基于LMI方法的机器人LPV鲁棒H_∞控制器设计

对平面两关节直接驱动机器人 ,提出一种同时将闭环极点配置到满足动态响应区域内的变增益 L PV鲁棒 H∞ 控制器设计新方法。利用 L PV的凸分解方法 ,将机器人模型化为具有凸多面体结构的L PV模型 ,然后利用 L MI技术对凸多面体各顶点分别设计满足 H∞ 性能和闭环极点配置的反馈增益 ,再利用各顶点设计的反馈控制器综合得到具有凸多面体结构的 L PV控制器。仿真结果验证了该控制器可使机器人随关节位置变化始终具有良好的控制性能。

基于反馈控制的迭代学习控制器设计

针对具有不确定项或干扰项的重复非线性时变系统 ,提出了基于反馈控制的迭代学习控制器 ,其中迭代学习控制器设计为高阶PD型 ,它以前馈的形式作用于对象 .在满足一定的收敛性条件下 ,证明了该控制器的跟踪误差界是系统初始状态误差界和系统输出干扰项界的线性函数 ,同时改变反馈增益可以调整系统的最终跟踪误差界 .仿真与实验均表明了该方法的有效性 .

鲁棒高阶PD型迭代学习控制器设计

针对具有不确定项或干扰项的重复非线性时变系统 ,提出了一种鲁棒高阶PD型迭代学习控制器 ,给出了该控制器的收敛性条件 ,证明跟踪误差界是本次迭代学习与前次迭代学习初始值之差的界和系统输出干扰项界的线性函数 .仿真与实验均表明了该方法的有效性 .

机器人多胞变增益输出反馈H_∞控制

针对n类关节的刚性机器人,提出一种设计包含极点配置的多胞变增益输出反馈H∞控制器的新方法.利用平衡族附近的线性化,机器人系统可化为一关于平衡族的连续线性变参数系统,通过引入滤波器得到易于设计变增益控制器的增广对象,并将其凸分解为多胞表示,基于二次D 稳定和二次H∞性能概念,利用多胞特性将整个控制器设计转化为对胞体顶点控制器的设计,然后利用LMI方法,对多胞的各顶点分别设计满足H∞性能和动态特性的输出反馈控制器,最后综合顶点控制器得到具有同样多胞结构的全局连续变增益控制器.实验结果验证了此控制器的有效性和先进性.

机器人非线性连续变增益H_∞控制器设计

本文针对 n关节的刚性机器人 ,提出了一种设计连续变增益控制器的新方法 .这种方法结合了变增益和 H∞ 理论 ,通过在平衡点附近线性化系统 ,利用具有极点配置的状态反馈 H∞ 技术 ,对应每个运动区域 ,设计满足H∞ 性能和动态特性的状态反馈增益 ,这些增益通过泰勒级数展开拟合成与运动点有关的连续函数 .随着系统状态的变化 ,拟合成的增益函数可使控制器获得连续的增益 ,使得所设计的控制器同样适合系统状态变化较快的对象 ,而且系统随状态的变化始终具有很高的动态性能 ,克服了传统变增益控制器中存在的不足 .仿真结果验证了此控制器的有效性 .

基于泰勒级数拟合的机器人模糊连续变增益H_∞控制

针对 n关节刚性机器人 ,提出一种新的保证在整个运动范围内始终具有良好动态性能的模糊连续变增益控制器的设计方法。首先结合变增益 H∞ 理论和 L MI方法 ,运用泰勒级数拟合设计连续变增益 H∞ 控制器 ,使其适合系统状态变化快的对象 ;然后引入模糊控制 ,使控制器在误差较大时具有快速特性 ,误差较小时具有良好阻尼特性 ,从而使系统随状态变化始终具有很高的动态性能。

机器人LFT变增益H_∞控制

针对平面两关节直接驱动机器人 ,基于LMI技术提出一种设计能保证在整个运动范围内始终具有很好动态性能的LFT变增益H∞ 控制器的新方法 .将机器人系统转化为以两关节夹角余弦值为变参数的LPV模型并表示为关于变参数的LFT结构 ,利用变参数的测量值设计具有相同LFT结构的LPVH∞ 控制器 ,将此控制器的设计等价为以变参数为不确定项的LTI鲁棒控制器的设计并给出控制器可解的LMIs条件 ,然后归纳出获得控制器的求解方法 .此控制器既克服了传统变增益控制器的缺陷 ,又利用变参数的测量值降低了控制器设计的保守性 .实验结果验证了此控制器的有效性和先进性 .

基于线性变参数H_∞反馈的机器人迭代学习控制器设计

提出了一种基于线性变参数 (LPV)H∞ 反馈的迭代学习控制器 ,用于不确定性机器人的高精度轨迹跟踪 .此控制器包括反馈部分和前馈部分 ,其中反馈部分设计为LPVH∞ 控制 ,前馈部分设计为高阶PD型迭代学习控制 .在满足一定的收敛条件下 ,证明了该控制器的跟踪误差界正比于系统初始误差界和系统输出干扰项界 .仿真结果不仅验证了此控制器随机器人关节位置变化始终具有干扰衰减、鲁棒稳定的性能 ,而且还验证了此控制器具有高精度轨迹跟踪的性能 .

基于保H_∞性能插值的变增益输出反馈控制

针对线性变参数系统 ,基于保H∞ 性能插值设计一种无需变参数变化率反馈的变增益输出反馈控制器 .在将控制器设计转化为关于参数矩阵的LMI问题后 ,基于“H∞ 性能覆盖”的概念给出了划分变参数集的充分条件 ,并将变参数集划分为若干充分小的子集 ,对各子集寻找满足要求的常数矩阵并利用插值来得到所要求的连续参数矩阵 .此控制器消除了变参数变化率反馈并通过对变参数变化率上界的限制降低了控制器设计的保守性 .实验结果验证了其有效性 .

基于Hopfield神经网络的机器人规划控制器设计

针对非线性、强耦合的机器人系统 ,首先给出了利用Hopfield神经网络的单调性极值搜索能力搜寻机器人单调到达期望位置的最优动态过程的具体方法 ,并采用机器人动力学方程设计了满足该动态过程的控制器 ,然后分析了该控制器的收敛性 .

具有极点配置的不确定性机器人鲁棒H_∞控制

针对具有时变负载和参数不确定的n关节机器人 ,提出利用线性矩阵不等式技术来设计具有极点配置的鲁棒H∞ 控制器的新方法 .通过非线性补偿将机器人系统化为一具有不确定摄动的线性系统 ,利用线性矩阵不等式技术对此线性系统设计满足闭环极点配置要求的状态反馈H∞ 控制器 ,并将控制器的设计归结为求解一包含矩阵不等式约束的优化问题 ,且提出了一种获得此优化问题可行解的迭代方法 .最后利用DDR -Ⅱ型直接驱动机器人进行了仿算 ,验证了所提出的方法可保证机器人在存在时变负载和参数不确定情况下随关节位置变化始终具有很好的鲁棒控制性能 .

基于Windows环境下硬件中断的机器人关节控制器设计

本文分析了在Windows环境下利用硬件中断来进行实时控制的可行性并介绍了其实现的具体方法,在此基础上设计了机器人关节控制器,运行效果良好。

基于面向对象编程的直接驱动机器人系统设计

针对直接驱动机器人系统设计，给出了硬件设计的基本结构，并着重阐述了用面向对象的方法来设计系统软件包，运行效果良好。

基于LonWorks现场总线技术的分布式温度检测系统设计

介绍了 L on Works现场总线和单线数字温度传感器 DS182 0的特点及原理 ,在此基础上设计了多点温度检测系统 ,给出了其硬件及软件实现 ;通过在上海徐浦大桥上试运行 ,取得了良好效果。

暂态特性可调的一类非线性系统的变增益H_2/H_∞控制

针对系统参数依赖其状态的一类非线性系统,提出一种设计暂态特性可调的变增益H2/H∞控制器的新方法.基于二次D稳定和二次H∞性能概念,设计满足暂态特性要求的变增益H2/H∞状态反馈控制器被归结为一包含无限维LMIs约束的凸优化问题,然后基于“mimic”原理提供一种方法将无限维LMIs降为有限维LMIs,并提出了一种利用有限维LMIs的控制器综合方法.