近水面作业的机器人综合减摇研究

近水面作业的机器人会受到波浪干扰力的影响,很难保持稳定的姿态。根据机器人近水面作业时所受到的波浪干扰力的计算方法和机器人六自由度模型的状态空间表达式,计算出适用于变结构控制器的状态空间方程。在此基础上进行了积分变结构控制器的设计过程,然后借助Matlab软件,对机器人的横摇、纵摇运动中带有PID控制器和带有变结构控制器两种情况分别进行仿真,经过对比分析,变结构控制器较好的控制了机器人的姿态。     

水下机器人的垂直平面导航控制器设计

用变结构控制理论，根据视线制导规律，推导了水下机器人在垂直平面内的变结构导航控制器．它有效地排除了非线性干扰，仿真结果令人满意     

漂浮基双臂空间机器人关节运动的模糊变结构滑模控制

讨论了载体姿态、位置均不受控制的双臂空间机器人系统的控制问题.利用拉格朗日方法并结合系统动量守恒关系,建立了双臂空间机器人系统的非线性动力学模型.以此为基础,对双臂空间机器人关节运动的控制问题作了研究.考虑到空间机器人系统结构的复杂性及其某些参数的变动性,根据具有较强鲁棒性的滑模变结构控制理论,设计了双臂空间机器人关节运动的滑模变结构控制方案;为了克服滑模变结构控制器抖振的缺点,附加设计了一个模糊控制器,以便根据系统的输出来动态调节滑模变结构控制器等速趋近率的系数,从而既确保了系统的快速响应而又消除了原有的抖振.系统数值仿真证明了该控制方案良好的控制效果.     

一类欠驱动机械系统基于滑模的变结构控制

针对体操机器人这种欠驱动机械系统设计了滑模变结构控制律,变结构控制中采用了一种改进的指数趋近律·仿真结果表明对线性化模型所设计的变结构控制器应用在非线性系统中,仍能使机器人系统实现稳定·与极点配置方法相比较,采用滑模变结构控制方法设计的平衡控制器可使机器人系统具有更大的稳定范围(吸引域)和更强的鲁棒性·改进的指数趋近律可有效地降低变结构控制中所产生的抖动,并使系统迅速达到平衡稳定状态·     

基于遗传算法的机器人模糊控制器设计

提出了一种机器人轨迹跟踪的模糊逻辑与变结构控制相结合的控制器设计方案，采用变结构控制量作为监督控制，首先保证机器人系统状态有界，应用模糊逻辑系统逼近过程的不确定部分，利用改进的遗传算法对模糊逻辑系统的参数进行在线调节，使得系统输出能够跟踪指定轨迹，该控制方案能够消除变结构控制所固有的抖振性，计算机仿真结果表明该控制方案具有良好的跟踪性能。     

基于模糊滑模变结构的机器人无刷推进电机系统混沌控制

本文首先介绍模糊滑模变结构控制理论,并通过在Lorenz混沌系统的数字仿真计算和分析验证该控制理论的可行性和有效性。提出应用模糊滑模变结构控制理论对机器人无刷推进电机系统混沌进行控制,设计了深海机器人无刷推进电机的模糊滑模变结构混沌控制器,并通过MATLAB仿真进行验证。     

基于滤波器的自适应变结构机器人控制器研究

结合自适应控制和变结构控制的优点,设计了一种基于滤波器的自适应变结构机器人控制器.在控制信号输出端加滤波器,削弱由开关不连续性引起的系统抖振.利用机器人矩阵线性特征,将各模型参数误差表示为一列向量,基于Lyapunov能量法推导变结构控制率和模型误差向量的自适应率.实现在线估计参数误差,并基于估计值进行变结构控制,削弱由模型参数不确定性引起的系统抖振.针对实际机器人轨迹跟踪控制系统进行了仿真,结果表明控制策略的有效.最后,对滤波器削弱抖振的结构进行了分析与总结.     

仅利用位置测量信息的机器人滑动模跟踪控制

提出一种仅利用位置测量信息的机器人滑动模跟踪控制方案使机器人跟踪给定轨迹．整个控制器分为两部分：仅利用位置反馈的控制器和变结构滑动模控制器．由位置反馈实现的虚拟速度反馈实质上是一种动态补偿器,而变结构滑动模控制方案则主要用来消除或抵消系统中所存在的不确定性的影响,达到提高系统鲁棒性的目的．在上述控制器控制下,系统的输出跟踪误差可以渐近收敛到零．利用边界层控制方案可消除或减弱滑动模控制中经常出现的抖振现象．     

水下机器人自适应S面控制

以某机器人为研究对象,使用S(Sigmoid)面控制方法构造了速度控制器并分析了该控制器的稳定性. 参考滑模变结构控制思想,提出了参数自适应S面速度控制器,使控制参数根据运动状态自适应调整. 同时,为了提高S面位置控制器的适应性,改进了控制器的自适应调整项,增强了控制器消除稳态误差的能力,实现了S面控制器局部动态调整. 水池中的对比实验和海洋验证实验表明,改进方法获得了良好的控制效果,有效提高了水下机器人运动控制的适应性.     

悬挂负载空中机器人的抗摆控制

为了解决悬挂负载空中机器人飞行时产生的负载摆动和残余振荡问题,本文采用滑模变结构方法设计了高度控制器和抗摆控制器。首先建立悬挂负载空中机器人的动力学模型,基于此设计出一阶滑模的高度控制器和二阶滑模的抗摆控制器,并且提出了一种改进型的边界层厚度可变的边界层法来降低抖震现象。最后使用MATLAB和Adams联合仿真,验证控制器的有效性。结果表明,设计出的控制器具有良好的抗摆效果,满足系统要求。     

机器人主动柔顺恒力打磨控制方法

为了解决打磨过程中打磨控制系统存在扰动问题,设计了一种机器人力控末端执行器,并提出了一种机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法.所提方法的内环控制采用模糊变阻抗控制器,外环控制采用自抗扰打磨控制器.采用Lyapunov稳定性理论证明了所提方法的跟踪误差收敛为零.通过仿真和实验,验证了所提方法的有效性和适用性.研究结果表明：在内环控制相同情况下,与外环控制为PID控制器相比,所提出的机器人主动柔顺恒力打磨自抗扰模糊变阻抗控制方法减小了打磨过程中的力跟踪误差和位置超调量,提高了机器人打磨力控制系统的控制效果和鲁棒性,实现机器人柔顺恒力控制.     

双闭环直流调速系统的变结构控制与仿真

根据变结构控制的基本思想,针对双闭环直流调速系统,设计一种变结构控制器,它取代常规系统的电流和速度调节器,成功地解决转速超调问题,仿真分析和实验结果表明,变结构控制器能使系统获得优良的动态和静态特性,而且控制器的设计简单,参数整定容易。     

多关节机器人的自学习模糊全局滑模控制

针对模型不确定性多关节机器人的轨迹跟踪控制问题,研究多关节机器人全局滑模控制,为了削弱系统在滑动模态上的抖振,将模糊控制和全局滑模控制相结合,提出一种自学习模糊全局滑模控制方法.该方法利用模糊系统的输出代替全局滑模控制中的非连续开关切换量,并根据滑模变结构原理,设计自学习算法,动态调整模糊隶属函数的参数.通过对2关节机器人的仿真,结果表明在存在模型误差和外部扰动的情况下,该方法既能达到快速跟踪,又能很好地消除控制器的抖振.     

Fuzzy Variable Structure Control of Photovoltaic MPPT System

In order to reduce chattering phenomenon of variable structure control, a fuzzy variable structure control method is adopted and applied in the photovoitaic maximum power point tracking （MPPT） control system. Firstly, the electric features of PV cells and a dynamic model of photovoitaic system with a DGDC buck converter are analysed. Then a hybrid fuzzy variable structure controller is designed. The controller is composed of a fuzzy variable structure control term and a supervisory control term. The former is the main part of the controller and the latter is used to ensure the stability of the system. Finally, the conventional variable structure control method and the fuzzy variable structure control method are applied respectively. The comparing of simulation results shows the superiority of the latter.     

倒立摆变结构控制系统的设计与实验

用变结构法设计了倒立摆控制器,为削弱变结构控制系统的抖振,提出了一种方法来改进控制器,仿真和实验表明,该设计方法是有效的。     

Acrobot系统基于滑模的离散时间变结构控制

研究了将离散时间变结构控制应用于Acrobot系统的平衡控制器设计的问题.首先给出了Acrobot在垂直向上平衡点处的离散化数学模型.分析了离散指数趋近律存在抖振的机理,针对其不足给出了一种改进的趋近律,并将其应用于Acrobot系统的控制中,设计了离散时间变结构平衡控制器.仿真结果表明,改进的趋近律可有效地减小系统的抖振,并保证系统渐近稳定,实现了Acrobot系统基于滑模的离散时间变结构控制.     

基于滑模控制的液位系统研究

探讨了滑模变结构控制的设计原理,设计了一种滑模控制器,实现了单输入单输出系统的控制,并利用MATLAB／SIMULINK搭建系统进行仿真,研究了基于滑模变结构控制的三容水箱液位高度控制器对于系统输人的跟踪效果．并与传统PID控制相比较,体现了滑模变结构控制的动态、稳态品质良好,对输入信号跟踪效果理想,鲁棒性好,比传统PID控制更为优越．     

人工智能在机器人力控制系统中的应用研究

鉴于以往在机器人力控制中存在某些不足 ,将人工智能方法引入基于力传感器的机器人力控制中 ,尝试利用模糊控制理论与阻抗控制策略相结合对机器人进行更有效的力控制 .给出了系统的硬件结构 ,设计了力控制器 ,最后根据具体实验得出实验结果 .为解决机器人力控制问题提供一种新的方法 .     

离散变结构控制的新方法及其在液压伺服系统中的应用

通过对离散变结构控制进行深入研究，针对伺服系统特点，提出了一种新的变结构控制策略－－ＩＶＳＣ。它由积分控制和变结构控制复合而成，因此当系统存在外部干扰和参数变化时仍可获得准确的跟踪性能和良好的鲁棒性，应用所提出的控制策略对泵控马达速度伺服系统进行控制的数字仿真和实验表明，控制效果是相当满意的。     

基于模糊高斯基函数神经网络控制的机器人视觉伺服系统

针对机器人视觉伺服控制系统中存在的不确定性问题,将模糊控制与神经网络相结合,用神经网络来实现模糊推理,提出了一种把高斯基函数作为隶属函数的模糊神经网络视觉伺服控制器,该控制器不仅具有定性知识的表达能力,而且具有很强的在线学习能力。将所提方法用于三关节机器人"手-眼"视觉伺服系统的控制中,取得了很好的控制效果。