一类不确定非线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类包括非线性不确定性、有界干扰、时变参数等的具有纯参数反馈形式的不确定非线性单输入单输出系统,利用反演设计方法同自适应控制相结合的方法,设计了状态反馈鲁棒自适应控制器.该控制器能使系统达到渐进稳定,并能保证闭环系统信号的全局有界性,对非线性不确定性和有界干扰具有一定的鲁棒性,且对不确定性的知识要求不多.从仿真实例看出,所设计的鲁棒自适应控制器具有满意的控制效果,而且控制量在容许控制的范围之内.     

不确定非线性系统的鲁棒自适应控制

针对一类具有一般不确定性的非线性系统（包括非线性不确定性、有界干扰、时变参数等）,利用递推设计方法,设计了一种新的用于输出调节的鲁棒自适应控制器．该控制器对非线性不确定性和有界干扰具有鲁棒性,并能保证闭环系统信号的全局有界性．其优点是对不确定性的知识要求较少．仿真实例表明,设计的鲁棒自适应控制器具有满意的控制效果．     

基于非线性干扰观测器的直升机滑模反演控制

针对3自由度直升机俯仰控制系统,提出一种基于非线性干扰观测器的滑模反演控制方法. 用一种非线性干扰观测器观测系统的不确定性和外界干扰,通过选择设计参数,可以使观测误差指数收敛. 对引入非线性干扰观测器后的系统采用滑模反演法设计控制器,控制律的设计保证了闭环系统的稳定性,从而达到对直升机俯仰系统跟踪控制的目的. 仿真结果表明,该方法能够较理想地观测干扰,减小控制器的输出,改善系统的控制性能.     

具有未知扇区非线性输入的混沌系统修正投影同步

研究了具有未知扇区非线性输入且含有模型不确定性和外部干扰的混沌系统的修正投影同步问题.基于Lyapunov稳定性理论和滑模控制方法,设计了具有积分环节的滑模面和自适应滑模同步控制器,实现了驱动-响应系统的修正投影同步.该方法考虑了由于执行器限制等因素引起的控制输入的非线性影响,并且在控制器的设计中,不需要预先知道扇区非线性输入函数的界值.所设计控制器不受系统模型不确定性、外界干扰和非线性输入的影响,可适用于任意混沌系统,具有很强的鲁棒性和通用性.以Lorenz混沌系统和Chen混沌系统为例的仿真研究表明该控制方法的有效性.     

具有未知扇区非线性输入混沌系统的自适应滑模投影同步

研究了一类具有未知扇区非线性输入且含有未知不确定性和外部干扰的主从混沌系统的投影同步问题. 首先选择了一个合适的滑模面, 然后基于Lyapunov稳定性理论设计滑模控制器和自适应更新规则. 所设计的控制器不受未知不确定性和外部干扰的影响, 具有很强的鲁棒性. 通过对不确定主从Duffing-Holmes系统的仿真研究, 验证了所设计控制器的有效性.     

关于非线性鲁棒H_∞几乎干扰解耦控制(英文)

作者针对一类具有非线性参数不确定性的非线性递阶系统 ,研究了带有稳定性的几乎干扰解耦问题的鲁棒情形。该文的综合方法提供了可行的设计控制器的步骤。所设计的控制器 ,能保证闭环系统在容许的不确定性条件下 ,从干扰到输出的影响可能任意地小 ,并能保证系统是内稳定的     

具有双重不确定性非线性系统输出反馈鲁棒控制

对同时具有参数不确定性和随机干扰的非线性系统,通过扩展状态向量,构造间接型输出反馈控制器,运用T-S模糊理论、线性矩阵不等式(LMI)技术和并行分布补偿(PDC)结构,提出了具有双重不确定性非线性系统的鲁棒模糊控制器设计法。以倒立摆系统为被控对象,仿真结果验证了所设计方法的有效性。     

不确定非线性系统的鲁棒H_∞保性能控制

针对具有有界时变参数不确定性和外部干扰的非线性系统,提出了一种鲁棒H∞保性能控制设计方法.基于李雅普诺夫稳定性定理和多项式平方和(sum of squares,SOS)方法,直接对非线性模型采用非线性的控制方法,给出基于状态反馈的鲁棒H∞保性能控制器存在的充分条件,使得闭环系统对于所有可能的不确定性和外部干扰不仅能够鲁棒渐近稳定,同时还能够满足相应的二次性能指标和H∞性能指标.通过求解相应的凸优化问题,得到状态反馈控制器,使得二次型性能指标上界或H∞干扰抑制度最小.仿真结果验证了所提方法的有效性.     

关于非线性鲁棒H∞几乎干扰解耦控制

作者针对一类具有非线性参数不确定性的非线性递阶系统,研究了带有稳定性的几乎干扰解耦问题的鲁棒情形。该文的综合方法提供了可行的设计控制器的步骤。所设计的控制器,能保证闭环系统在容许的不确定性条件下,从干扰到输出的影响可能任意地小,并能保证系统是内确定的。     

一类时滞不确定非线性广义系统的鲁棒与可靠性控制

研究一类状态时滞不确定非线性广义系统的状态反馈可靠性控制器设计问题.所考虑的系统具有结构不确定性和非线性有界干扰,在闭环系统是容许的(正则、无脉冲)和其他适当的假设下,利用 Lyapunov函数方法把问题化为广义代数 Riccati 方程求解.算例验证了设计方法的有效性.     

参数自调整模糊-PI控制器在转位控制系统中的应用

针对车载导航系统中的转位系统所存在的干扰非线性和不确定性,设计了双闭环控制系统. 内环采用参数自调整模糊-PI复合控制器,利用模糊控制的仿人控制思维,改善了系统的动态性能;引入的PI调节器保证了系统的稳定精度,弥补了模糊控制的不足,系统的鲁棒性和稳态精度都有所提高;在进行控制器切换时,依据控制量的大小调整PI控制器的参数. 外环使用PI控制,保证了位置控制精度. 仿真数据表明,在外界干扰存在的情况下,通过双环控制,转位控制系统具有运行平稳、抗干扰能力强且定位精度高的特点.      

基于模糊补偿的深海作业级远程操控潜水器#br# 自适应位姿控制

摘要： 针对参数变化、流以及其他未知干扰对深海作业级远程操控潜水器(ROV)位姿控制的影响，设计了基于模糊补偿的ROV自适应位姿控制器.从大地坐标系下的ROV系统模型中分离出由于参数变化、流以及其他未知因素所产生的干扰力/力矩，并分析了干扰力/力矩的变化特性，利用模糊逻辑系统(FLS)进行逼近，设计基于干扰力/力矩模糊补偿的ROV自适应位姿控制器；同时，为了消除逼近误差的影响，设计了稳健自适应控制律.结果表明：FLS能够以较高的精度逼近ROV所受到的干扰力/力矩；所设计的基于模糊补偿的深海作业级ROV自适应位姿控制器具有良好的跟踪性能、抗干扰能力和稳健性.     

基于负载口独立控制的双伺服阀控缸系统

针对电液伺服系统对控制精度和节能的需求,提出了一种基于负载口独立控制的双伺服阀控缸系统.首先对系统进行了建模分析,然后利用鲁棒自适应的方法对系统进行了完全解耦,针对主、被动负载均存在的位置伺服工况,设计了以位置跟踪为目标的进油口控制器和以压力控制为目标的回油口控制器.同时分析了系统的节能性,设计了基于扩张状态观测器（ESO）的油源压力控制器以及液压泵流量控制器.最后通过实验验证该系统的控制性能和节能效果.      

直驱式电液伺服转叶舵机AFSM-LTOC控制器

针对直驱式电液伺服转叶舵机的控制问题,提出一种带有负载力矩观测补偿的自适应模糊滑模设计方案.采用自适应模糊滑模控制解决由于系统的不确定性及干扰的存在而不能准确控制的问题,使控制器的设计不依赖于被控对象的精确数学模型.引入负载力矩观测补偿的方法,对负载力矩进行实时动态补偿,抑制负载力矩对系统响应和速度跌落的影响,提高系统的响应速度.基于李雅普诺夫函数推导出规则参数调整的自适应率,保证闭环控制系统的稳定性.实验结果表明:该控制器能够补偿执行单元的交流特性,降低稳态误差,抑制负载力矩扰动,提高系统的鲁棒性和动态特性.     

基于扰动观测器的时变负载四旋翼无人机自适应有限时间控制

针对具有未知外部扰动和阻力系数的时变负载四旋翼无人机系统,提出了一种复合有限时间控制策略。首先,通过牛顿-欧拉方法建立了完整的四旋翼无人机数学模型。位置环采用自适应参数校正方法对负载进行估计,并与反步递推控制相结合,在阻力系数未知情况下设计了自适应轨迹跟踪控制器。其次,采用基于扰动观测器的有限时间滑模控制器,并利用Lyapunov稳定性理论进行无人机系统位置环和姿态环渐近稳定和有限时间稳定性验证。最后,通过数值仿真进行验证。结果表明,所提控制器提高了系统的收敛速度,减少了外界扰动对系统的影响。研究方法克服了已有研究要求阻力系数和负载已知的局限性,提高了系统的抗干扰能力,对于增强四旋翼无人机的实际应用性具有一定的参考价值。     

机械臂位置跟踪自适应反演滑模控制律设计

针对机械臂位置跟踪控制问题,设计了一种新型自适应反演滑模控制律。该方法利用机械臂各关节的位置和速度误差建立了滑模面函数,并根据反演原理设计了反演滑模控制律。然后,通过设计合适的自适应律对外部扰动进行在线补偿,降低了系统对外部扰动的敏感性,有效地抑制了系统的抖振。最后利用Lyapunov定理证明了系统的稳定性。仿真结果说明该控制律具有较好的控制性能。     

Adaptive hybrid force/position control for an industrial robot: theory and experiments

This paper proposes a feasible force/position control method for industrial robots utilized for such tasks as grinding, polishing, deburring, and so on. Specifically, an adaptive force/position control strategy is designed in this paper which regulates the contact force between a robot and a workpiece to reach any given set-point exponentially fast, and enables the robot to follow a chosen trajectory simultaneously without requiring prior knowledge of the system parameters. The stability of the closed-loop system is analyzed by Lyapunov techniques. To test the validity of the force/position control method, some simulation results are first collected for the closed-loop system. Furthermore, some experiments are implemented on a 5DOF (degree of freedom) industrial robot for the constructed adaptive force controller. Both simulation and experiment results demonstrate the superior performance of the designed adaptive force/position control strategy.     

步进电动机的自适应控制

介绍了一种步进电动机的非线性自适应控制方案,设计了步进电动机非线性自适应位置控制器。仿真结果表明：所得闭环系统对电动机运行参数的变化和负载干扰有良好自适应性,而且调节精度高,动态响应快,无超调。     

基于Clipper的3-TPS混联机器人运动轨迹控制

针对3-TPS混联机器人的空间运动性能要求及自身的结构特点,提出了一种基于Clipper的3-TPS混联机器人开放式数控系统.为了解决该机器人的运动摆头与回转工作台间角度的耦合及由工作台运动造成的工具编程点位置的变化等关键问题,建立了混联机器人运动学位置逆解数学模型.在构建基于Clipper的3-TPS混联机器人数控系统硬件平台基础上,将该机器人的运动学逆解数学模型转换为位置运动控制算法,并在球面上进行了螺旋轨迹实验验证.空间运动轨迹的理论与实验分析结果表明:所设计的数控系统能满足3-TPS混联机器人的控制要求,其运动模型及控制算法正确、可行.     

基于RBF神经网络的非线性磁悬浮系统控制

磁悬浮系统是一个典型的不确定、非线性系统.由于磁悬浮系统的复杂性很难建立精确的数学模型,采用RBF神经网络(RBFNN)对非线性磁悬浮系统进行辨识,再根据神经网络自适应控制原理设计了非线性磁悬浮系统的神经网络自适应状态反馈控制器与自适应PID控制器,并利用MATLAB进行了仿真.仿真结果表明,神经网络自适应控制能很好地控制本磁悬浮系统;神经网络自适应控制器对于此非线性磁悬浮系统位置具有良好的控制效果,该控制系统具有较好的稳态特性和控制特性.