电磁直线执行器在动态摩擦力下的跟踪性能与干扰抑制性能,提出基于改进LuGre模型的电磁直线执行器自适应鲁棒控制方法。建立考虑改进LuGre动态摩擦力的高功率密度电磁直线执行器动力学模型,通过非线性观测器来估计动态摩擦模型的不可测内部状态,参数自适应用于减少参数不确定性的影响,设计结合摩擦补偿自适应控制律、稳定反馈和鲁棒控制的自适应鲁棒控制方法,并证明该方法的稳定性;基于皮尔逊相关系数研究控制参数对性能的影响规律,对比分析不同控制算法下电磁直线执行器的运动控制性能以及抗干扰能力。仿真与试验结果表明:非线性增益k s1与k s2是影响控制性能的关键参数,提出的自适应鲁棒控制方法与鲁棒控制以及PID控制相比,在提升控制精确度前提下,响应迅速,能够有效克服非线性摩擦力、系统参数不确定性和外界扰动的影响。

摘要： 针对机车单元制动器制动时闸瓦位置控制中存在的时变扰动等非线性因素,结合Lya-punov稳定性理论,构造基于super-twisting观测器和微分控制律的自适应鲁棒控制器,并对其应用效果进行研究.设计super-twisting观测器对轮瓦间因挤压产生的时变扰动进行估计并对估计误差自适应模糊逼近以削弱时变扰动;引入微分控制律并通过求解微分方程确定控制器中的鲁棒项.理论分析及仿真结果表明,系统各状态变量闭环输出有界,跟踪误差及滑模面导数一致有界并收敛于0,滑模面常值收敛.系统输出能够快速、稳定且精确跟踪输入,并对外部时变扰动具有较强的鲁棒性.

摘要： 变转速电机-泵直驱电液系统的发展与伺服技术的提升使得泵控系统在保留高能效特性的同时,具有更高的硬件集成度和更快的响应速度;但是在低转速泵控工况下,此类系统依旧存在泵的流量非线性、流量偏差大等控制难点,使得变转速泵控系统难以完成高精度的执行器运动轨迹跟踪.为实现泵控液压缸系统的精密运动控制,提出了一种新颖的非线性流映射方案,以此得到精确的泵输出流量;同时,利用非线性自适应鲁棒反演控制策略(Adaptive Robust Controller Backstepping,ARCB)实现液压系统在高阶动力学、参数不确定性下的精确控制.试验表明,提出的控制策略可有效解决变转速泵的流量偏差问题,实现理想的控制性能和轨迹跟踪精度.

摘要： 针对机电作动系统在低速阶段摩擦非线性明显且同时存在其他干扰,易导致系统跟踪精度、稳定性下降这一问题,设计基于非线性观测器摩擦补偿的自适应鲁棒控制器.针对摩擦非线性,利用LuGre摩擦模型描述系统的摩擦现象,提出非线性观测器对模型的内部摩擦状态进行观测.针对系统摩擦系数、转动惯量及其他不确定性参数,设计参数自适应律进行估计.利用前馈补偿的方法,对摩擦非线性和参数不确定性进行补偿,设计鲁棒项克服系统的其他扰动.利用Lyapunov稳定性定理证明了提出的控制器在存在扰动的情况下可以实现系统的有界稳定性.实验结果表明,提出的控制器具有较高的控制精度与较强的鲁棒性,跟踪精度较传统的PID控制器提高了一个数量级.

摘要： 电液伺服系统的控制精度受到建模不完整和非线性因素的影响,这制约了控制器的控制性能.对此,通过设计一个不匹配干扰来描述系统的模型误差,建立了考虑摩擦以及不匹配干扰的阀控缸数学模型.通过设计观测器来预测系统中存在的不匹配干扰,使用基于参数映射的自适应律处理系统中的不确定参数,同时由非线性反馈项抑制误差造成的影响,最后对控制器性能进行分析.使用Matlab对系统进行仿真,并与采用PID(proportion integration differentiation)控制器和自适应鲁棒控制器的仿真结果进行比较.结果表明,本文所设计的控制器能够能有效抑制不匹配干扰对系统的影响,显著提高系统的控制精度.

摘要： 关节柔性可看作是控制输入和关节力矩之间具有较低带宽的滤波环节，破坏了系统性能。rn 利用关节力矩及其微分信号的负反馈可以大大提高该滤波环节的带宽，补偿柔性影响，从而将柔性关节机器人系统用一个降阶系统等价处理。在此基础上，设计了以投影算法作为参数估计规律的自适应鲁棒控制器，井选取适当的李雅普诺夫函数，给出了保证整个系统渐进稳定所需的条件。rn 最后以本实验室的柔性关节机器人为研究对象进行了实验研究，清晰地表明该控制策略可有效抑制参数漂移问题，保证系统鲁棒稳定和良好的轨迹跟踪，验证了控制策略的有效性和可行性。

摘要： 为提高伺服系统的控制精度,本文针对一类带有摩擦非线性、参数及干扰不确定性的伺服系统,给出了基于LuGre摩擦模型的系统动力学描述,提出了一种基于终端滑模的有限时间自适应鲁棒控制律.对不确定参数进行在线估计以提高系统对参数变化的鲁棒性,通过非线性鲁棒项和趋近控制项,抑制了外部干扰及摩擦非线性带来的不利影响,保证了闭环控制系统轨迹在有限时间内快速收敛到包含滑模面在内的任意小邻域内.应用Lyapunov方法证明了闭环系统的稳定性.数字仿真验证了所提方法的有效性.

摘要： 针对一类带有完全未知的控制系数和有界扰动的严反馈非线性系统，将Nussbaum函数增益与自适应逆推方法相结合，提出一种自适应鲁棒非线性控制方法。所提出的方法不需要未知控制系数符号的任何先验知识，且避免了控制器奇异值摄动问题;采用基于s-修正的泄漏项，阻止自适应律中参数的漂移;并借助Lyapunov函数及相关引理证明了所设计的自适应鲁棒非线性控制器可通过恰当地选取设计参数，保证系统具有任意指定的控制性能，且保证最终的闭环系统所有信号全局一致最终有界。仿真研究证明了所提出算法的可行性和有效性。

摘要： 本文利用神经网络的非线性逼近性质,研究一类非线性不确定系统的自适应控制问题.控制器的构成直接利用了神经网络的输出,并设计了神经网络权矩阵的在线调节算法.通过对不确定项的归一化处理,简化了控制器的结构,在对不确定性的较弱的假设条件下,证明了控制器使被控系统的状态及逼近误差一致终极有界.最后对水箱系统的控制问题进行了实例仿真,表明所采用的方法是比较有效的.

摘要： 总结了目前国内外气动肌肉并联关节的研究现状，阐述了基于高速开关阀控制的对称型气动肌肉并联关节的系统设计，分析了对称型气动肌肉并联关节的控制难点，给出了实现对称型气动肌肉并联关节高精度位姿轨迹跟踪目前已解决的若干关键问题以及所达到的控制精度，并探析了进一步的研究思路。

摘要： 总结了目前国内外气动肌肉并联关节的研究现状，阐述了基于高速开关阀控制的对称型气动肌肉并联关节的系统设计，分析了对称型气动肌肉并联关节的控制难点，给出了实现对称型气动肌肉并联关节高精度位姿轨迹跟踪目前已解决的若干关键问题以及所达到的控制精度，并探析了进一步的研究思路。

摘要： 总结了目前国内外气动肌肉并联关节的研究现状，阐述了基于高速开关阀控制的对称型气动肌肉并联关节的系统设计，分析了对称型气动肌肉并联关节的控制难点，给出了实现对称型气动肌肉并联关节高精度位姿轨迹跟踪目前已解决的若干关键问题以及所达到的控制精度，并探析了进一步的研究思路。

摘要： 总结了目前国内外气动肌肉并联关节的研究现状，阐述了基于高速开关阀控制的对称型气动肌肉并联关节的系统设计，分析了对称型气动肌肉并联关节的控制难点，给出了实现对称型气动肌肉并联关节高精度位姿轨迹跟踪目前已解决的若干关键问题以及所达到的控制精度，并探析了进一步的研究思路。

摘要： 揭示了互质因子摄动系统稳定鲁棒性的l优化设计的连续性.证明了最优函数值关于名义设计模型的连续性.证明了依图象拓扑收敛的名义设计模型存在统一的截断维数使得次优解以相同的精度逼近最优解.在截断问题有唯一最优解的条件下证明了优化l控制器关于名义设计模型的连续性和一致连续性.

摘要： 揭示了互质因子摄动系统稳定鲁棒性的l优化设计的连续性.证明了最优函数值关于名义设计模型的连续性.证明了依图象拓扑收敛的名义设计模型存在统一的截断维数使得次优解以相同的精度逼近最优解.在截断问题有唯一最优解的条件下证明了优化l控制器关于名义设计模型的连续性和一致连续性.

摘要： 本发明公开了一种基于滑模自适应鲁棒控制的立式物料传送装置控制方法，包括以下步骤：构造立式物料传送装置的数学模型；规划立式物料传送装置的期望运动轨迹；构造滑模自适应鲁棒控制系统；构建立式物料传送装置控制律，结合滑模自适应鲁棒控制系统即可实现对立式物料传送装置位置的控制。该方法以滑模控制器为基础，为立式物料传送装置中存在的未知参数设计了合理的自适应控制律以补偿由于模型的不确性对控制系统所带来的影响。此外本发明还为传统滑模控制器中的鲁棒项系数设计了自适应控制律，不仅保证了传统滑模控制系统的鲁棒性而且降低了其抖振，进一步改善了控制系统的性能，实现对存在参数摄动的立式物料传送装置较高精度的位置控制。

摘要： 本发明提出一种超高速永磁同步电机转速自适应鲁棒控制方法。在计算电磁转矩T

摘要： 本发明公开了一种用于电动自动驾驶车辆的车速跟随自适应鲁棒控制方法，包括的步骤有：步骤一、建立包含参数不确定以及外界干扰项的车辆二阶纵向动力学模型；步骤二、对阶跃规划车速进行平滑处理；步骤三、利用动态滑模控制理论设计车辆广义纵向力控制率；步骤四、使用RBF神经网络对该不确定项进行在线估计；步骤五、设计合理的底层执行器切换逻辑。有益效果：保证跟踪目标及其导数能以指数速度收敛于0。很大程度上缓解了常规滑模控制的实际应用难题。既保证了控制器的稳定性又能够在一定程度上进一步缓解了滑模控制的抖振问题。

摘要： 本发明公开了一种欠驱动液压单腿助力外骨骼的自适应鲁棒控制方法及装置。该控制方法包括：建立物理模型；获得参考位移和实际位移；将实际位移和参考位移作为输入量，中层位置跟踪控制器的输出为虚拟的期望关节驱动力矩；将期望关节力矩转化为期望液压缸输出力，将期望液压缸输出力和实际液压缸输出力作为输入量，将流量转化为电液伺服阀的驱动电压，驱动电压控制液压缸的输出力，带动欠驱动单腿助力外骨骼的各个关节旋转。本发明在液压缸数目少于外骨骼运动自由度数目的情况下，有效克服了欠驱动液压单腿助力外骨骼的多关节强耦合、液压驱动器的高阶非线性和模型不确定性的影响，实现了液压助力外骨骼对人运动的良好跟随和助力效果。

摘要： 本发明公开了一种基于双电动缸同步运动误差建模的自适应鲁棒控制方法，属于机电伺服控制领域，对双电动缸同步位置伺服系统的特点，建立了基于同步运动误差的双缸伺服系统模型；针对参数不确定性与除参数不确定性外的所有模型不确定性同时存在于机电伺服系统的问题，利用参数自适应和鲁棒控制分别来处理这两种系统不确定性，能有效解决双电动缸同步伺服系统中不确定非线性的问题；所设计的基于双电动缸同步运动误差建模的自适应鲁棒控制器，是一种基于交叉耦合方法的同步控制策略，对双电动缸在同步运动过程中可能产生的耦合干扰等非结构不确定性，有良好的的鲁棒作用，并能保证位置输出能准确地跟踪期望的位置指令。

摘要： 本发明公开了一种基于神经网络补偿死区反演误差的自适应鲁棒控制方法，属于机电伺服控制领域，本发明基于自适应鲁棒控制方法，针对电机伺服系统中广泛存在的死区非线性问题，使用平滑且连续的数学模型来提供反馈线性化所需的死区的近似逆变换，能够进行在线学习的单隐层神经网络被设计用于补偿来自近似反演的反演误差，此外，还导出了用于处理参数不确定性的参数自适应律，并且设计了非线性鲁棒反馈项以抑制不完美建模，补偿误差或其他干扰的影响；李雅普诺夫定理用于证明所提出的控制算法的稳定性，广泛的比较模拟结果说明所提出的基于神经网络补偿死区反演误差的自适应鲁棒控制器具有更好的控制性能。

摘要： 本发明公开了一种基于滑模自适应鲁棒控制的立式物料传送装置控制方法，包括以下步骤：构造立式物料传送装置的数学模型；规划立式物料传送装置的期望运动轨迹；构造滑模自适应鲁棒控制系统；构建立式物料传送装置控制律，结合滑模自适应鲁棒控制系统即可实现对立式物料传送装置位置的控制。该方法以滑模控制器为基础，为立式物料传送装置中存在的未知参数设计了合理的自适应控制律以补偿由于模型的不确性对控制系统所带来的影响。此外本发明还为传统滑模控制器中的鲁棒项系数设计了自适应控制律，不仅保证了传统滑模控制系统的鲁棒性而且降低了其抖振，进一步改善了控制系统的性能，实现对存在参数摄动的立式物料传送装置较高精度的位置控制。

摘要： 本发明提出一种超高速永磁同步电机转速自适应鲁棒控制方法。在计算电磁转矩T

摘要： 本发明公开了一种非鱼雷头型航行体自适应鲁棒控制方法，包括：S1.非鱼雷头型航行体的六自由度运动模型进行解耦得到非线性模型；S2.根据非线性模型获取控制输入深度y

摘要： 本公开提供了一种带惯量补偿的自适应鲁棒控制方法，适用于电液飞行仿真转台，所述电液飞行仿真转台包括外框、与外框连接的外框液压马达以及与外框连接的中框；所述方法包括：建立阀控液压马达伺服系统的非线性模型，所述非线性模型能够表征外框的惯量随中框转角变化的情况；其中，所述阀控液压马达伺服系统包括外框，以及与外框连接的外框液压马达；基于所述非线性模型，建立所述阀控液压马达伺服系统的控制方程。本公开提供了的带惯量补偿的自适应鲁棒控制方法及装置，能够提高电液飞行仿真转台外框跟踪精度。