塔式起重机的神经网络滑模防摆控制

针对塔式起重机存在的负载摆动, 分析塔式起重机的动力学模型, 提出了一种基于遗传算法的塔式起重机神经网络滑模防摆控制新方法. 利用RBF神经网络输出逼近系统的不确定项, 并运用遗传算法优化滑模控制器的参数, 使得参数的收敛速度加快. 该方法削弱了滑模控制系统的高频抖振, 提高了系统的控制性能, 改善了系统的控制品质. 仿真结果表明方法的有效性和可行性.     

桥式起重机的定位和防摆控制研究

针对起重机数学模型为一个激励不足的非线性耦合系统,提出了一种部分解耦的非线性控制方法,将系统设计转化为对位置和绳长进行伺服控制,摆角保持稳定两个目标进行处理。首先对起重机的位置和绳长部分进行了解耦和线性化,对部分解耦后的系统设计了控制器。数字仿真实验表明该方法能同时实现起重机系统变绳长定位控制和重物防摆的功能,从而提高起重机的运行效率。     

桥式起重机消摆控制仿真研究

桥式起重机包含挠性机械环节，小车和桥的速度变化必然引起载荷摆动，起升运动加剧了摆动的复杂性。提出一种能有效消除载荷摆动控制算法，将最小最大优化方法引入控制器设计中，在系统参数变化范围内最小化最大残留振荡能量，得到最小最大时滞滤波器。该滤波器对起升运动引起的系统参数变化不敏感，有很强的鲁棒性，能很好消除载荷摆动。控制过程中不需要反馈信号，易于工程实现。     

防抱制动系统模糊模型参考学习控制的研究

在保持可操纵性的前提下，提高车辆制动效能是设计防抱制动系统的主要目的，为此，设计了防抱制动系统的模糊模型参考学习控制器，由于该控制器引入了模糊学习机制，通过观察被控对象和代表理想动态性能的参考模型的输出差，从而调整模糊控制器的规则集，以使对象输出跟踪参考模型的输出，而后建立了直线制动车辆系统的数学模型，基于MATLAB/SIMULINK工具箱，并对所设计的模糊模型参考学习控制系统在不同的路面状态下进行了模拟，仿真结果表明，该控制方案是合理可行的。     

基于变增益LQR控制方法的二级倒立摆自动摆起

为了实现导轨受限情况下二级倒立摆非线性系统的自动摆起控制,提出了基于变增益LQR控制方法的自动摆起控制方案. 首先,基于Lyapunov函数, 设计了变参数切换控制器, 通过限制小车运动的最大速度,将小车位移控制在一定的范围内,并将第一级摆杆从下垂位置摆起到倒立位置; 其次,采用变增益LQR控制方法将第一级摆杆稳定在倒立位置, 同时,采用等效小车法将第二级摆杆摆起到倒立位置;最后,采用变增益LQR控制方法将两摆杆同时稳定在倒立平衡点.变增益LQR控制器的鲁棒性较强,避免了由于摆杆状态变化而引起小车位移的冲击.仿真和实物实验均验证了该控制方案的有效性.     

永磁同步电动机自适应反步控制的建模与仿真

设计了一种基于自适应反步控制的永磁同步电动机非残性速度控制器，采用二阶滤波环节平滑速度指令．在设计非线性速度控制器的同时，进行不确定参数及负载力矩的在线自适应估计。建立了采用该控制器的永磁同步电动机速度伺服系统仿真模型．仿真结果表明，所设计的非线性控制器保证了系统的全局一致稳定性，永磁同步电动机伺服系统获得了很好的跟踪效果，并且对参数不确定性及负载力矩扰动具有很好的鲁棒性。     

时变输入整形在桥式起重机防摆控制中的应用

输入整形技术在抑制柔性系统残留振荡方面得到了比较广泛的应用;然而在处理时变系统时,传统的输入整形器的鲁棒性能受到了很大限制,控制效果往往并不理想。在频域采用零点配置方法设计出了最优随机时滞滤波器,进一步在此基础上进行时变输入整形器的设计,并在桥式起重机的防摆控制中进行了应用研究。该时变整形器通过在线反馈起重机的振动频率和阻尼,实时地调节整形器中脉冲的时间位置和幅值,从而更加有效地抑制系统的残留振荡。仿真结果证明了该方法的良好性能,和传统的鲁棒输入整形器进行了性能比较,该方法对系统参数变化的鲁棒性更强,能够更加有效地抑制负载的残留振荡,同时缩短了运行时间,提高了作业效率。     

基于LMI的模糊控制器设计

对于许多实际的非线性系统,状态变量往往不能获取或难于测量。因此设计模糊状态观测器来估计状态变量是非常必要的。针对T-S模糊模型近似描述的非线性系统,提出了一种基于线性矩阵不等式(LMI)的具有区域极点配置功能的模糊控制器和模糊状态观测器的设计方法。首先利用并行分布补偿(PDC)设计思想和基于线性矩阵不等式(LMI)的极点配置理论,将闭环系统的全局渐进稳定性要求,性能指标及控制量约束条件统一到线性矩阵不等式框架内。然后求解线性矩阵不等式族获得控制器和观测器参数。最后将该设计方法应用于倒立摆的平衡控制中,通过仿真曲线可以看出该方法设计的控制器可使倒立摆稳定并满足指定的性能指标,因此该设计方法是有效的。     

基于EKF永磁同步电机FMRAC方法的仿真研究

结合传统模型参考自适应方法控制性能优越的特性和模糊控制不依赖对象精确数学模型的优势,将模糊控制器植入模型参考自适应控制系统构架中。主模糊控制器用于取代传统模型参考自适应控制中的反馈控制器,模糊逆模型结合自适应调整算法取代复杂的常规自适应规则,利用模糊控制良好的非线性学习特性,构建模糊自适应控制机构。以永磁同步电机为例,在MATLAB/Simulink环境下建立双闭环控制系统,基于扩展卡尔曼滤波设计速度观测器,基于模糊模型参考自适应方法设计速度控制器,仿真结果表明:控制系统运行平稳,速度跟踪快速准确,具有良好的动、静态特性。     

一种简单的模糊鲁棒二次稳定控制器设计

研究非线性系统的稳定控制问题，采用模糊动态模型方法，并将全局模糊系统模型表示成不确定系统形式。在满足匹配条件下，采用一种简单的鲁棒二次稳定控制器设计方法，设计出便模糊系统全局渐近稳定的控制器。避免了并行分配补偿法中求解公共矩阵P的困难。一级倒立摆的模糊控制器设计实例，证明了方案的简洁有效。     

桥门式起重机吊重摆角软测量及仿真研究

为了解决工程中起重机吊重摆角和摆角角速度不易测量的问题,通过利用小车位置信息设计状态观测器,小车吊重系统和观测器构成软测量系统。通过引入观测器输出与小车吊重系统输出之间的差值并经过观测器的增益向量负反馈至观测器的输入端,将观测器的极点配置在负实轴上,实现系统对摆角和摆角角速度稳定、快速软测量。仿真研究表明：软测量系统具有较强的鲁棒性;随极点增大,软测量系统对吊重和绳长变化具有更宽的适应范围;当极点确定时,软测量效果对绳长变化比吊重变化敏感。     

欠驱动平面机械手自适应模糊滑模控制

采用自适应模糊滑模控制策略来实现欠驱动平面机械手的位置控制，定义滑模面为模糊输入，减少了模糊规则数量，模糊输出为通过自适应律在线调整幅值的单值函数，利用李亚普诺夫稳定性理论推导出自适应调整律，保证了系统的稳定性，提出的控制器由一个模糊滑模控制器和一个辅助控制器构成，模糊滑模控制器用来实现与滑模控制相等的控制律，辅助控制器用来补偿两者的差值，仿真结果表明了提出控制器的有效性和可行性。     

基于模糊逻辑的机械手智能力/位控制

提出了一种面向机器人参与机械加工的智能柔顺控制策略,通过一个模糊阻抗控制器和一个速度控制器,该策略被应用于机器人切除毛刺操作中。模糊阻抗控制器可以根据机器人末端实际位置和期望位置的误差调整阻抗参数,从而提高控制性能和加工效果。而模糊速度控制器被用来调节工具进给速度,从而彻底清除较大的毛刺,避免损害工件和刀具,得到理想的加工表面。为了验证控制策略的柔顺控制能力,以一个三关节机器人进行了计算机仿真,仿真结果表明提出的策略能够很好提高控制性能,获得理想的加工效果。     

基于无源性永磁同步电机模糊滑模控制系统研究

结合无源性控制和滑模控制两种非线性控制方法,并引入交流伺服系统,提出永磁同步电机(PMSM)的无源性滑模控制方法。文中分析了PMSM的无源性,并由此推导出矢量控制算法,采用滑模控制方法,设计了滑模速度控制器,从PMSM能量无源性的角度对控制器稳定性进行了证明,控制器参数由Lyapunov函数稳定性理论给出。针对滑模切换函数的高频"抖动"现象,采用模糊控制方法,设计了模糊切换函数,削弱了滑模切换函数的"抖动"。Simulink仿真和dSPACE实验结果表明:控制系统能够稳定运行,具有良好的动、静态性能和抗扰动能力。     

一类不确定非线性系统的自适应模糊控制

对一类不确定非线性系统提出自适应模糊控制方法。此方法用模糊逻辑系统设计自适应模糊监督控制器和自适应模糊控制器,且设计补偿器对逼近误差进行补偿,以此来减少逼近误差对跟踪精度的影响,同时对自适应模糊监督控制器和自适应模糊控制器中的未知参数设计了自适应学习律。证明了该方法不但能保证闭环系统稳定,而且可使跟踪误差收敛到原点的邻域内。仿真结果验证了此方法的有效性。     

时空约束下连铸车间天车调度的多目标建模与求解

针对钢厂炼钢-连铸车间天车调度的时空约束下NP难问题特点,考虑重钢包和空钢包吊运任务,以所有吊运任务等待被运输时间最短、总运输时间最短、天车之间负载时间差异最小为优化目标,按作业跨中多台天车执行吊运任务的时间空间约束、天车运行安全约束条件满足等为约束方程,建立了天车调度模型.设计了天车调度规则用于抽象表达其运行特征,即按吊运任务与天车的相对位置关系确定各天车与任务的匹配度,作为选择天车的指导;按天车状态及位置更新规则描述天车运行过程;按任务种类与预计起止时间先后确定吊运任务的优先级,作为天车运行过程中利用天车被动运输进行冲突消解的依据.设计了与模型特征相适应的改进遗传算法进行求解,采用某钢厂连铸跨的生产数据进行检验,通过与禁忌搜索法进行对比,证实了改进遗传算法的可行性和有效性,能够为生产过程中的天车调度提供指导.     

舰载起重机的智能控制系统及仿真研究

该舰载起重机是我国正在研制开发的多关节、可折叠式船用起重机。针对这种作业复杂的控制系统,本文设计了一种分层递阶智能控制系统, 给出了它的结构和实现功能。该系统的伺服控制级由模糊神经网络控制器完成。经仿真实验, 结果显示了控制系统具有良好的控制效果。