面向AUV水下对接的轨迹跟踪控制研究

针对欠驱动AUV的特点,面向水下对接的应用需要,在考虑其非完整约束的条件下,对水下机器人的非线性系统的可控性进行深入分析,并推导如何将非线性系统通过反馈变换转换成链式模型,在此基础上提出一种使用近似线性化的全状态反馈进行三维链式控制器设计的方法。最后,为了验证轨迹跟踪控制器的控制性能,在Matlab仿真环境下进行了实验,结果表明该方法可以实现路径跟踪误差的全局渐近稳定,验证了其有效性和合理性。     

不确定非完整AGV的自适应反演滑模控制

提出了一种(2,0)型受非完整约束的自动导向车( AGV)的轨迹跟踪控制方案.该方案针对AGV复杂非线性动力学系统,应用输入—输出非线性反馈控制进行线性化,针对AGV的模型参数不确定性和外部未知干扰,结合从执行器输出的总体不确定动力学模型,采用基于李亚普诺夫方法设计的自适应反演滑模控制器进行伺服补偿,保证系统稳定和渐近...     

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.     

控制方向未知的非线性系统自适应模糊滑模控制

针对一类带有未知外部扰动及控制方向的不确定非线性系统设计自适应模糊滑模控制器,利用Nussbaum函数估计系统未知的控制方向.模糊系统的输入为跟踪误差而不是系统状态向量,这样能提升控制器对误差变化的灵敏度.基于Lyapunov稳定性理论设计系统可调参数的自适应规则,该控制器能保证闭环系统稳定性并且跟踪误差及其各阶导数渐近趋于原点.数值仿真的结果也验证了该方法的有效性.     

面向无缆水下机器人水下对接的轨迹跟踪控制

针对欠驱动无缆水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)的特点,面向水下对接的应用需要,在考虑其非完整约束的条件下,对水下机器人的非线性系统的可控性进行深入分析,并推导如何将非线性系统通过反馈变换转换成链式模型,在此基础上提出一种使用近似线性化的全状态反馈进行三维链式控制器设计的方法。最后,为了验证轨迹跟踪控制器的控制性能,在Matlab仿真环境下进行了实验,结果表明该方法可以实现路径跟踪误差的全局渐近稳定,验证了其有效性和合理性。     

非线性混沌系统的鲁棒自适应控制

研完了不确定非线性Chua's混沌系统的跟踪控制问题.通过坐标变换将Chua's系统转换为严格反馈控制系统的一种通用形式,然后利用Backstepping方法和鲁棒控制技术,设计了参数自适应控制律,对存在的不确定性和未知干扰的非线性系统实现了输出跟踪.基于Lyapunov稳定性理论所设计的控制器不仅使系统输出跟踪给定的期望输出,而且使得系统对于所允许的不确定系统状态全局一致有界.仿真结果表明了所设计方法的有效性.     

非线性系统的全局有限时间内稳定

研究了一类不确定非线性系统的输出反馈全局有限时间稳定问题,该系统的线性化是不可测的.通过加幂积分仪技术和特殊的观测器,精确地设计了输出反馈控制器,实现了系统的有限时间内的稳定.     

欠驱动船路径跟踪的反演自适应动态滑模控制方法

针对欠驱动水面船的路径跟踪控制系统,提出一种反演自适应动态滑模控制方法。该系统由船舶艏摇非线性响应模型和Serret-Frenet误差动力学方程组成,并考虑建模误差和外界干扰力等不确定性。经过简化处理,将原欠驱动系统的控制问题转化为非线性系统的镇定问题。同时,基于反步方法和动态滑模控制理论,设计自适应动态滑模控制器。通过理论分析,证明在该控制器作用下,路径跟踪控制系统是全局渐近稳定的。仿真试验表明:该控制器对系统参数摄动和外界干扰不敏感,具有强鲁棒性和自适应性。     

一种新的鲁棒自适应模糊控制器的设计及性能分析

针对一类连续时间非线性动态系统,根据李亚普诺夫分析方法设计了一种鲁棒性自适应模糊控制器,这种自适应系统在受到有界的外部干扰或存在建模误差时具有鲁棒性,证明了控制算法是全局稳定的,跟踪误差可以收敛的一个领域内。     

静止无功补偿器与发电机励磁协调自适应控制

采用直接反馈线性化、非线性控制和参数自适应控制方法,设计了电力系统中静止无功补偿器(SVC)与发电机励磁协调自适应控制器.该控制方法可以同时满足发电机功角稳定和SVC节点处电压稳定控制.对于电力系统中存在系统参数的不确定性问题,由于系统参数往往和系统实际运行状态相关,这使电力系统的稳定性降低,也增大了系统稳定控制的难度.考虑了系统参数的具体特点,实现了系统参数与状态的解耦,利用参数自适应控制方法,获得系统目标跟踪及稳定控制.仿真结果表明,该方法具有较好的实用效果和优越性.     

基于反演的不确定非线性系统自适应滑模控制

针对一类参数半严格反馈形式的非匹配不确定非线性系统,基于反演设计方法和滑模控制技术,研究了其在非匹配未知参数和非参数不确定性下的跟踪控制问题,提出了自适应反演滑模控制策略,实现了不确定非线性系统的鲁棒输出跟踪.本方法允许系统同时存在匹配和非匹配的参数不确定性及非参数不确定性,而且考虑了控制增益的不确定性,通过增益参数的设计还可实现滑模面到达时间的调节,并进一步削弱了抖振.仿真算例验证了理论的有效性.     

一类具有输入状态稳定未建模动态的非线性系统的输出跟踪控制

研究了具有输入状态稳定(input-to-state stability,ISS)未建模动态的一类非线性系统的全局实际输出跟踪控制问题.该类非线性系统具有非线性参数化的未知参数不确定性,未知的非线性不确定性及未建模动态不确定性.与现有结果不同,所考察的系统具有未知的控制系数,其人小及符号等信息都假设是完全未知的.通过利...     

全局稳定的机器人鲁棒自适应分散跟踪控制

提出一种全局稳定的鲁棒自适应分散控制策略,用于不确定性机器人的轨迹跟踪．该控制器由一个线性ＰＤ 分散反馈＋ 补偿不确定动力学的非线性自适应分散反馈构成．仅需要了解各关节输出的位置及速度状态,就能够克服通常难于建模的摩擦力和外部扰动影响,保证全局的渐近稳定．二自由度机器人的仿真证明了该法的有效性．     

基于观测器的非线性系统神经网络自适应控制

针对一类单输入单输出非线性不确定系统,基于状态观测器并结合自适应神经网络和滑模控制,提出一种稳定的间接自适应神经网络输出反馈控制算法.该算法不需状态可测的条件,并能保证系统稳定.仿真结果表明了该方法的有效性.     

基于Backstepping的模糊自适应跟踪控制

主要研究了单输入一单输出非线性系统的模糊自适应输出跟踪控制问题。模糊逻辑系统用于逼近系统中未知的非线性函数,然后基于Backstepping设计方法给出了系统性的输出跟踪控制器的设计方法。所构造的模糊控制器确保跟踪误差可以充分小,同时系统中的各个变量保持有界性。所提出方法的优越性在于自适应律中在线学习参数的数目独立于模糊规则的选择,从而避免了以往模糊自适应控制算法中自适应学习参数过多的缺点。最后,以一个例子进一步说明文中所得结论的有效性。     

一种新的模糊自适应控制方法

针对未知的非线性不确定系统,提出了一种基于广义模糊双曲正切模型的模糊自适应控制方法·该方法采用广义模糊双曲正切模型作为未知的非线性对象的辨识器,以此为模糊自适应控制器提供参数自调整必需的梯度信息·通过与其他的辨识器比较,说明了广义模糊双曲正切模型辨识器具有辨识参数少,辨识复杂性较小,易于提高逼近精度的优点·自适应控制器的梯度算法使被控对象的输出能很好地跟踪期望输出·仿真结果表明,此控制方案对未知的非线性系统的输入有很强的自适应跟踪能力·     

一类It型随机非线性大系统分散自适应跟踪

研究一类随机非线性大系统的分散自适应跟踪问题,该类型随机非线性大系统具有标准Wiener噪声扰动,并且可以参数化为严格反馈系统形式.首先通过坐标变换将其转换为参数化的严格反馈随机非线性大系统形式,选取四阶随机控制Lyapunov函数以避免在递推过程中发散;然后利用反步法构造性设计出系统状态反馈分散控制律及参数自适应律,在此分散控制器的作用下,每个局部输出都能够跟踪预先设定的参考信号,同时保证所有闭环信号有界,从而解决了原系统的自适应跟踪问题.     

基于输出反馈的电液作动器自适应指令滤波控制

针对电液作动器跟踪控制中存在的结构化和非结构化的不确定问题,本文提出了一种输出反馈自适应鲁棒指令滤波跟踪控制方法.该方法结合了改进的LuGre摩擦补偿技术和自适应鲁棒指令滤波控制技术.自适应法则用来处理结构化不确定性;控制器鲁棒设计用来解决非结构化不确定性.除了位置信号外,速度、压力和摩擦力值均来自观测器,来自观测器的模型误差通过鲁棒设计进行补偿.指令滤波控制技术用来解决经典反步控制中固有的“复杂性爆炸”问题.控制器可以保证系统渐进稳定.通过对比实验证明了该方法在跟踪性能上的有效性.     

一类非线性不确定系统的渐近输出跟踪

非线性系统的输出跟踪是控制理论及控制工程中的一个重要研究课题。该文针对一类不确定性满足匹配条件的仿射非线性系统,提出了一种基于标称系统和不确定性上界的连续型鲁棒状态反馈输出跟踪控制器设计方案。