电动舵机离散滑模变结构控制器研究

为了提高弹用电动舵机的鲁棒性,采用了铰链力矩的舵机数学模型,从工程应用角度对模型中传递函数系数进行了适当修正,研究了一种基于离散滑模变结构控制器的弹用电动舵机控制方法,分析了离散滑模设计中的三个参数c,ε,q的影响.经仿真验证,所设计的控制器不仅有较好的动态性能,而且所引起的0.3 V的抖动更利于克服舵机的死区电压.     

具输入饱和因子的滞后广义系统的鲁棒镇定

利用Lyapunov方法研究了具输入饱和因子的滞后广义系统,给出了其镇定控制器的设计方法,并对具有不确定的滞后广义系统设计了控制,保证其闭环系统渐近稳定,给出了一个数值实例。     

机器人SMA轴承夹持器研究与设计

形状记忆合金（ＳｈａｐｅＭｅｍｏｒｙＡｌｌｏｙ）是一种新型的功能材料。我们研制的ＳＭＡ轴承夹持器表明，用ＳＭＡ做驱动元件在一些场合中能代替传统的驱动元件（如电机、油压或气压活塞），且结构简单、重量轻、操作方便，非常适合于在小负荷、高速、高精度的机器人装配作业中使用。本文介绍了ＳＭＡ螺旋弹簧元件的性能测试实验；ＳＭＡ螺旋弹簧的设计方法；差动式ＳＭＡ轴承夹持器的结构和工作原理。最后在ＳＣＡＲＡ机器人上完成了轴承装配作业的联机实验。     

具有饱和执行器的随机中立型系统的均方指数稳定性

讨论具有饱和执行器的混合时滞随机中立型系统的均方指数稳定性.在考虑了时变时滞依赖和分布时滞效应的系统状态中融入具有Markov跳变的随机中立系统,针对此类系统设计了一个无记忆饱和状态的反馈控制,构造合适的Lyapunov-Krasovskii函数,由时滞分割法得到系统的最大时滞上界,采用线性矩阵不等式方法,推导出系统均方指数稳定的充分条件并进一步得到较小保守性.数值例子说明该方法的有效性.     

压电陶瓷作动器静、动态特性的实验研究

介绍了压电陶瓷作动器的静，动态特性及其测量方法和实际测量系统，对逆压电效应型作动器的性能进行了实验研究。实验结果表明其静态特性线性度好，重复精度高，在50Hz以下的低频段，幅频特性平直，相频特性呈线性。因此，逆压电效应型作动器适用于对线性度要求较高的精密控制场合。     

圆形电场活化聚合物致动器中的褶皱和吸合不稳定性

电场活化聚合物（Dielectric Elastomer,DE）具有优异的力学性能,在电场作用下应变可达100%以上.作为一种新型的致动器,它被广泛地应用于医疗设备、适应性光学仪器和机器人等领域.根据Tommasi等人研究DE薄膜稳定性的方法,本文着力分析了圆形电场活化聚合物致动器中的褶皱和吸合不稳定性,旨在方便、直接地指导致动器设计.基于简单的几何和材料假定,作者考虑了预拉伸、致动区尺寸和材料模型这些影响DE技术应用的重要因素,采用一种解析方法有效地描述了褶皱和吸合失稳,并对失稳机理做出了清晰的物理解释.作为结果,本文给出了不同预拉伸值时失稳的一系列临界参数,找到了满足不同需求的最优预拉伸值,并与实验比较吻合较好.     

多压电驱动器系统迟滞和蠕变前馈补偿控制

压电驱动器具有迟滞和蠕变等非线性特性,影响定位精度和限制系统性能。提出一种同时补偿多个压电驱动器迟滞和蠕变的控制方法。通过基于模型的开环控制补偿实现单个压电驱动器的线性化,将含有多个补偿后线性化压电驱动器的系统视为线性系统,应用叠加原理构建影响系数矩阵描述压电驱动器间的耦合效应。在前馈通路串联影响系数逆矩阵与多个线性化压电驱动器实现系统开环补偿控制。实验结果表明在阶梯形信号作用下,多压电驱动器系统的迟滞和蠕变特性同时显著减小,表明开发的前馈补偿控制方法在准静态应用中是有效可行的。     

基于坐标变换的压电陶瓷执行器迟滞非线性模型研究

在实验测量的基础上,基于压电陶瓷执行器位移-电压曲线各升程之间、各回程之间的近似相似性,采用坐标变换方法,建立了压电陶瓷执行器位移-电压之间的迟滞非线性模型。该模型只用第1个升回程的实测值,便可实现对以后任意升回程各点的跟踪;其不仅适用于驱动电压为周期信号的情形,也适用于非周期信号的情形。实验研究了不同的电压驱动过程、驱动电压频率、驱动循环次数、晶片厚度对模型精度的影响。结果表明,当驱动次教不是很高时,模型相对于实测值的误差很小,为2．8％;当驱动次教很高时,模型相对于实测值的误差变大。     

具有饱和因子的时滞广义系统的鲁棒H∞控制

研究了一类带有饱和因子的时滞广义系统的鲁棒H∞控制问题.通过构造广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式(LMI)方法,给出了系统具有H∞范数约束γ的一个充分条件,进而给出了一种H∞控制器的设计方法.     

基于遗传算法的结构主动控制作动器优化布置

研究地震激励作用下主动控制结构的作动器优化布置,基于等效激励法构造了随机激励,应用状态空间控制算法进行了求解。针对作动器优化布置问题提出了基于遗传算法的优化方案,即利用遗传算法的0,1染色体编码模拟作动器的楼层空间布置,实现了作动器数目限定条件下,以楼层最大加速度和层间位移角组合为控制目标函数的作动器最优布置。仿真分析表明,该优化方法适应性强,效果显著。