基于安全性考虑的五自由度外骨骼式上肢康复机器人自适应控制

针对一类具有特殊安全性要求的五自由度外骨骼上肢康复机器人,研究了一种自适应控制策略。该机器人协助患者的肩、肘、腕关节进行关节运动,以达到上肢运动功能康复的目的,因此,在整个康复训练中如何保证患者安全是机器人控制策略的重点。为确保良好的跟踪性能,所提出的控制策略具有在模型不确定条件下的鲁棒性;为进一步提高系统在大参数变化以及执行器故障时的安全性能,提出了一种在线更新的自适应控制器。该控制器仅需要进行位置测量实现输出信息反馈,而速度和加速度通过观测器估计得到,不需要依靠其他传感器信息。设计了一个参数可调和有界误差的轨迹跟踪实验,仿真结果验证了本控制方案的有效性。     

基于自抗扰控制技术的感应电动机MRAS转速估计研究

提出一种新型的以定子电流为变量的基于模型参考自适应的感应电动机转速估计模型.以感应电动机本身为参考模型,以可直接测量的定子电流为状态变量,以定子电流-电压方程为可调模型,根据Popov超稳定理论提出满足全局渐进稳定的转速自适应律估计转速.提出不依赖于转速的基于扩张状态观测器观测转子磁链模型,分离磁链观测与转速估计两个系...     

异步电动机直接转矩控制系统的仿真研究

针对异步电机交流调速的特点,利用闭环磁链观测器作为定子磁链观测装置,并应用MATLAB/Sim-ulink作为仿真工具,构建出异步电动机直接转矩控制系统的仿真模型.仿真结果证明了该方法的合理性、有效性.     

基于扰动观测器的高超飞行器建模及控制

提出了基于扰动观测器的高超声速飞行器控制器设计方法.针对高超声速飞行器的机体/发动机一体化设计布局、弹性轻质材料的广泛使用以及处于大高度和高马赫数的飞行条件的特点,建立了考虑推进及弹性影响的模型.在典型高超声速飞行器几何结构基础上,结合高超声速气动力学和气动弹性相关理论,建立了非线性纵向模型方程;分析模型不确定性的3种来源：参数、结构以及非结构,建立了非线性不确定模型;基于理论推导,采用基于扰动观测器的控制方法设计鲁棒控制器.仿真结果表明,本方法所设计的控制器在给定的不确定性范围内具有良好的鲁棒性.     

基于干扰观测器的飞行仿真转台滑模控制器

针对飞行仿真转台中干扰观测器(DOB)对等效干扰项估计不足而影响跟踪精度的问题,提出一种基于DOB的滑模变结构控制器(SMVSC).它引入了附加干扰补偿项以及跟踪指令的速度信号和加速度信号,定义了一种新的滑模趋近律形式,并满足系统广义滑模存在条件.通过某单轴飞行仿真转台的实验结果表明,与传统的比例微分(PD)控制器+DOB方案相比,该控制方案提高了跟踪精度,同时,对系统参数变化和力矩扰动也具有更强的鲁棒性.     

基于T-S模糊模型时滞混沌系统的广义投影同步

针对混沌系统的广义投影同步问题,基于Takagi-Sugeno(T-S)模糊模型,给出了一种模糊观测器.利用线性矩阵不等式把混沌系统的广义投影同步问题视为模糊状态观测器设计问题,利用Lyapunov稳定性理论证明了所提方案的可行性和全局稳定性.通过改变广义投影同步的比例因子,获得任意比例于原驱动混沌系统输出的混沌信号....     

混沌系统的可靠自适应同步方法

研究一类混沌系统的可靠自适应同步控制问题。这类混沌系统由驱动子系统和受驱动子系统组合而成,其中驱动子系统具有未知的参数同时受驱动子系统可能受到未知故障的影响。首先构造自适应观测器来估计驱动子系统的状态,使得估计误差达到收敛并趋于零。在给定一定的结构性假设条件下,构造了一种基于可靠自适应观测器的被驱动系统。对于驱动系统中带有扰动和未知参数以及未知执行器失效故障的情况下,该系统可以与原驱动系统保持同步。通过构造自适应估计器来对故障参数进行估计,并进一步对故障进行补偿,来达到容错的目的。通过Lyapunov分析方法以及适当的选择观测器的增益参数,全系统的同步性和稳定性得到了保证。仿真算例证明了给出方法的有效性和可行性。     

基于非奇异终端滑模的永磁同步电机无速度传感器直接转矩控制

将非奇异终端滑模观测器引入基于转矩角控制的永磁同步电机直接转矩控制系统中,利用估算反电动势推算电机转子的位置和速度,实现了无速度传感器直接转矩控制.与传统滑模观测器相比较,非奇异终端滑模观测器无需附加低通滤波器,避免了速度估算滞后以及相位滞后问题,提高了转速的估算精度.仿真结果表明,利用非奇异终端滑模观测器的调速系统可获得更高的估计调速精度,并改善系统的动态性能.     

欠驱动水面船舶航迹跟踪自抗扰控制

为实现欠驱动水面船舶在内部动态不确定和外界风流干扰情况下的航迹跟踪控制,首先构造能够使航迹偏差收敛的船首向角的跟踪方程,然后将航迹控制转化为实际船首向跟踪期望船首向的航向控制问题.应用自抗扰控制技术设计自抗扰航迹跟踪控制器,解决了恒定风流干扰造成的船舶横漂问题.应用非线性水动力模型进行仿真,结果表明,控制器能够实现欠驱动船舶对直线和曲线路径的精确跟踪,且具有较强的鲁棒性.     

基于状态观测和反馈的伺服系统位置控制器

为了提高永磁同步电机伺服系统中的位置控制性能,提出一种基于状态观测器和状态反馈的位置控制器.状态观测器可以利用较低精度的位置传感器来准确观测负载转矩、转子位置和转速.基于状态空间算法的位置控制器通过合适的零极点配置,可以提高位置控制性能.利用观测的负载转矩可以把负载的变化作为系统扰动进行补偿.仿真和实验结果表明: 该控制器与传统的比例积分微分控制器相比,位置控制快速准确并且没有超调,在负载变化时系统仍然能够保持很好的稳定性和控制精度.