并联机器人的非线性PID控制

采用分散控制策略和非线性 PID控制算法 ,实现 6自由度并联机器人的高精度轨迹跟踪控制。该非线性 PID控制器由两个二阶非线性微分跟踪器提供高质量的微分信号 ,并采用非线性组合形成控制作用 ,从而确保了高控制性能的实现。实验结果验证了非线性控制方案的有效性。

一种新型非线性PID控制器

将非线性函数与简单的 PID控制器相级联 ,构成一种新型的非线性 PID控制器 ,以提高现有PID控制器的性能。新型 PID控制器的设计过程十分简单 ,只要适当构造非线性函数 ,并与原 PID控制器级联起来便可实现。数值仿真结果表明 ,所提出的 PID控制器比简单的 PID控制器具有更好的动静态性能。

大射电望远镜馈源轨迹跟踪的模糊预测控制

针对新一代大射电望远镜悬索馈源系统为时变大滞后的被控对象 ,并充分考虑易于实现的工程要求 ,提出一种由模糊预测器和模糊控制器组成的馈源轨迹跟踪自适应模糊预测控制方案。

大射电望远镜精调Stewart平台工作空间分析

针对大射电望远镜精调Stewart平台的五自由度运动特性,采用快速极坐标搜索法确定了五自由度大射电望远镜精调Stewart平台的工作空间.通过实例分析验证了所提出的工作空间分析方法的有效性.为大射电望远镜馈源轨迹跟踪实现和精调Stewart平台的设计奠定了坚实的基础.

基于电流变液的大射电望远镜馈源支撑系统风振阻尼控制

针对新一代大射电望远镜机电光一体化创新设计悬索馈源支撑系统的随机风振响应问题，设计了一种电流变可调阻尼器来实现大射电望远镜悬索馈源支撑系统风振的附加阻尼控制，彻底解决了对于柔性悬索结构振动的附加阻尼控制难题。推导了电流变可调阻尼器的力学模型，并提出了相应控制策略。通过计算机仿真，验证了所设计的可调阻尼器的有效性，可使馈源支撑系统的风振降低５０％左右，可有效地提高馈源轨迹跟踪的精度。

非线性机械系统PID控制渐近稳定性分析

应用Lyapunov直接稳定性理论和LaSalle不变性原理,证明了不确定非线性机械系统常用线性PID控制的半全局渐近稳定性.同时证明了为提高系统的响应速度而发展的一种非线性PI加D(NPI—D)控制系统的全局渐近稳定性.两自由度机器人系统的数值仿真结果验证了NPI—D控制的良好性能.

提高直接驱动电动机系统刚度的机电一体化设计

直接驱动电动机具有结构简单、控制性能高的特点 ,但扰动转矩直接影响其控制性能 ,较高的伺服刚度是减小转矩扰动对控制精度影响的有效手段。然而 ,过高的刚度会使被控直接驱动电动机系统不稳定 ,甚至产生振荡。设计一种电流变可调阻尼器 ,直接附加在电动机的转轴上 ,通过外加电压可以调节电流变阻尼器的阻尼系数 ,从而可以提高系统的刚度而又不会引起系统的振荡。推导了电流变可调阻尼器的阻尼系数模型 ,并通过位置式PD控制直接驱动电动机系统的数值仿真 ,验证了上述基于电流变可调阻尼器的直接驱动电动机系统刚度提高设计方法的有效性。

模糊控制在大射电望远镜中的应用

针对大射电望远镜悬索粗调系统为一非线性慢时变大滞后系统的特点 ,提出采用模糊控制来实现馈源轨迹跟踪策略 ,并与工程上广泛应用的 PID控制进行了对比研究 ,通过对阶跃信号响应的数值仿真 ,证明了模糊控制在大射电望远镜工程中应用的可行性。

六自由度Stewart平台运动精度分析

利用Stewart型平台之间的位置向量关系 ,推导出Stewart型平台运动精度模型 ,并将其应用到所设计的大射电望远镜精调稳定平台运动精度分析 ,详细给出了其运动精度分析结果 。

大射电望远镜精调稳定平台机械结构设计及准动力分析

设计了一种大型Stewart型平台用于大射电望远镜轨迹跟踪二级精调控制 ,通过坐标变换 ,推导出其运动控制的数学模型 ,并利用Jacobian矩阵 ,进行了动力学分析 ,给出了其运动精度分析结果 ,证明其应用到大射电望远镜工程中是切实可行的 ,足以保证轨迹跟踪精度的要求 .

大射电望远镜馈源轨迹跟踪自适应控制

针对大射电望远镜悬索馈源为一非线性慢时变多变量耦合的系统特点 ,提出用多变量极点配置自校正预测控制器 (MPSTPC)来实现馈源轨迹的跟踪控制 .建立了悬索 馈源系统的数学模型 ,在有随机风扰动和无随机风扰动的情况下 ,进行了数字仿真 .结果表明 。

一种改进的模糊PD控制器

充分利用非线性跟踪微分器获得高质量微分信号的特性,将跟踪微分器与传统的简单模糊PD控制器相结合,提出一种简单的高性能的改进的模糊PD控制器.该改进模糊控制器的最显著特点是对测量噪声的强鲁棒性和工程易实现性.数值仿真证明了其有效性和高效性.

大射电望远镜馈源指向系统轨迹跟踪自抗扰控制

采用独立控制策略实现新一代大射电望远镜馈源指向跟踪系统的高精度轨迹跟踪 .将两组成子系统之间的动力学耦合及其他扰动视为对精调Stewart平台子系统的未知扰动 ,设计了强鲁棒自抗扰控制器实现扰动补偿 .大射电望远镜馈源指向系统 5 0m缩比模型实验 ,验证了独立控制策略和自抗扰控制器的工程有效性和可行性 .

一类非线性PID控制系统稳定性分析

针对一类由非线性增益函数与典型 PID控制器级联组成的非线性系统 ,采用波波夫判据对此类闭环控制系统进行稳定性分析。分别确定了确保非线性 PID,P,PI,PD闭环控制系统稳定的非线性增益的有效取值范围 。

大射电望远镜精调稳定平台逆动力学分析

在获得了大射电望远镜精调稳定平台逆运动学参数的基础上 ,采用虚功原理对精调稳定平台进行了逆动力学分析 ,获得了进行高精度轨迹跟踪转矩控制所需的广义驱动力 .为精调稳定平台实时运动控制 。

大射电望远镜精调稳定平台结构设计及动力分析

设计了一种大型 Stewart型平台用于大射电望远镜 (L T)二级精调 ,通过坐标变换 ,推导出其运动控制的数学模型 ,并利用 Jacobian矩阵 ,进行了动力学分析 ,给出了其运动精度分析结果 ,证明其应用到 L

迭代初值对Stewart型平台位置正解精度的影响

首先推导了一种数值法与解析法相结合的求解Stewart型平台位置正解的牛顿法 ,不但使位置正解的计算速度大大提高 ,而且解的精度也很高 ,满足了实时控制仿真的需要。更为重要的是 ,通过对不同初值时位置正解的计算精度的比较 ,我们发现 Stewart型平台位置正解的计算精度与初值的选择并无多大关系 ,只要初值不为零并且计算过程是稳定的 ,都能得到令人满意的解 ,进而阐明这正是 Stewart型平台所固有的一个性质。

基于遗传算法的Stewart型平台结构参数优化设计

机械的结构参数对其运动性能有十分重要的影响。首先论述了选择Jacobian矩阵的条件数作为Stewart型平台优化设计目标函数的合理性 ,并以Jacobian矩阵的条件数为优化设计目标函数 ,应用遗传算法优化设计了大射电望远镜Stewart型精调平台的结构参数 。

电流变液在大射电望远镜馈源支撑系统风振半主动控制中的应用

针对大射电望远镜悬索馈源支撑系统的随机风振响应问题 ,在简单介绍了电流变液及电流变阻尼器形式的基础上 ,设计了一种电流变可调阻尼器来实现大射电望远镜悬索馈源支撑系统风振的半主动控制 .详细推导了电流变可调阻尼器的力学模型 ,通过计算机仿真 ,验证了所设计的可调阻尼器的有效性 .